Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние скармливания растительных кормовых добавок и содержимого преджелудков жвачных на степень загрязненности радионуклидами организма бычков на откорме

ВАК РФ 06.02.02, Кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Лаптева, Наталья Геннадьевна, Великий Новгород

цыщта пси ^але^сшш ^шрмщшяс-мм- -ев&ема, X OS S3,. 09 & $)$гфшсС1м~

¿/мшсс

CûiemCL<; ttUfi^Ltijam tccu//o, g#i¿£Hm ^^ 'tÏÏâMjbé

л//

чУ { ч/ г/

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

На правах рукописи

ЛАПТЕВА Наталья Геннадьевна

ВЛИЯНИЕ СКАРМЛИВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ КОРМОВЫХ ДОБАВОК И СОДЕРЖИМОГО ПРЕДЖЕЛУДКОВ ЖВАЧНЫХ НА СТЕПЕНЬ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ РАДИОНУКЛИДАМИ ОРГАНИЗМА БЫЧКОВ НА ОТКОРМЕ

Специальность 06.02.02 - Кормление сельскохозяйственных

животных и технология кормов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных

наук, доцент Токарь А. И.

Великий Новгород, 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

С.

Введение..........................................................................................................................................................................................5

1. Цель и задачи исследований....................................................................................................................7

2. Обзор литературы....................................................................................................................................................9

2.1. Воздействие радиации на биосферу........................................................................................9

2.1.1. Естественная и искусственная радиация....................................................................9

2.1.2. Применение радиации в медицине......................................................................................11

2.1.3. Канцерогенная эффективность ионизирующего излучения.... 12

2.1.4. Пищевые цепи и радионуклиды..............................................................................................13

2.2. Характеристика радиоактивных элементов..............................................................16

2.2.1. Цезий-137....................................................................................................................................................................17

2.2.2. Калий-40........................................................................................................................................................................21

2.2.3. Радон-222....................................................................................................................................................................23

2.3. Некоторые возможности снижения поступления радионуклидов в организм человека...................................................24

2.4. Характеристика добавок..........................................................................................................................31

2.4.1. Содержимое преджелудков жвачных (каныга)..............................................31

2.4.2. Компоненты растительного происхождения....................................................33

3. Результаты исследований..............................................................................................................................36

3.1. Материал и методика исследований......................................................................................36

3.2. Концентрация радионуклидов в рационах бычков на откорме 38

3.2.1. Концентрация радионуклидов в рационах откормочных бычков при использовании в рационах сухого содержимого рубца жвачных..............................................................................................................................................................................................39

3.2.2. Концентрация радионуклидов в рационах откормочных бычков при использовании в качестве кормовых добавок компонентов из дикорастущих трав........................................................................................................................41

3.3. Изменение среднесуточных приростов живой массы бычков ... 44

3.4. Содержание радона-222 в животноводческих помещениях....... 47

3.5. Концентрация радионуклидов в продуктах выделения откормочных бычков при использовании в рационе сухой каныги ......... 48

3.5.1. Концентрация радионуклидов в кале бычков на откорме..... 48

3.5.2. Концентрация радионуклидов в моче бычков на откорме..... 49

3.5.3. Особенности выведения радионуклидов из организма бычков на откорме при использовании в рационах сухой каныги........ 50

3.6. Концентрация радионуклидов в тканях бычков на откорме при использовании в рационах сухой каныги.................................. 51

3.6.1. Концентрация радионуклидов в костях (ребрах) откормочных бычков......................................................................................... 52

3.6.2. Концентрация радионуклидов в крови откормочных бычков 54

3.6.3. Загрязненность мяса откормочных бычков радионуклидами 57

3.6.4. Влияние различных доз сухой каныги в рационах на загрязненность продуктов убоя радионуклидами...................................... 59

3.7. Обмен радионуклидов организмом бычков на откорме при использовании сухой каныги в качестве кормовой добавки........... 59

3.8. Концентрация радионуклидов в продуктах выделения откормочных бычков при использовании в рационах кормовых добавок из дикорастущих трав................................................................. 66

3.8.1. Концентрация радионуклидов в кале бычков на откорме..... 66

3.8.2. Концентрация радионуклидов в моче бычков на откорме..... 68

3.8.3. Особенности выведения радионуклидов из организма бычков на откорме при использовании в рационах компонентов растительного происхождения............................................................... 70

3.9. Концентрация радионуклидов в тканях откормочных бычков при использовании в рационах добавок растительного происхождения............................................................................................. 71

3.9.1. Влияние скармливания муки дикорастущих трав на загрязненность костной ткани (ребра) радионуклидами ........................... 72

3.9.2. Концентрация радионуклидов в крови бычков на откорме при использовании в рационах компонентов растительного происхождения ......................................................................................... 74

3.9.3. Концентрация радионующдов в мясе бычков на откорме при использовании в рационах компонентов растительного происхождения ............................................................................................... 77

3.9.4. Влияние муки различных дикорастущих трав на загрязненность продуктов убоя радионуклидами............................................ 80

3.10. Обмен радионуклидов организмом откормочных бычков при использовании в рационах кормовых добавок из дикорастущих трав............................................................................................. 81

3.11. Экологически допустимые уровни концентрации радионуклидов в тканях бычков на откорме ...................................................... 89

3.12. Экономическая эффективность использования в рационах бычков на сухой каныги (производственная проверка результатов исследований)____________________________________________________________________________________________________ 91

3.13. Заключение................................................................................ 94

4. Выводы........................................................................................... 97

5. Практические предложения _________________________________________________________________________ 99

Список использованной литературы .............................................................100

Приложения ...-------------------------------------------------------------------------...---------------- 113

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время чрезвычайно важное значение для сельского хозяйства вообще и животноводства, в частности, имеют вопросы, связанные с проблемой окружающей среды. Проблема загрязнения экосистем тяжелыми металлами и радионуклидами требует пристального внимания практических работников и ученых всех областей. Это касается здоровья ряда поколений людей.

Возникновение проблемы радиоактивности и пищи человека неразрывно связано с освоением ядерной энергии и расширением ее использования в различных сферах деятельности человека в течение последних десятилетий. Поступление искусственных радиоактивных веществ во внешнюю среду сопровождается включением некоторого количества радионуклидов в процессы миграции химических элементов по биологическим и пищевым цепочкам, приводящим к накоплению радионуклидов в пищевых продуктах и далее непосредственно в организме человека.

В связи с этим перед учеными стоит важнейшая задача - не только проследить всевозможные пути попадания радионуклидов в организм человека, но найти возможности ограничить поток этих поступлений с пищей. Важным этапом этой работы является поиск таких кормовых добавок к рационам сельскохозяйственных животных, которые позволили бы получать экологически чистую животноводческую продукцию. Необходимо также разработать максимально допустимые уровни комплексного содержания вредных веществ в продуктах питания.

Организм откормочных бычков, хотя и в течение непродолжительного времени, загрязняется радионуклидами. Поэтому целесообразно изыскивать местные, доступные, дешевые компоненты, эффективно способствующие выведению их из организма на фоне летних рационов кормления.

Растительные кормовые добавки, являясь доступными, представляют собой удобный объект для использования.

Содержимое преджелудков жвачных (каныга) используется в настоящее время крайне ограниченно, поэтому таким образом может быть решена проблема утилизации его.

В специальной сельскохозяйственной литературе мало информации о повышении экологической чистоты мяса крупного рогатого скота при стойловом содержании в летний период.

Идея изыскания лекарственных кормовых, пищевых средств, разработки эффективных способов обработки различных культур и их использования в рационах всех видов сельскохозяйственных животных и птицы для выведения тяжелых металлов и радионуклидов из организма принадлежит профессору Академии сельского хозяйства и природных ресурсов Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, доктору сельскохозяйственных наук Г. Н. Вяйзенену. Им предложена комплексная оценка системы производства экологически чистой говядины в подсобном хозяйстве АО "Акрон" Новгородской области.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основной целью исследований являлось определение степени загрязненности организма бычков на откорме радионуклидами при включении в рационы растительных кормовых добавок и содержимого рубца жвачных (каныги).

В связи с этим нами поставлены следующие задачи:

- определить степень загрязненности кормов и добавок радионуклидами (цезием-137 и калием-40) в рационах бычков на откорме;

- выявить возможность использования при откорме бычков муки из кипрея узколистного, папоротника мужского и щавеля конского, а также содержимого рубца жвачных;

- установить интенсивность перехода радионуклидов в продукты выделения;

- определить концентрацию радионуклидов в тканях бычков на откорме;

- выявить закономерности перехода радионуклидов в ткани организма с учетом концентрации в рационах и продуктах выделения питательных веществ;

- определить экологически допустимые уровни радионуклидов в животноводческой продукции;

- определить экономическую эффективность использования в рационе кормовых добавок.

Тема является составной частью государственной научно-технической программы Департамента кадровой политики и образования МСХ и П РФ (госрегистрационные номера 372-36-2Ж; 95-34-2Ж; 129.99 Ф - фундаментальные науки), тематического плана НИР Новгородского госуниверситета имени Ярослава Мудрого (код темы по ГАСНТИ).

Научная новизна. Впервые установлена возможность использования листостебельчатой массы кипрея узколистного, папоротника мужского, щавеля конского и содержимого рубца жвачных для возможного выведения радионуклидов из организма бычков на откорме. Определена закономерность перехода радионуклидов в ткани организма с учетом концентрации в рационах и продуктах выделения питательных веществ.

Практическая значимость работы. В результате исследований доказана высокая эффективность использования кипрея узколистного, папоротника мужского, щавеля конского и сухой каныги. Предложены экологически допустимые уровни радионуклидов в продуктах убоя бычков.

Реализация результатов исследований. Растительные добавки кипрея узколистного, папоротника мужского, щавеля конского целесообразно использовать в рационах бычков в составе кормосмесей, а сухую каныгу включать в состав комбикормов. Результаты исследований рекомендуется использовать в учебных курсах "Кормление сельскохозяйственных животных", "Кормоприготовление" и "Основы сельскохозяйственной радиологии".

Апробация работ.

Основные положения нашли отражение на научно-практических конференциях Академии сельского хозяйства и природных ресурсов Новгородского госуниверситета имени Ярослава Мудрого (1997 - 1999 гт.), опубликованы в периодической печати.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа изложена на 118 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, собственных исследований, выводов, практических предложений и приложения (2 таблицы и 4 диаграммы), включает 38 таблиц. Список литературы включает 135 источников, в том числе 10 на иностранных языках.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Воздействие радиации на биосферу

Вся история эволюции жизни на Земле протекала на фоне действия радиации. Благодаря этому живые организмы, включая человека, выработали генетические механизмы, защищающие их от чрезмерного воздействия радиации [96, 97, 102, 117].

Использование ионизирующего излучения в медицине, промышленности и энергетике дает огромную пользу. Вместе с тем воздействие на население слишком высокого уровня радиации несомненно приведет к беде [17, 53, 109, 117].

Когда ионизирующее излучение проходит сквозь живые организмы, оно передает свою энергию тканям и клеткам. При этом поглощенная энергия распределяется неравномерно [63, 66]. Количественную характеристику излучения можно дать, используя единицы измерения СИ. Беккерель (Бк) - единица измерения активности радиоактивного образца, равная одному распаду в секунду. Единицей измерения поглощенной дозы является 1 грей и соответствует 1 Дж/кг. Эквивалентная доза (Зиверт) - поглощенная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к конкретному виду излучения: [11, 17, 79, 117].

2.1.1. Естественная и искусственная радиация

Радиационный фон определяется радиоактивными: изотопами ряда химических элементов, рассеянных в горных породах Земли, в почве, воде и воздухе, а также космическим излучением. На протяжении биологической истории Земли этот фон практически оставался неизменным, обуславливая дозу радиации порядка 10 3 Гр/год, получаемую любым организмом [5, 52, 87, 117].

Считается, что эта доза не вызывает видимых биологических эффектов. Более того, можно предположить, что эта доза является необходимой для существования жизни: на Земле в той формег в какой она существует, поскольку эта жизнь возникла, эволюционировала и существует в условиях определенного радиационного фона [8?, 110].

Доза может возрасти с высотой над уровнем моря из-за увеличения интенсивности космических лучей, кроме того, доза может оказаться большей в районах с повышенным уровнем содержания радиоактивных веществ в почве [82,110}.

Обычно в организме человека присутствуют в небольшом количестве радиоактивные вещества, которые поступили туда с продуктами питания. Единственный изотоп, который вносит значительный вклад в облучение человека при поступлении через желудочно-кишечный тракт - радиоактивный калий [117].

Естественные, а в последнее время и искусственные радиоактивные элементы (радионуклиды) широко распространены в окружающей среде. Однако возникновение проблемы радиоактивности связано с освоением ядерной энергии и расширением ее использования в различных сферах деятельности человека. За последние десятилетия человек создал несколько сот искусственных радионуклидов, научился использовать энергию атома в различных целях: в энергетике, медицине, сельском хозяйстве, обработке пищевых продуктов [41, 48, 58, 61].

Оценка уровней облучения от источников антропогенного происхождения дает среднегодовую эффективную эквивалентную дозу около 0,6 мЗв на все население [110].

За последние 40 лет уровень излучения во внешней среде несколько увеличился за счет радиоактивных отходов от атомных электростанций и предприятий атомной промышленности, главное же - за счет радиоактивных выпадений после испытаний атомного оружия [17, 91].

Радиоактивное загрязнение природной среды на территории Российской Федерации в настоящее время обусловлено следующими источниками:

- глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами - продуктами испытаний ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей;

- выбросом радиоактивных веществ из четвертого блока Чернобыльской АЭС в апреле - мае 1986 года;

- плановыми и аварийными выбросами радиоактивных веществ в окружающую среду от предприятий атомной промышленности;

- выбросами в атмосферу и сбросами в водные системы радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации;

- привнесенной радиоактивностью (твердые отходы и радиоактивные источники) [98, 103].

2.1.2. Применение радиации в медицине

Существуют три вполне самостоятельных разновидности применения радиации в медицине, основанных на использовании тех или иных свойств излучений и предназначенных для конкретных целей с медицинской точки зрения. Их можно кратко классифицировать следующим образом:

- использование радиации для диагностики заболевания. Этот метод называют рентгенологической диагностикой;

- введение некоторым больным радиоактивных изотопов. Изотопы излучают, и это излучение можно обнаружить снаружи организма. Цель подобного метода обследования - оценка функции организма или обнаружение опухоли. Область использования радиоактивных веществ для диагнос