Экстерьерные и интерьерные показатели яков в разных экологических зонах Республики Тыва 06. 02. 01 Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных 03. 00. 16 Экология
| Вид материала | Лекция |
- Программа минимум кандидатского экзамена по специальности 06. 02. 01 Разведение, селекция,, 74.53kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности, 80.52kb.
- Способы повышения воспроизводительной функции свиней 06. 02. 01 разведение, селекция,, 568.29kb.
- Генетическая структура популяций сельскохозяйственных животных западной сибири и использование, 697.47kb.
- Влияние генотипа на мясную продуктивность и естественную резистентность свиней 06., 327.83kb.
- Прогнозирование воспроизводительных способностей баранов в раннем возрасте 06. 02., 373.64kb.
- Эффективность хозяйственного использования животных разных генотипов в холмогорской, 304.53kb.
- Перспективы селекции породного типа среднерусской породы пчёл «приокский» 06. 02., 1004.29kb.
- Воспроизводительные качества коров в зависимости от уровня молочной продуктивности, 413.96kb.
- Повышение эффективности селекции аулиеатинского скота с использованием мирового генофонда, 1030.17kb.
На правах рукописи
Кузьмина Елена Евгеньевна
Экстерьерные и интерьерные показатели яков в разных экологических зонах Республики Тыва
-
06.02.01
-
Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных
03.00.16
-
Экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Новосибирск 2009
Работа выполнена в ГНУ Тувинский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО Россельхозакадемии и НИИ ветеринарной генетики и селекции ФГОУ ВПО Новосибирский аграрный университет
| Научные руководители: | доктор биологических наук, профессор Короткевич Ольга Сергеевна доктор биологических наук Чысыма Роза Байындыевна |
| Официальные оппоненты: | доктор биологических наук, профессор Куликова Светлана Геннадьевна доктор сельскохозяйственных наук, профессор Еранов Александр Михайлович |
| Ведущая организация | ГНУ Сибирский ордена Знак Почета научно-исследовательский и проектно-технологический институт животно-водства СО Россельхозакадемии |
Защита состоится «16» декабря 2009 г. в 1230 час. на заседании диссертационного совета Д 220.048.03 в ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет (630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160).Тел., факс 8(383)2642934, e-mail: norge@ngs.ru.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет и на сайте edu.ru
Автореферат разослан «____» ноября 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Маренков В.Г.
^ 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Обеспечение населения экологически безопасной продукцией животноводства в последние годы является одной из наиболее актуальных задач в связи со значительным увеличением поступления тяжелых металлов по пищевым цепям в организм человека. Многочисленными исследованиями установлено, что во многих регионах, в зависимости от степени экологического загрязнения места обитания животных и воздействия на них экотоксикантов, концентрация тяжелых металлов в организме животных и продукции животноводства, как правило, в несколько раз выше, чем их содержание в почве и кормах и превышает предельно допустимые нормы (Таланов Г.А., 1994; Тютиков С.В, 1997; Каштанов А.Н., 1999; Клепцина Е.С., 2000; Бокова Т.И., 2003).
Загрязнение окружающей среды в Республике Тыва вызывает в последнее время большую тревогу, так как довольно значительная часть ее территории подвергается техногенному воздействию под влиянием полифакторного загрязняющего комплекса. Рост экологических проблем в республике происходит на фоне снижения численности сельскохозяйственных животных и их продуктивности (Кужугет К.С., 2001; Андрейчик М.Ф., 2005; Чысыма Р.Б., 2006).
Одной из главных трансграничных экологических проблем в Тыве является использование Бай-Тайгинского кожууна под район падения отделяющихся ракет-носителей «Протон». В связи с изменившейся обстановкой возникает необходимость оценки популяции тувинских яков по комплексу интерьерных показателей, а также исследования мышечной ткани и внутренних органов яков в различных экологических условиях их разведения для получения высококачественных продуктов животноводства, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям.
^ Цель исследований. Изучить экстерьерные и интерьерные показатели яков Республики Тыва накопление тяжелых металлов (кадмия, свинца, меди, цинка и марганца) в их органах и тканях.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
-изучить зоотехнические особенности яков, разводимых на территории Республики Тыва в современных условиях.
-определить содержание тяжелых металлов в почвах, поверхностных водах и пастбищных кормах исследуемых зон.
-изучить гематологический, биохимический, аминокислотный и микроэлементный состав крови яков разных экологических зон.
-проанализировать особенности накопления тяжелых металлов (Cd, Pb, Cu, Zn, Mn) в органах и тканях яков.
-установить связь между интерьерными показателями и содержанием тяжелых металлов в органах и тканях яков.
^ Научная новизна. Дана характеристика экстерьерных и интерьерных признаков яков Республики Тыва и впервые выявлены особенности накопления тяжелых металлов в организме животных из разных экологических зон. Установлены средние популяционные уровни тяжелых металлов в органах и тканях и разная степень их накопления. Выявлена связь между биохимическим параметрами крови и уровнем тяжелых металлов в органах и мышечной ткани яков. Проведена экологическая оценка основных зон разведения яков, определена динамика накопления тяжелых металлов в почве, пастбищных кормах и воде.
^ Практическая значимость. Дана комплексная характеристика зоотехнических, гематологических, биохимических и химических показателей у яков 2-летнего возраста. Определены среднепопуляционные значения биохимических и химических параметров у яков в экологически чистой зоне, которые могут быть использованы при оценке интерьера и состояния здоровья яков. Некоторые биохимические и химические параметры могут быть использованы в качестве критериев оценки аккумуляции тяжелых металлов в органах и тканях.
Материалы диссертации включены в «Мероприятия по охране и использованию генофонда яков на 2006-2010 годы», утвержденные Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Тыва (Кызыл, 2005), используются при проведении агроэкологического мониторинга генофонда яков в яководческих хозяйствах Республики Тыва.
Материалы диссертации используются в лекционных курсах и лабораторно-практических занятиях по дисциплинам «Разведение сельскохозяйственных животных», «Яководство» и «Экология» при подготовке студентов сельскохозяйственного факультета Тывинского государственного университета, зооинженерного факультета Новосибирского аграрного университета.
^ Апробация работы. Материалы диссертационной работы представлены на 6-й международной научно-практической конференции «Аграрная наука Сибири, Монголии, Казахстана и Башкортостана – сельскому хозяйству» (Павлодар, 2003); 2-й международной конференции «Ветеринарная генетика, селекция и экология» (Новосибирск, 2003); XII международной конференции «Тяжелые металлы в окружающей среде» (Гренобль, Франция, 2003); региональной научно-практической конференции «Научное обеспечение сельскохозяйственного производства в аридной зоне» (Кызыл, 2006); международной конференции «Экономические аспекты устойчивого развития сельского хозяйства в Центрально-Азиатском регионе» (Кызыл, 2007); III конференции молодых ученых СО Россельхозакадемии «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых» (Краснообск, 2008); XI и XII международных научно-практических конференциях по научному обеспечению АПК азиатских территорий (Новосибирск, 2008; Шымкент, 2009), международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии в сельском хозяйстве Западной Сибири» (Кемерово, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ в журналах «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», «Зоотехния», «Journal de Physique», сборниках научных трудов, материалах международных научно-практических конференций.
^ Структура работы. Диссертация изложена на 153 страницах, содержит 27 таблиц, 14 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждений результатов научных исследований, выводов, предложений, библиографического списка, включающего 233 наименования, в том числе 59 на иностранных языках.
^ Основные положения, выносимы на защиту:
1. По ряду зоотехнических параметров у яков тувинской популяции выявлены особенности полового диморфизма.
2. Техногенное загрязнение окружающей среды влияет на динамику накопления тяжелых металлов в почве, растениях и организме животных.
3. Установлено влияние загрязнения окружающей среды на гематологические и биохимические параметры яков.
4. Существует дифференциация органов и тканей яков по уровню аккумуляции тяжелых металлов.
^ 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Диссертационная работа является этапом научных исследований Тувинского научно-исследовательского института сельского хозяйства задания 01.02.06 «Изучить биоразнообразие, эффективное использование и сохранение яков тувинской популяции» Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК Сибири на 2001-2005 гг. «Научные основы формирования и функционирования эффективного агропромышленного производства Сибири».
Исследования проводились в яководческих хозяйствах Западной зоны Республики Тыва (МУП «Кара-Хол», ГУП «Бай-Тал» Бай-Тайгинского района, ГУП «Малчын» Монгун-Тайгинского района) в 2001-2009 гг., Тувинском научно-исследовательском институте сельского хозяйства Сибирского отделения Россельхозакадемии, лаборатории биохимии Сибирского научно-исследовательского и проектно-технического института животноводства, ФГУ ГСАС «Тувинская», Научно-исследовательском институте ветеринарной генетики и селекции ФГОУ ВПО НГАУ. Схема исследований представлена на рис.1.
Рис. 1. Схема опыта
Материалами исследований служили основные виды почв, корма из трав естественных пастбищ, кровь, пробы внутренних органов (почки, печень, сердце, легкие, селезенка) и мышечной ткани. При этом было исследовано 1313 образцов проб, в т.ч. почвы - 105, воды -50, кормов - 105, крови - 168, органов и тканей - 885. С целью изучения экстерьерных особенностей яков тувинской популяции были исследованы 140 голов взрослых яков. Всего было проведено 2598 гематологических, биохимических, химических анализов.
Отбор проб почв и их первичная обработка для химического анализа проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.02.84 «Почвы». Пробы сена отбирались согласно ГОСТ 27262-87 «Корма растительного происхождения». Уровень содержания в них тяжелых металлов определялся в лаборатории ФГУ ГСАС «Тувинская».
Основываясь на данных государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды в Республике Тыва в 2000 году» (Кужугет К.С., Ооржак А.А. и др., 2001), для проведения исследований были выбраны три яководческих хозяйства западной зоны республики:
- МУП «Кара-Хол» Бай-Тайгинского кожууна, расположенное в месте падения отделяющихся частей ракет-носителей - загрязненная зона;
- ГУП «Бай-Тал» Бай-Тайгинского кожууна, находящееся в непосредственной близости от района падения частей ракет-носителей «Протон» и «Зенит» - условно-загрязненная зона;
- ГУП «Малчын» Монгун-Тайгинского района, расположенное на условно-удовлетворительной в экологическом отношении территории вдали от промышленных предприятий и оживленных автомагистралей – относительно экологически чистая зона.
Оценку экстерьера проводили путем глазомерной оценки и взятия 6 основных промеров: высота в холке, глубина груди, обхват груди, косая длина туловища, обхват пясти и живая масса. Для оценки типа телосложения рассчитывали индексы длинноногости, растянутости, сбитости, костистости.
Анализы содержания тяжелых металлов во всех объектах исследования выполнены на атомно-абсорбционном спектрофотометре ААS-3 согласно методическим рекомендациям по атомно-абсорбционным спектрофотометрическим методам определения токсичных элементов в пищевых продуктах (1993). Исследования проведены на базе ФГУ ГСАС «Тувинская» и лаборатории биохимии ГНУ СибНИПТИЖ СО Россельхозакадемии. Пробы органов и тканей для определения микроэлементного состава были подготовлены методом сухого озоления.
Количество эритроцитов и лейкоцитов в крови яков определяли прямым подсчетом в камере Горяева числа каждого вида клеток, гемоглобин – в гемометре Сали.
Биохимические показатели крови определяли общепринятыми методами, общий белок крови - рефрактометрически по изменению показателя преломления с использованием рефрактометра ИРФ-22, резервную щелочность плазмы крови - методом И. П. Кондрахина. Содержание общего кальция в сыворотке крови устанавливали титрометрически, неорганического фосфора – с применением фотоэлектроколориметра. Количество витаминов А и Е было определено методом инфракрасной спектрометрии на приборе ИК-4500. Анализ аминокислотного состава крови был проведен на аминокислотном анализаторе ААА-339 М. Микроэлементы крови определялись методом атомной абсорбции на спектрофотометре по ГОСТ 27996-88.
Биометрическая обработка полученных результатов была проведена с использованием программ пакета Snedecor V4.
^ 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Краткая зоотехническая характеристика яков, разводимых
на территории Республики Тыва в современных условиях
В западной зоне Республики Тыва, располагающей большими массивами предгорных и высокогорных естественных пастбищ, яководство является основной отраслью животноводства. Технология ведения яководства в регионе предусматривает круглогодовое пастбищное содержание животных.
Снижение численности яков в Республике Тыва, наблюдаемое в течение последних 15 лет, явилось результатом экономических реформ, а также экологического загрязнения основных ареалов разведения тувинских яков. В период с 1993 по 2008 г. численность яков уменьшилась в 8 раз, до 8,6 тыс. голов, в некоторых районах республики данная отрасль была вообще ликвидирована. При этом отмечено снижение якопоголовья в общественном секторе и увеличение удельного веса личных подсобных хозяйств населения, что приводит к ослаблению селекционно-племенной работы в яководстве, вследствие чего снижаются племенные и продуктивные качества яков.
К особенностям, определяющим высокую приспособленность животных к жизни весь год на подножном корме под открытым небом при низкой температуре, можно отнести их небольшие размеры, мощно развитую переднюю часть туловища, грудь, крепкие передние ноги, большую голову с широким и высоким лбом, вытянутой и заостренной лицевой частью.
Живая масса телят яков при рождении в исследуемых хозяйствах в среднем составляла 13,5±0,4 кг и зависела от времени их рождения, возраста и развития их матерей. Среднесуточные приросты ячат при подсосном содержании составляли 0,60-0,85 кг, по мере перехода молодняка на подножный корм интенсивность роста уменьшалась, среднесуточные приросты снижались до 0,25-0,33 кг
Для более полного представления о степени развитии организма яков, пропорциях тела и общем конституциональном типе животных нами были изучены основные промеры тела и вычислены индексы телосложения яков в различные периоды онтогенеза (табл. 1). Установлен половой диморфизм у яков по живой массе (в среднем быки яки тяжелее якоматок в 1,4 раза), а также косой длине туловища и обхвату груди
Таблица 1
Промеры, живая масса и индексы телосложения яков тувинской популяции
| | Быки-яки | Самки- ячихи | Телята | ||
| 2-недель-ные | 2-месяч-ные | 6-месяч-ные | |||
| Высота в холке, см | 122,8±0,8 | 111,7±0,9 | 62,7±0,6 | 67,9±1,0 | 78,8±0,3 |
| Косая длина туловища, см | 137,1±0,9 | 118,2±1,4 | 50,0±1,02 | 58,5±1,4 | 84,3±1,2 |
| Глубина груди, см | 68,9±0,6 | 66,2± 0,3 | 34,5±0,4 | 41,7±0,5 | 44,2±0,6 |
| Обхват груди, см | 177,9±0,7 | 160,5±1,1 | 72,7±0,8 | 87,5±0,7 | 101,7±0,6 |
| Обхват пясти, см | 19,3±0,6 | 18,6±0,5 | 9,6±0,1 | 11,8±0,1 | 13,9±0,2 |
| Живая масса, кг | 360,0±10,0 | 265,0± 5,0 | 22,3±0,5 | 35,9±0,9 | 68,8±1,5 |
| Индексы: длинноногости | 43,9±1,1 | 40,7±0,8 | 44,9±0,6 | 38,3±1,2 | 43,9±1,2 |
| растянутости | 111,6±1,2 | 112,5±1,3 | 80,3±1,1 | 86,7±2,8 | 107,0±2,3 |
| сбитости | 136,3±1,7 | 126,5±1,4 | 145,1±2,2 | 150,8±3,0 | 120,6±1,9 |
| костистости | 16,7±0,4 | 15,8±0,4 | 15,4 ±0,2 | 17,4±0,3 | 17,6±0,5 |
Взрослые яки характеризуются наиболее высокими индексами длинноногости и растянутости, а ячата двухнедельного и двухмесячного возраста – индексом сбитости.
При проведении селекционно-племенной работы в яководческих хозяйствах Республики Тыва, отборе и подборе животных желательного типа необходимо учитывать конституциональные особенности яков тувинской популяции, которые сформировались в экстремальных природно-климатических условиях региона.
^ 3.2 Влияние техногенного загрязнения на содержание
тяжелых металлов в почве, воде и пастбищных кормах
В трех исследуемых хозяйствах определяли содержание химических элементов в почвах и пастбищных кормах (табл. 2). Сравнительный анализ уровня содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвах показал, что в загрязненной зоне концентрация Cd, Pb, Cu, Zn и Mn была выше соответственно в 2,3; 3,7; 3,6; 3,7 и 1,9 раза, чем в условно экологически чистой зоне. В почве условно-загрязненной зоны отмечено достоверное повышение уровня кадмия, свинца и меди по сравнению с контролем соответственно в 1,4; 3,1 и 1,8 раза. В почвах загрязненной и условно-загрязненной зон было установлено превышение ПДК кадмия в 1,8 и 1,4 раза.
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов в почвах и пастбищных кормах
разных экологических зон, мг/кг
| Показатель | Зона | ПДК | ||
| загрязненная | условно-загрязненная | условно-чистая | ||
| Cd почва корма | 0,09±0,002*** 0,28±0,01*** | 0,07±0,003*** 0,08±0,02 | 0,04±0,004 0,06±0,01 | 0,05 0,3 |
| Pb почва корма | 1,75±0,23*** 0,37±0,04*** | 1,45±0,07*** 0,77±0,05 | 0,47±0,04 0,83±0,03 | 6,0 5,0 |
| Cu почва корма | 0,47±0,06*** 7,65±0,68*** | 0,24±0,02*** 5,85±1,15 | 0,13±0,01 2,99±0,54 | 3,0 30,0 |
| Zn почва корма | 1,59±0,19*** 18,19±0,68 | 0,45±0,02 19,62±3,27 | 0,43±0,08 21,50±3,90 | 23,0 50,0 |
| Mn почва корма | 27,86±5,40* 20,14±4,27*** | 17,99±1,18 31,52±4,41 | 14,41±3,67 45,03±1,74 | 60,0 |
Примечание: * - p<0,05; ** p<0,01; *** p<0,001 и т.д.
В пастбищном корме экологически загрязненной зоны содержание кадмия и меди превышало уровень данных элементов в травах условно-загрязненной и экологически чистой зон соответственно в 3,5 и 4,7; 1,3 и 2,6 раза. Концентрация свинца и марганца в загрязненной зоне, наоборот, была ниже в 2,2 раза по сравнению с контролем. Содержание химических элементов в пастбищных кормах исследуемых хозяйств не выходит за пределы допустимых концентраций, однако концентрация кадмия в пастбищных травах загрязненной зоны составляла 0,93 ПДК.
В водах Бай-Тайгинского района Республики Тыва отмечено превышение ПДК кадмия и свинца в среднем в 2,0 и 1,3 раза (табл. 3).
Летом концентрация этих элементов в водоемах увеличивалась соответственно до 3,0 и 2,0 ПДК, что было вызвано выпадением большого количества атмосферных осадков.
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что в результате техногенного воздействия в почвах загрязненной зоны повышается концентрация кадмия, свинца, меди, цинка и марганца, а в пастбищных травах – уровень кадмия и меди в сравнении с экологически чистой зоной.
Таблица 3
Концентрация тяжелых металлов в водоемах
Бай-Тайгинского кожууна в разные периоды года, мг/л
| Сезон | Cd | Pb | Cu | Zn | Mn |
| Весна | 0,001±0,0005 | 0,02±0,005 | 0,03±0,009 | 0,09±0,045 | 0,02±0,002 |
| Лето | 0,003±0,0006 | 0,06±0,033 | 0,02±0,001 | 0,26±0,078 | 0,03±0,003 |
| Осень | 0,001±0,0001 | 0,04±0,005 | 0,02±0,002 | 0,16±0,023 | 0,03±0,002 |
| В среднем | 0,002±0,0003 | 0,04±0,011 | 0,02±0,004 | 0,16±0,036 | 0,03±0,002 |
| ПДК | 0,001 | 0,03 | 1,0 | 1,0 | 0,1 |
^ 3.3 Гематологический и биохимический статус яков
разных экологических зон
В результате проведения гематологических исследований установлено, что уровень гемоглобина и количество эритроцитов в крови яков всех трех зон находились в пределах физиологической нормы, а количество лейкоцитов у яков превышало верхнюю границу физиологической нормы в 1,2-1,3 раза (табл. 4).
Таблица 4
Гематологические и биохимические показатели крови яков
разных экологических зон
| Показатель | Зона | ||
| загрязненная | условно-загрязненная | условно-чистая | |
| Эритроциты, ×1012/л | 5,52±0,02 | 5,67±0,08 | 5,57±0,02 |
| Гемоглобин, г/л | 109,49±0,25 | 108,90±0,23 | 109,5±0,33 |
| Лейкоциты, ×109/л | 15,07±0,23 | 14,16±0,24 | 14,87±0,35 |
| Белок, г/л | 74,31±0,82 | 70,98±1,54 | 72,72±1,60 |
| Рез. щел., об.% СО2 | 47,51±0,57*** | 48,72±0,49*** | 37,32±0,91 |
| Липиды, г/л | 2,55±0,18 | 3,02±0,18* | 2,44±0,21 |
| Холестерин, ммоль/л | 3,07±0,11 | 3,30±0,09 | 3,20±0,12 |
| Витамин А, мкмоль/л | 1,86±0,18* | 1,81±0,13* | 1,31±0,14 |
| Витамин Е, мкмоль/л | 21,65±3,00** | 18,22±2,87*** | 33,03±2,68 |
| Кальций, ммоль/л | 3,11±,22 | 3,09±0,11 | 3,27±0,09 |
| Фосфор, ммоль/л | 2,93±0,03*** | 2,77±0,03*** | 3,22±0,04 |
| Натрий, ммоль/л | 104,00±1,35* | 111,46±2,00*** | 96,42±2,94 |
| Калий, ммоль/л | 21,65±0,74 | 22,49±0,89 | 23,28±0,76 |
| Магний, ммоль/л | 1,03±0,06 | 1,14±0,05* | 0,97±0,06 |
Оценка биохимических показателей сыворотки крови показала, что у животных загрязненной и условно-загрязненной зон понижена концентрация фосфора и витамина Е соответственно в 1,1 и 1,2; 1,5 и 1,8 раза. Было установлено, что у яков загрязненной и условно-загрязненной зон концентрация витамина А в 1,4, натрия - в 1,1 и 1,2, а показатель резервной щелочности крови в 1,3 раза выше, чем у животных экологически чистой зоны.
Анализ аминокислотного состава сыворотки крови яков показал, что в загрязненной и условно-загрязненной зонах по сравнению в условно чистой зоной отмечено снижение концентрации треонина (в 4,8 и 4,3 раза), глицина (в 1,9 и 2,0), аланина (в 1,4), фенилаланина (в 1,3 и 1,2), повышение концентрации валина (в 6,7 и 6,6), глутамина (в 2,4), гистидина и аспарагина (в 1,1 раза) (табл. 5).
Таблица 5
Аминокислотный состав сыворотки крови яков
разных экологических зон, мг/%
| Показатель | Зона | ||
| загрязненная | условно-загрязненная | условно-чистая | |
| Аспарагин | 0,96±0,017* | 0,94±0,019 | 0,89±0,023 |
| Треонин | 0,26±0,005*** | 0,29±0,040*** | 1,24±0,02 |
| Глутамин | 1,31±0,013*** | 1,28±0,016*** | 0,54±0,091 |
| Глицин | 0,25±0,007*** | 0,24±0,009*** | 0,47±0,012 |
| Аланин | 0,48±0,005*** | 0,47±0,007*** | 0,67±0,017 |
| Валин | 0,74±0,013*** | 0,73±0,015*** | 0,11±0,004 |
| Фенилаланин | 0,39±0,015*** | 0,40±0,020*** | 0,49±0,014 |
| Гистидин | 0,35±0,007*** | 0,35±0,006*** | 0,31±0,008 |
Таким образом, можно сделать вывод, что экологическое неблагополучие отдельных территорий Республики Тыва, являющееся результатом антропогенной деятельности, приводит к изменениям интерьерных показателей яков.
^ 3.4 Концентрация тяжелых металлов в органах и тканях яков
Анализ полученных данных по содержанию тяжелых металлов в крови яков показал, что в загрязненной и условно загрязненной зонах уровень кадмия в крови был выше соответственно в 1,14 и 1,18 раза, по сравнению с яками условно экологически чистой зоны и составил 0,50; 0,52 и 0,44 мкмоль/л. По содержанию свинца, меди, цинка и марганца в крови у яков из разных экологических зон нет достоверных различий, концентрация данных элементов находится на уровне: 0,57-0,63; 8,35-1,46; 30,36-34,98 и 1,61-1,94 мкмоль/л соответственно.
Концентрация тяжелых металлов во внутренних органах и мышечной ткани яков разных экологических зон представлена в табл. 6.
Таблица 6
Содержание тяжелых металлов в мышечной ткани
и внутренних органах яков, мг/кг
| Органы, ткань | Зона | ||
| загрязненная | условно-загрязненная | условно-чистая | |
| Кадмий | |||
| Мышцы | 0,381±0,020*** | 0,109±0,003 | 0,139±0,036 |
| Сердце | 0,298±0,027*** | 0,059±0,003 | 0,062±0,003 |
| Печень | 0,341±0,008*** | 0,193±0,004 | 0,189±0,007 |
| Почки | 0,710±0,019*** | 0,358±0,009 | 0,335±0,010 |
| Легкие | 0,427±0,038*** | 0,146±0,004 | 0,146±0,005 |
| Селезенка | 0,383±0,020*** | 0,115±0,007*** | 0,159±0,008 |
| Свинец | |||
| Мышцы | 0,616±0,030 | 0,564±0,048 | 0,602±0,050 |
| Сердце | 0,534±0,062** | 0,333±0,013 | 0,285±0,025 |
| Печень | 0,004±0,004*** | 0,069±0,009 | 0,076±0,004 |
| Почки | 0,593±0,034** | 0,740±0,030 | 0,795±0,054 |
| Легкие | 1,152±0,116** | 0,773±0,028 | 0,686±0,039 |
| Селезенка | 0,854±0,111 | 0,728±0,034 | 0,736±0,056 |
| Медь | |||
| Мышцы | 2,98±0,52** | 4,88±0,62 | 5,76±0,45 |
| Сердце | 6,13±0,98** | 9,55±0,84 | 10,58±1,13 |
| Печень | 94,58±10,78 | 156,22±24,11** | 73,52±14,92 |
| Почки | 14,15±1,56 | 20,88±1,33 | 18,94±2,03 |
| Легкие | 7,48±1,66 | 7,84±0,39 | 6,61±0,48 |
| Селезенка | 4,17±0,61 | 4,19±0,27 | 5,09±0,53 |
| Цинк | |||
| Мышцы | 86,0±3,56** | 116,5±6,21 | 113,1±7,81 |
| Сердце | 85,62±4,57*** | 38,95±1,76 | 33,71±0,56 |
| Печень | 104,5±3,53 | 105,53±11,26 | 109,32±26,49 |
| Почки | 78,50±8,23 | 76,32±2,91 | 72,48±2,09 |
| Легкие | 87,42±3,49*** | 48,51±1,48** | 60,96±2,96 |
| Селезенка | 96,0±3,15** | 74,16±2,84 | 72,61±5,78 |
| Марганец | |||
| Мышцы | 0,86±0,03*** | 0,93±0,01*** | 1,29±0,06 |
| Сердце | 1,62±0,16** | 0,087±0,04 | 0,98±0,05 |
| Печень | 7,10±0,22 | 8,13±0,12*** | 6,71±0,18 |
| Почки | 3,08±0,14** | 3,79±0,14 | 3,86±0,16 |
| Легкие | 0,88±0,03*** | 1,46±0,13 | 1,46±0,06 |
| Селезенка | 2,06±0,08*** | 1,02±0,08 | 1,01±0,11 |
Исследования мышечной ткани, сердца, печени, почек, легких и селезенки яков показали, что концентрация кадмия во всех органах и мышечной ткани яков загрязненной зоны превышает его содержание у животных условно экологически чистой зоны соответственно в 2,7; 4,8; 1,8; 2,1; 2,3; 2,4 раза. Превышение ПДК кадмия в наибольшей степени было отмечено в мышечной ткани яков всех трех зон, а также в печени, селезенке и легких животных загрязненной зоны.
В загрязненной, условно-загрязненной и экологически чистой зонах средняя концентрация свинца превышала ПДК в мышцах (в 1,23; 1,13 и 1,2 раза), селезенке (в 1,42; 1,21 и 1,23) и легких (в 1,92; 1,29 и 1,14 раза). Установлено значительное превышение концентрации свинца в легких в загрязненной зоне (в 1,5 и 1,7 раза) по сравнению с двумя другими зонами.
В мышцах и сердце яков загрязненной зоны концентрация меди была ниже в 1,9 и 1,7 раза, по сравнению с животными экологически чистой зоны.
В загрязненной зоне концентрация цинка в мышцах яков была в 1,3 раза меньше, а в сердце, селезенке и легких соответственно в 2,5; 1,3 и 1,4 раза выше, чем в условно экологически чистой зоне.
Отмечено, что в мышечной ткани, почках и легких яков загрязненной зоны уровень Mn был ниже в 1,5; 1,3 и в 1,7 раза, по сравнению с животными экологически чистой зоны. В сердце и селезенке наблюдалась обратная картина: концентрация марганца была выше в загрязненной зоне в 1,7 и 2,0 раза.
На основании результатов изучения химического состава мышечной ткани и внутренних органов яков, разводимых в районах с разными экологическими условиями, мы пришли к выводу, что фоновые показатели содержания тяжелых металлов в организме животных зависят от природно-климатических, кормовых и экологических факторов территорий.
^ 3.5 Влияние тяжелых металлов на гематологические
и биохимические показатели яков
Проведенными исследованиями было установлено, что между отдельными гематологическими, биохимическими показателями крови, свободными аминокислотами сыворотки крови и химическими элементами в организме яков существует тесная взаимосвязь и определенные количественные соотношения (табл. 7). В результате проведенного корреляционного и регрессионного анализа было установлено, что повышение уровня свинца в различных органах и тканях приводит к уменьшению количества гемоглобина и лейкоцитов в крови, к снижению показателя резервной щелочности, концентрации общего белка и витамина А, а также к уменьшению содержания некоторых свободных аминокислот в сыворотке крови (гистидина, треонина, валина, лейцина, глицина, аланина, аспарагина, глутамина, серина). Больше половины установленных связей между концентрацией кадмия в различных органах и тканях и гематологическими и биохимическими параметрами имели положительное направление. Повышение концентрации кадмия в организме яков приводило к увеличению количества лейкоцитов, общего белка крови, резервной щелочности крови, концентрации витамина А, валина, гистидина, аргинина, глутамина. Отрицательные корреляции отмечены между содержанием кадмия в различных органах и тканях и количеством эритроцитов, уровнем холестерина, треонина, глицина, аланина.
Таблица 7
Корреляция уровней тяжелых металлов в органах и тканях
с биохимическими показателями крови
| Коррелирующие признаки x/y | r ± Sr | y = a +bx | x = a1 + b1y |
| Белок – Pb почки | -0,444±0,169* | y = 1,5740 − 0,0118x | x = 84,4055 − 16,716y |
| Резервная щелочность – Pb печень | -0,443±0,169* | y = 0,1749 − 0,0028x | x = 48,1367 − 70,934y |
| Холестерин – Cd селезенка | -0,485±0,165** | y = 0,5853 − 0,1435x | x = 3,5392 − 1,6404y |
| Витамин А – Pb почки | -0,407±0,173* | y= 0,8867 − 0,0975x | x=2,9354 − 1,7020y |
| Витамин Е – Cu печень | -0,538±0,159** | y = 181,3329 - 3,0753x | x = 33,9832 - 0,0941y |
| Фосфор – Mn печень | -0,668±0,141*** | y = 13,8296 - 2,1878x | x = 4,4720 - 0,2041y |
| Треонин – Cd кровь | -0,530±0,160** | y = 0,5312 - 0,0752x | x = 2,4056 - 3,7323y |
| Гистидин – Pb печень | -0,623±0,148*** | y = 0,3464 - 0,8770x | x = 0,3601 - 0,4427y |
Анализ связи биохимических показателей крови с содержанием биогенных элементов (Cu, Zn, Mn) в органах и тканях показал, что наибольшее количество отрицательных корреляций было связано с уровнем марганца в различных органах и тканях и биохимическими показателями крови. Количество отрицательных корреляций концентрации меди и цинка в органах и тканях и биохимических показателей крови также в 2 раза выше, чем количество положительных связей. Высокая отрицательная корреляция была установлена между концентрацией марганца в мышечной ткани и показателем резервной щелочности крови. Средние отрицательные корреляции выявлены между уровнем марганца в печени и содержанием фосфора в сыворотке крови, а также концентрацией меди в печени и содержанием витамина Е в сыворотке крови.
Показано, что некоторые биохимические показатели крови и многие аминокислоты сыворотки крови могут являться индикаторами уровня тяжелых металлов в различных органах и мышечной ткани яков.
^ 3.6 Связь между концентрациями тяжелых металлов
в органах и тканях яков
В настоящее время остаются малоизученными вопросы о корреляциях химических элементов в разных органах и тканях. Нами были установлены высокие положительные корреляции между содержанием кадмия, свинца и цинка в сердце, кадмия и марганца в селезенке, кадмия и цинка в легких. Высокодостоверная отрицательная корреляция отмечена между концентрацией кадмия и свинца в печени.
Средняя положительная корреляция существует между содержанием кадмия и свинца в крови и легких; в сердце - между концентрацией марганца и уровнем кадмия, свинца, цинка; в селезенке – между кадмием, марганцем и цинком. Между кадмием и медью в мышцах и почках, а также между кадмием и цинком в мышцах существует средняя отрицательная корреляция, что объясняется существованием антагонистических отношений между этими элементами. Цинк, медь, кальций замедляют усвоение кадмия, что является положительным моментом.
Установлено, что аккумуляция кадмия в одних органах очень высоко коррелирует с его содержанием в других, коэффициенты корреляции находятся в пределах 0,883-0,941. Положительная корреляция отмечена между содержанием кадмия во всех внутренних органах и мышечной ткани и концентрацией свинца в сердце и легких. При этом уровень кадмия уменьшается в сердце, печени, почках, легких, селезенке и мышцах при увеличении концентрации свинца в печени и почках.
В разных органах и тканях, как и в одних и тех же, имеются антагонистические отношения между кадмием и медью: концентрация кадмия во всех изучаемых внутренних органах и мышечной ткани уменьшается при увеличении уровня меди в мышцах, сердце, почках.
Установлены положительные корреляции между содержанием свинца в сердце и селезенке, сердце и легких, печени и почках, а в сердце и печени, печени и легких – отрицательные связи. Количество свинца в сердце и легких снижается при повышении уровня цинка в мышцах и увеличивается при возрастании концентрации цинка в почках, селезенке, легких и сердце. В печени, наоборот, количество свинца увеличивается при повышении уровня цинка в мышцах и уменьшается при повышенных концентрациях цинка в сердце, селезенке и легких. Концентрация свинца в почках отрицательно коррелирует с уровнем цинка в сердце и селезенке.
Таким образом, используя рассчитанные уравнения регрессии, можно определить уровень свинца, кадмия и меди в сыворотке крови, зная концентрацию одного из этих элементов. По содержанию кадмия в сыворотке крови можно установить концентрацию марганца в мышечной ткани, по уровню свинца в сыворотке крови – концентрацию цинка в легких. Предсказать концентрацию меди в сердце и легких, а также марганца в почках можно по уровню меди в сыворотке крови. Рассчитать содержание марганца в печени яков можно по уровню цинка в сыворотке крови.
ВЫВОДЫ
1. Изучена динамика живой массы и промеров яков в различные периоды онтогенеза. Установлен половой диморфизм по ряду зоотехнических параметров: быки-яки превосходили ячих по таким показателям, как живая масса (на 35,8%), косая длина туловища (на 16,0%), обхват груди (на 10,8%), высота в холке (на 9,9%).
2. Дана характеристика содержания тяжелых металлов в почве, воде, пастбищных кормах в разных экологических зонах Республики Тыва. Показано, что в почвах загрязненной зоны содержание кадмия превышало ПДК, а уровень других тяжелых металлов был в несколько раз выше, чем в условно-чистой зоне. Содержание кадмия и свинца в водоемах загрязненной зоны превышало уровень ПДК в 1,33-2,0 раза. Уровень кадмия и меди в пастбищных кормах загрязненного района был в несколько раз выше, чем в относительно чистой зоне.
3. Установлено влияние загрязнения окружающей среды на биохимические показатели крови. В сыворотке крови яков загрязненной зоны «Кара-Хол» отмечено пониженное содержание фосфора и витамина Е (на 9,9 и 52,6%), а показатель резервной щелочности, концентрация витамина А и уровень натрия, наоборот, выше по сравнению с животными условно-чистой зоны «Малчын» в 1,3; 1,4 и 1,1 раза.
4. Яки тувинской популяции разных экологических зон различались по содержанию аминокислот в сыворотке крови. У животных загрязненной зоны по сравнению с яками условно экологически чистой зоны наблюдалось снижение в сыворотке крови концентрации треонина, глицина, аланина, фенилаланина в 4,8; 1,9; 1,4 и 1,3 раза.
5. Установлена дифференциация в аккумуляции тяжелых металлов в органах и тканях в районах с различным уровнем загрязнения. Кадмий во всех экологических зонах в основном концентрируется в печени и почках, наиболее низкая его концентрация обнаружена в сердце. Отмечены различия в соотношении содержания свинца в органах и тканях животных в загрязненной и условно-чистой зонах. Свинец в основном концентрируется в легких и селезенке яков в загрязненной зоне, в условно-чистой зоне – в почках и селезенке. Во всех зонах в наименьшей степени свинец аккумулируется в печени.
6. Накопление меди, кадмия и свинца в органах и тканях ведет к уменьшению содержания многих аминокислот в сыворотке крови. Доля отрицательных связей уровня меди в органах и тканях и концентрации аминокислот составила 66,7%, свинца – 60,9, кадмия – 46,0, тогда для цинка – 41,7%. Накопление тяжелых металлов в органах и тканях негативно влияет на уровень ряда гематологических и биохимических показателей. Так, повышенное содержание свинца в печени ведет к снижению в крови количества белка, лейкоцитов, гемоглобина, щелочного резерва, а в почках снижает количество белка, щелочного резерва и витамина А. Накопление меди в почках, печени и селезенке приводит к снижению витаминов А и Е, фосфора, щелочного резерва.
7. В различных органах и тканях связь между химическими элементами отличается как по силе, так и по направлению связей. Если в печени кадмий и свинец выступают в роли антагонистов, то в легких и сердце между этими элементами существует высокая положительная корреляция.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
1. Комплекс гематологических, биохимических и химических показателей следует использовать в качестве характеристики интерьера яков.
2. Ряд биохимических и химических показателей сыворотки крови могут быть использованы в качестве маркеров накопления тяжелых металлов в органах и тканях яков и оценки влияния загрязнения окружающей среды на организм животных.
^ СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Чысыма Р.Б. Яководство в Туве / Р.Б. Чысыма, Е.Е. Кузьмина // Аграрная наука – сельскому хозяйству Республики Тыва: материалы совместного заседания Президиума СО РАСХН и Правительства Республики Тыва. – Новосибирск, 2003. – С. 102-104.
- Чысыма Р.Б. Экстерьерная характеристика яков тувинской популяции / Р.Б. Чысыма, Е.Е. Кузьмина, С.Х. Биче-оол // Аграрная наука – сельскому хозяйству Республики Тыва: материалы совместного заседания Президиума СО РАСХН и Правительства Республики Тыва. – Новосибирск, 2003. – С.135-137.
- Соловьева В.М. Транслокация тяжелых металлов из почвы в растения / В.М. Соловьева, В.Г. Хахаев, Р.Б. Чысыма, Е.Е. Кузьмина // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2003. - № 3. – С. 142-144.
- Чысыма Р.Б. Гематологический статус яков разных экологических зон Республики Тыва / Р.Б. Чысыма, Е.Е. Кузьмина // Ветеринарная генетика, селекция и экология: материалы 2-й Междунар. науч. конф. – Новосибирск, 2003. – С. 188-189.
- Соловьева В.М. Содержание тяжелых металлов в кормах / В.М. Соловьева, Р.Б. Чысыма, Е.Е. Кузьмина // Ветеринарная генетика, селекция и экология: материалы 2-й Междунар. науч. конф. – Новосибирск, 2003. – С.242-243.
- Чысыма Р.Б. Некоторые экстерьерные особенности тувинского яка / Р.Б. Чысыма, Е.Е. Кузьмина, С.Х. Биче-оол // Аграрная наука Сибири, Монголии, Казахстана и Башкортостана – сельскому хозяйству: труды 6-й Междунар. науч.-практ. конф.. – Новосибирск, 2003. – С. 96-99.
- Chycyma R.B. The content of heavy metals in feeds of the Tyva Republic / R.B.Chycyma, V.L Petukhov, E.E. Kuzmina, E.V. Barinov, Yu.A. Dukhanov, G.N. Korotkova // Journal de Physiqe. IV., Grenoble, France. - 2003. - V. 107. – P. 297-299.
- Chycyma R.B. Heavy metal concentration in water and soil of different ecological areas of Tyva Republic / R.B.Chycyma, Ye.Ye. Bakhtina (E.E. Kuzmina), V.L Petukhov, G.N. Korotkova, M.L. Kochneva // Journal de Physiqe. IV., Grenoble, France. - 2003. - V. 107. – P.301-302.
- Кузьмина Е.Е. Содержание тяжелых металлов в почвах и кормах Республики Тыва / Е.Е. Кузьмина // Аграрная наука Тувы: проблемы, пути их решения, перспективы: сб. науч. тр. – Кызыл, 2004. – С. 91-93.
- Мероприятия по охране и использованию генофонда яков на 2006-2010 годы / сост. Р.Б. Чысыма, Е.Е. Кузьмина, У.Ч. Ооржак; РАСХН. Сиб. отд-ние. ГНУ ТувНИИСХ. – Кызыл, 2005. – 22 с.
- Кузьмина Е.Е. Показатели крови яков на территориях, загрязненных ракетным топливом / Е.Е. Кузьмина // Повышение эффективности сельскохозяйственного производства на опустыненных землях аридной зоны: материалы регион. совещ. и конф. по ведению с.-х. производства в аридной зоне. – Абакан, 2006. – С. 134-136.
- Кузьмина Е.Е. Экологическая безопасность продукции яководства Республики Тыва / Е.Е. Кузьмина, Р.Б. Чысыма, О.С. Короткевич // Зоотехния. – 2007. - № 10. - С. 25-26.
- Кузьмина Е.Е. Содержание Zn, Cu, Pb и Cd в некоторых органах и тканях яков Бай-Тайгинского района Республики Тыва / Е.Е. Кузьмина // Научное обеспечение АПК аридных территорий Центрально-Азиатского региона: материалы междунар. конф. – Новосибирск, 2008. – С. 84-86.
- Кузьмина Е.Е. Содержание тяжелых металлов в органах и тканях яков в хозяйствах Республики Тыва / Е.Е. Кузьмина, Р.Б. Чысыма, О.С, Короткевич // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2008. - № 2. – С. 72-77.
- Кузьмина Е.Е. Уровень содержания тяжелых металлов в мышцах и внутренних органах у яков загрязненной зоны Республики Тыва / Е.Е. Кузьмина, Р.Б. Чысыма // Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых: тр. III междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых СО РАСХН. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2008. – С. 211-214.
- Кузьмина Е.Е. Взаимосвязь уровня тяжелых металлов в органах и тканях с гематологическими показателями яков Республики Тыва / Е.Е. Кузьмина, Р.Б. Чысыма // Развитие АПК азиатских территорий: труды XI Междунар. науч.-практ. конф. – Новосибирск, 2008. – С. 239-241.
- Кузьмина Е.Е. Биохимический статус яков разных экологических зон Республики Тыва / Е.Е. Кузьмина, Р.Б. Чысыма // Аграрная наука – сельскохозяйственному производству Казахстана, Сибири и Монголии: труды XII Междунар. науч.-практ. конф. (Шымкент, 16-17 апр. 2009г.). – Алматы, 2009. – С. 307-309.
- Чысыма Р.Б. Взаимосвязь интерьерных показателей и молочной продуктивности яков тувинской популяции / Р.Б. Чысыма, Е.Е. Кузьмина, Б.К. Кан-оол // Ресурсосберегающие технологии в сельском хозяйстве Западной Сибири: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (г. Кемерово, 23-24 июля 2009 г.). - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2009. -С.208-210.