ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Самаріна Марія Олексіївна
УДК 637.12:636.087.7.003.13
УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ
ВИРОБНИЦТВА МОЛОКА
НА ТЕРИТОРІЯХ, ЗАБРУДНЕНИХ РАДІОАКТИВНИМИ РЕЧОВИНАМИ
06.02.04 – технологія виробництва продуктів тваринництва
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ – 2007
Дисертацією є рукопис
Робота виконана у Національному аграрному університеті
Кабінету Міністрів України
Науковий керівник- доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Богданов Григорій Олександрович, Українська академія аграрних наук, головний науковий співробітник відділу зоотехнії та ветеринарної медицини апарату Президії УААН
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Котенджи Геннадій Павлович, Сумський національний аграрний університет, завідувач кафедри технології виробництва продуктів тваринництва;
кандидат сільськогосподарських наук, доцент Борщ Олександр Васильович, Білоцерківський державний аграрний університет, завідувач кафедри технології виробництва молока
Захист відбудеться “_31_” жовтня 2007р. о 12.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.05 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 4, аудиторія 28.
Автореферат розісланий “_29_” вересня 2007 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Чигрин А.І.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Екологічна ситуація, що склалася на радіоактивно забруднених територіях Полісся України, визначає необхідність застосування заходів, спрямованих на зменшення інтенсивності потоку радіоцезію у ланцюгу “грунт – корми – тварина – продукція тваринництва”.
Дослідженнями міграції радіоактивних речовин у згаданому ланцюгу було доведено, що концентрація нуклідів на кожному його етапі знижується (Надточій П.П., 2003), при чому цей процес відбувається безперервно, у геометричній прогресії (Сироткин А.П., 1973). Разом з тим, ефективність заходів, спрямованих на зменшення концентрації нуклідів, посилюється при підвищенні трофічного рівня, на якому вони здійснювалися (Пристер Б.С., 1996).
Дослідженнями Г.О. Богданова, Б.С. Пристера (1996, 2002), було встановлено здатність природних алюмосилікатів зв’язувати радіоактивний цезій, у результаті чого вони можуть використовуватися як радіопротектори, що зменшують рівень радіонуклідів у продукції при виробництві молока.
Доведено також позитивний вплив мінеральних алюмосилікатів на молочну продуктивність корів (Калачнюк Г.И., Грабовенський И.И, 1984, 1990). Враховуючи значні обсяги виробництва молока у приватному секторі Поліського регіону та його споживання без належного радіологічного контролю, удосконалення технології одержання екологічно чистої продукції, яка б відповідала вимогам нормативів за вмістом радіонуклідів, вважається на сьогодні одним із головних завдань у заходах щодо радіоактивної безпеки населення. Актуальність досліджень відносно можливості використання алюмосилікатів як радіопротекторів при виробництві молока підкріплюється наявністю значних їх покладів в Україні.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота проводилася у рамках виконання наукової програми Міністерства аграрної політики України “Розробити та впровадити еколого-економічні принципи виробництва молока та яловичини в забруднених радіонуклідами районах Полісся України” (номер державної реєстрації 0101 U 001702).
Мета і задачі досліджень. Мета досліджень – удосконалити технологію виробництва молока відповідно до вимог ДР-2006 на радіоактивно забруднених територіях Полісся.
У зв`язку із цим було поставлено завдання дослідити:
- радіоентеросорбційні властивості деяких алюмосилікатів (цеоліт, сапоніт та палигорскіт) залежно від величини радіоактивного навантаження на організм дійних корів;
- цезійзв’язуючі властивості цеоліту, сапоніту та палигорскіту залежно від норми їх згодовування;
- вплив згодовування алюмосилікатів на динаміку вмісту радіоцезію у молоці, калі та сечі дійних корів;
- показники продуктивності корів української чорно-рябої породи залежно від кількості і виду згодовуваних алюмосилікатів (добавок-сорбентів);
- економічну ефективність використання цеоліту, сапоніту та палигорскіту для зниження вмісту 137Cs у молоці.
Об`єкт дослідження. Елементи технології виробництва молока, спрямовані на зменшення його радіоактивного забруднення.
Предмет дослідження. Якість молока, корми, кал, сеча, молочна продуктивність корів, метаболізм 137Cs у організмі дійних корів.
Методи дослідження. У дослідженнях використано радіологічні (гамма-спектрометричний аналіз кормів, молока, калу та сечі), зоотехнічні (аналіз згодовуваних кормів, молочна продуктивність корів, динаміка живої маси тварин), та статистичні (біометрична обробка цифрового матеріалу) методи.
Наукова новизна одержаних результатів. Результати досліджень доповнюють теоретичні положення стосовно обміну радіонуклідів у організмі сільськогосподарських тварин.
Вперше встановлено вплив природних сорбентів–алюмосилікатів на перерозподіл потоків виведення радіоцезію з організму дійних корів за рахунок необмінного зв’язування у травному каналі, виключенні з обміну, ендогенній міграції у просвіт кишечнику та виведенні з каловими масами. Визначено, що таким чином досягається зменшення вмісту 137Cs у молоці, а також у сечі, при одночасному збільшенні питомої радіоактивності калу.
Встановлено зв`язок між кількістю згодовуваних природних кормових добавок–сорбентів та рівнем 137Cs у молоці корів.
Доведено позитивний вплив природних мінеральних алюмосилікатів на молочну продуктивність та відсутність шкідливого впливу на організм корів.
Практичне значення одержаних результатів досліджень. Згодовування дійним коровам палигорскіту або цеоліту модифікованого у кількості 100 г/голову за добу забезпечує зниження питомої радіоактивності молока. Під впливом 100 г/голову цеоліту модифікованого активність знижується з 288,6 Бк·л-1 до 46,7 Бк·л-1 (у 5,9 раза), під впливом 100 г/голову палигорскіту – з 278,4 Бк·л-1 до 59,1 Бк·л-1 (у 4,7 раза), що відповідає вимогам державного гігієнічного нормативу за вмістом 137Cs (ДР-97; ДР-2006 –100 Бк·кг-1).
Результати досліджень впроваджено у ПСП “Хлібороб” Дубровицького району Рівненської області.
Особистий внесок здобувача. Дисертантом самостійно проведено огляд літератури за темою досліджень, вибрано напрям досліджень, виконано експериментальну частину роботи і проведено біометричну обробку даних, проаналізовано й узагальнено одержані результати, сформульовано наукові положення, висновки та пропозиції виробництву. Особиста частина участі автора у працях, опублікованих зі співавторами, задекларована у авторефераті у списку опублікованих праць за темою дисертації.
Апробація роботи та публікації. Основні положення дисертації було викладено на двох міжнародних науково-практичних конференціях: “Наукові пошуки молоді на початку ХХІ століття” 16–19 травня 2006 р., Білоцерківський державний аграрний університет, м. Біла Церква, Україна; “Сучасність та майбутнє аграрної науки та виробництва” 19–20 жовтня 2006 р., Львівська національна академія ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького, м. Львів, Україна.
Публікації. За результатами досліджень опубліковано 4 статті у наукових фахових виданнях.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 159 сторінках комп’ютерного тексту і складається із вступу, огляду літератури, методики досліджень, результатів власних досліджень, висновків та пропозицій виробництву, списку використаної літератури та додатків. Робота містить 29 таблиць та 12 додатків. Список літератури включає 236 найменувань, у тому числі 28 – іноземною мовою.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
Експериментальні дослідження було проведено у ПСП “Хлібороб” Дубровицького району Рівненської області. При цьому витримувалися умови, характерні для заготівлі кормів, годівлі та утримання тварин, притаманні господарствам з виробництва молока у забрудненій радіонуклідами зоні Полісся.
Для проведення дослідів відбирали клінічно здорових корів української чорно-рябої породи, яких після визначення живої маси і уточнення походження, віку, фізіологічного стану, середньодобових надоїв, вмісту жиру у молоці за принципом аналогів розподіляли на групи по 8 корів у кожній, відповідно до схеми досліду (табл. 1). Для першого досліду було відібрано 40 дійних корів, а другого – 32 корови.
Досліди проводили за умов прив’язного утримання корів, у приміщеннях, обладнаних індивідуальними годівницями та устаткуванням для доїння корів у переносні доїльні відра.
Упродовж підготовчого періоду для годівлі корів усіх груп використовували сіно з підвищеним вмістом 137Cs, яке було заготовлене на території лісових масивів і придбане у приватному секторі. У кінці підготовчого періоду, коли питома радіоактивність молока корів перевищувала вимоги ДР-97 більше, ніж у 2 рази, тварин переводили на раціони дослідного періоду. З початком заключного періоду корів усіх груп переводили на “чисте” сіно.
Таблиця 1 – Схема дослідів
Номер досліду | Група | Період досліду | підготовчий | дослідний | заключний | Перший | 1-а (“бк”) | ОРхОРхОРхх2-а (“чк”) | ОРхОРхх | ОРхх3-я дослідна | ОРхОРх +150 г цеоліту натуральногоОРхх4-а дослідна | ОРхОРх + 150 г сапонітуОРхх5-а дослідна | ОРхОРх + 75 г палигорскітуОРххДругий | 1-а (“бк) | ОРхОРхОРхх2-а (“чк”) | ОРхОРххОРхх3-я дослідна | ОРхОРх + 100 г цеоліту модифікованогоОРхх4-а дослідна | ОРхОРх + 100 г палигорскітуОРхх Примітки: “бк” (“брудний контроль ”) – група корів, які споживали сіно з високим вмістом 137Cs без згодовування будь – яких кормових добавок;
“чк” (“чистий контроль”) – група корів, які споживали сіно з низьким вмістом 137Cs без згодовування будь–яких кормових добавок;
ОРх – основний раціон, що містив радіоактивно “брудне” сіно;
ОРхх – основний раціон, що містив радіоактивно “чисте” сіно.
Під час виконання дослідів, через кожні 5 днів проводили контрольну годівлю і оцінювали ефективність використання кормів коровами. Споживання кормів визначали за різницею між масою заданого корму та його нез’їдених залишків, кількість надоєного молока – шляхом проведення контрольних доїнь на кожний п’ятий день підготовчого та дослідного періодів та на десятий день заключного періоду кожного досліду, живу масу корів – шляхом індивідуального зважування.
При встановленні норми годівлі враховували живу масу, середньодобові надої та вік тварин. Енергетична та протеїнова цінність раціонів корів різних груп у межах одного досліду були схожими. Мінеральні сорбенти згодовувалися піддослідним коровам у суміші з концентрованими кормами після ранкового доїння.
Методику радіологічних досліджень (вимірювання питомої та об`ємної радіоактивності відібраних зразків) було відпрацьовано нами спільно з співробітниками лабораторії радіоекології наукового центру радіаційної медицини Академії медичних наук України. У зоні проведення досліду г-спектрометричні виміри відібраних зразків кормів та екскретів проводили за допомогою польової системи. Для зразків відбирали середньодобові проби, які перед аналізом гомогенізували. Питома активність радіоцезію вимірювалась у посудині Марінеллі об`ємом 1 дм3 за допомогою двох спектрометричних систем. При цьому було використано багатоканальний аналізатор типу МСА 7500 (ORTEC, США) із сцинтиляційним детектором 3Н3/3 ( BICRON, США) та свинцевим захистом із товщиною стінок 5 см. Свинцевий контейнер екранував детектор від зовнішнього г-випромінювання, завдяки чому підвищувалася точність вимірів малих активностей радіонуклідів. Для вимірювання кожного зразка було обрано час 300 с, оскільки швидкість підрахунку складала більше 2 імп/с. Значення мінімально детектованої питомої активності 137Cs (МДА) у зразках при заданій експозиції 300 с складало 7 – 8 Бк·л-1.
Паралельно з цим в умовах лабораторії у 10% відібраних проб молока, сечі та калу проводили контроль отриманих експериментальних даних на стаціонарній г-спектрометричній системі “SPECTRUM MASTER-919” (ORTEC, США). При цьому використовували багатоканальний аналізатор типу АDСАМ-100 (16 000 каналів) з напівпроводниковими германієвими детекторами типу GEM-40220–50250 і чавунними захисними будиночками з товщиною стінок 20 см. При використанні стаціонарної системи значення МДА для 137Cs за інтервал виміру 1 година становило 0,3 – 0,4 Бк·л-1. При порівнянні одержаних даних оцінювали наявність і величину систематичної похибки у даних, які було одержано у зоні проведення досліджень.
Біометричну обробку даних проведено на ПК за допомогою програми Microsoft Excel з використанням вбудованих статистичних функцій. Вірогідність різниці між групами оцінювали за критеріями Ст’юдента.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Характеристика умов годівлі та радіоактивне навантаження на піддослідних корів. Згодовування лактуючим коровам забрудненого радіонуклідами сіна зумовлювало наднормативний вміст 137Cs у молоці. У першому досліді питома радіоактивність “чистого” сіна, заготовленого у системі польової сівозміни, склала 405 Бк·кг-1, тоді як у “брудному” сіні, зібраному на території лісових масивів, вона дорівнювала 5610 Бк·кг-1, або у 14 разів більше. У другому досліді питома радіоактивність “чистого” сіна становила 395 Бк·кг-1, тоді як “брудного” – 6880 Бк·кг-1, або у 17,4 рази більше. За рахунок цього величина надходження 137Cs з кормами раціону у першому досліді в дослідний період становила для корів 1-ї, 3-ї, 4-ї, 5-ї груп від 28995 до 30654 Бк. Згодовування сіна з низьким вмістом 137Cs сприяло тому, що абсолютна активність раціону корів 2-ї групи була у 10 разів меншою.
У другому досліді за рахунок згодовування радіоактивно “брудного” сіна радіаційне навантаження на корів 1, 3, 4-ї груп становило 38111–39533 Бк, а для корів 2-ї групи – 3052 Бк, або у 12,5 – 13,0 разів менше. За показником абсолютної активності, за рахунок споживання сіна лісового, до організму корів надходило до 97% загального радіаційного навантаження. У заключний період коровам усіх груп згодовували “чисте” сіно. За цих умов радіоактивне навантаження на організм тварин зменшилося і у першому досліді складало 2568–3016 Бк, а у другому – 1501–1580 Бк.
Особливості виведення 137Cs із організму піддослідних корів. Динаміку виведення радіоцезію з організму піддослідних корів вивчали, вимірюючи питому радіоактивність молока, калу та сечі.
У першому досліді при згодовуванні впродовж підготовчого періоду радіоактивно „брудного” сіна вміст 137Cs у молоці корів усіх груп вдвічі перевищував вимоги радіологічного стандарту. З початком згодовування алюмосилікатів у дослідний період різниця у питомій радіоактивності молока була досить вираженою. Проте згодовування впродовж 30 днів цеоліту натурального у кількості 150 г/голову за добу не забезпечувало одержання молока, яке б за вмістом 137Cs відповідало вимогам діючого гігієнічного нормативу (100 Бк·л-1) (табл. 2).
Таблиця 2 – Питома активність 137Cs у молоці піддослідних корів
Номер досліду | Група | Період досліду
підготовчий, Бк·л-1 | дослідний період | заключний
середнє значення,
Бк·л-1 | у %
до1-ї групи | кратність зниження, разів | середнє значення, Бк·л-1 | у %
до 1-ї групи | кратність зниження, разів
Перший |
1-а | 212,5 ± 21,46 | 201,2 ± 7,13100,0 | - | 71,8±7,54100,0 | -
2-а | 214,6 ± 23,1830,2 ± 4,42**** | 15,0 | 6,66 | 15,8±2,03****22,0 | 4,54
3-я |
207,4 ± 31,60131,8±5,22**** | 65,5 | 1,53 | 44,3±4,71** | 61,7 | 1,62
4-а |
198,7 ± 29,34148,3±6,04*****73,7 | 1,36 | 56,1±5,76*78,1 | 1,28
5-а |
214,2 ± 38,42 | 54,3±3,68*****27,0 | 3,70 | 24,7±3,51****34,4 | 2,90
Другий | 1-а | 269,5 ± 3,40275,7±16,08 | 100,0 | - | 81,4±13,08 | 100,0 | -
2-а | 267,8 ± 51,76 | 38,4±4,52**** | 13,9 | 7,2 | 26,6±4,76**** | 32,7 | 3,1
3-я |
288,6 ± 42,0446,7±3,68****16,9 | 5,9 | 13,6±3,42****16,7 | 6,0
4-а |
278,4 ± 41,5759,1±4,43****21,4 | 4,7 | 23,3±4,14***28,6 | 3,5
****Р<0,001; ***Р<0,01; **Р<0,05; *Р>0,05 порівняно з групою “брудного контролю”
Під згодовування коровам сапоніту у кількості 150 г/голову за добу рівень зниження вмісту 137Cs був більш повільним, а усереднені результати також не відповідали вимогам радіологічного стандарту. Цеоліт натуральний та сапоніт мали схожий радіосорбуючий ефект. При їх згодовуванні кратність зниження вмісту 137Cs у молоці складала від 1,36 до 1,53 раза, а різниця значень була статистично невірогідною (Р>0,05). І навпаки, під час згодовування палигорскіту в кількості 75 г/голову за добу, радіоактивність молока знижувалася досить швидко, а вміст 137Cs у ньому відповідав гігієнічним нормативам.
Аналіз результатів другого досліду (див. табл. 2) показав, що при згодовуванні 100 г/голову за добу цеоліту модифікованого та 100 г/голову за добу палигорскіту було досягнуто значне (у 5,9 та 4,7 раза) та високовірогідне (Р<0,001) зниження радіоактивності молока. Проте, найбільший вплив на рівень зниження радіоактивності молока мало згодовування „чистих” кормів.
Із переведенням корів 1-ї групи на раціони, до складу яких вводили “чисте” сіно (заключний період першого досліду), вміст 137Cs у молоці зменшувався у 2,66 раза. У другому досліді цей показник складав 3,1 раза. У обох дослідах при співставленні показників питомої радіоактивності молока у заключний період, відмічено збереження тенденції, що проявлялася у дослідний період. (Р<0,01–0,05). Отже, цезійзв’язуючий ефект цеоліту модифікованого був еквівалентний заміні у раціонах тварин “брудного” сіна на “чисте”.
Динаміку виведення 137Cs з молоком можна проаналізувати за даними вимірювань питомої радіоактивності молока на 20-й день підготовчого, кожний 5 день дослідного та на 10-й день заключного періодів.
На основі даних, представлених у таблиці 2, можна формалізовано описати цей процес. Встановлено, що коливання мали упорядкований характер, однаковий для всіх сорбентів, а частота осциляційного процесу була функцією часу. В ході метаболізму алюмосилікатів максимум осциляції за амплітудою показників питомої радіоактивності молока було зафіксовано на 15-у та 30-у добу з початку їх згодовування. Кращий цезійзв’язуючий ефект був у цеоліту модифікованого та палигорскіту. Вже на п’ятий день згодовування цих алюмосилікатів питома радіоактивність одержуваного молока відповідала гігієнічним вимогам ДР-97.
У всіх групах за умови споживання “чистого” сіна у заключний період відмічено тенденцію, притаманну дослідному періоду, а також збереження післядії алюмосилікатів.
Динаміка виведення радіоцезію з екскрементами. Показником рівня радіоактивного забруднення раціонів та критерієм оцінки впливу кормових добавок-сорбентів на метаболізм 137Cs в організмі корів є оцінка вмісту даного радіонукліду у калі та сечі піддослідних тварин.
Характерним для обох дослідів було те, що найменшу радіоактивність калу, як у окремі проміжки часу, так і в середньому за дослідний період виявлено у тварин 1-ї групи, які не одержували сорбентів. Також встановлено поступове зниження радіоактивності калу корів 2-ї групи при заміні у їх раціонах “брудного” сіна на “чисте” (табл. 3). Під впливом згодовування 150 г/голову цеоліту натурального середня радіоактивність калу складала 115,7% від показника “бк”, у разі згодовування 150 г/голову сапоніту – 113,5%, 75 г/гол палигорскіту – 120,7%. У середньому радіоактивність калу тварин дослідних груп була на 13,5 – 20,7% вищою від показників “бк”.
У другому досліді під впливом цеоліту модифікованого вміст 137Cs у калі складав 146,6% від показника “бк”, а під впливом палигорскіту – 138,8%. До середини дослідного періоду перевагу мало згодовування палигорскіту. Проте у подальшому більшою мірою проявився цезійзв’язуючий ефект цеоліту модифікованого (Р0,001). У цілому ж вплив обох сорбентів був схожим.
Таблиця 3–Питома активність 137Cs у калі піддослідних корів
Номер досліду | Група | Дослідний період | Заключний період
середнє значення,
Бк·кг-1 | до 1-ї групи, у % | кратність зниження, разів | середнє
значення,
Бк·кг-1 | до 1-ї групи, у % | кратність зниження, разів
Перший |
1-а | 472,4 ± 22,12 | 100,0 | - | 168,3 ± 18,32 | 100,0 | -
2-а | 65,6 ± 5,34**** | 13,9 | 0,14 | 51,8 ± 6,45****30,8 | 0,31
3-я | 546,4 ± 26,82* | 115,7 | 1,16 | 80,4 ± 8,78*** | 47,8 | 0,48
4-а | 536,1 ± 26,34* | 113,5 | 1,13 | 97,9 ± 10,56**58,2 | 0,58
5-а | 570,2 ± 6,42**** | 120,7 | 1,21 | 70,2 ± 7,44**** | 41,7 | 0,42
Другий |
1-а | 620,3 ± 41,57 | 100,0 | - | 172,4 ± 25,11 | 100,0 | -
2-а | 82,3 ± 6,10***** | 13,3 | 0,13 | 54,7 ± 9,15*** | 31,8 | 0,32
3-я | 909,4 ± 97,02*** | 146,6 | 1,47 | 51,2 ± 8,02*** | 29,7 | 0,30
4-а | 861,2 ± 73,55** | 138,8 | 1,39 | 57,2 ± 8,57*** | 33,2 | 0,33
****Р<0,001; ***Р<0,01; **Р<0,05; *Р>0,05 порівняно з групою “брудного контролю”
У заключний період з переводом корів на “чисте” сіно радіоактивність калу різко знижувалася, але післядія добавок-сорбентів зберігалася. Між групами в межах кожного досліду різниця значень була вірогідною (Р<0,01–0,05).
Отже, згодовування алюмосилікатів мало виражений цезійзв’язуючий вплив у травному каналі корів, що проявилося у значному підвищенні питомої радіоактивності калу.
Таким чином, інтенсивність радіосорбуючої дії добавок, яка проявилася вже на початку дослідного періоду, у подальшому зберігалася. Слід відмітити, що перший максимум ефекту (на 15-й день дослідного періоду) був більшим за значенням від другого максимуму (на 30-й день) у 1,1 – 1,4 раза.
За досліджуваними показниками пріоритет у радіологічній ефективності належав цеоліту модифікованому. При порівнянні дії інших добавок-сорбентів залежності рівня радіоактивності калу від кількості згодовуваного сорбенту не встановлено.
Разом з тим, що при згодовуванні добавок-сорбентів всмоктування 137Cs у шлунково-кишковому каналі уповільнювалося, що зумовлювало зменшення виділення цього радіонукліду з сечею (Р0,001) ( табл. 4).
За результатами обох дослідів найбільший вміст 137Cs у сечі відмічався у корів 1-ї групи, які споживали радіоактивно “брудне” сіно, а найменший – у корів 2-ї групи, які споживали “чисте” сіно.
За результатами першого досліду найкращий цезійзв’язуючий ефект встановлено при згодовуванні палигорскіту у кількості 75 г/голову за добу: кратність зниження радіоактивності сечі складала 4,32 раза (Р<0,001). Під впливом цеоліту натурального та сапоніту її радіоактивність знижувалася у 1,82 та 1,58 раза, відповідно(Р>0,05).
У другому досліді найменший вміст 137Cs у сечі встановлено при згодовуванні 100 г/голову за добу цеоліту модифікованого (кратність зниження – 6,8 раза). Його значення наближалося до показника у тварин 2-ї групи (“чк”), які споживали “чисте” сіно. Зниження радіоактивності сечі під впливом згодовування палигорскіту було меншим і становило 5,0 разів.
Таблиця 4 – Питома активність 137Cs у сечі піддослідних корів
Номер досліду | Група | Дослідний період | Заключний період
середнє значення, Бк·л-1 | до 1-ї групи, у % | кратність зниження, разів | середнє значення, Бк·л-1 | до 1-ї групи, у % | кратність зниження, разів
Преший | 1 | 503,2 ± 28,56 | 100,0 | - | 148,3 ± 15,02 | 100,0 | -
2 | 62,0 ± 4,34**** | 12,3 | 8,11 | 30,3 ± 3,76**** | 20,5 | 4,88
3 | 276,2 ± 13,44**** | 54,9 | 1,82 | 93,9 ± 9,54** | 63,3 | 1,58
4 | 318,6 ± 15,17**** | 63,6 | 1,58 | 116,8 ± 12,16*78,7 | 1,27
5 | 116,4 ± 7,02**** | 23,1 | 4,32 | 46,8 ± 5,18**** | 31,5 | 3,17
Лругий | 1 | 657,3 ± 48,03 | 100,0 | - | 59,8 ± 30,44 | 100,0 | -
2 | 91,6 ± 10,65**** | 13,9 | 7,2 | 43,2 ± 8,87*** | 27,0 | 3,7
3 | 96,1 ± 8,61**** | 14,6 | 6,8 | 47,0 ± 10,65*** | 29,4 | 3,4
4 | 130,9 ± 10,12**** | 19,9 | 5,0 | 130,9 ± 10,12*** | 32,2 | 3,1
****Р<0,001; ***Р<0,01; **Р<0,05; *Р>0,05 порівняно з групою “брудного контролю”
У заключний період з переведенням корів усіх груп на годівлю радіоактивно “чистим” сіном, вміст 137Cs у сечі знижувався у 3,1–3,7 раза. При цьому відмічено збереження післядії використання добавок-сорбентів.
Впродовж вимірювання радіоактивності сечі піддослідних корів на кожний 5-й день дослідного, та на 10-й день заключного періоду в обох дослідах, встановлено наявність осциляції показників так само, як і при аналізі показників радіоактивності молока, з такою ж частотою.
Динаміка молочної продуктивності та живої маси піддослідних корів. У літературних джерелах повідомляється про позитивний вплив згодовування природних алюмосилікатів на надої корів. У проведених дослідженнях було проаналізовано динаміку надоїв при згодовуванні цеоліту натурального і модифікованого, сапоніту та палигорскіту. Ефективність згодовування досліджуваних кормових сорбентів оцінювали у розрізі окремих періодів досліду за показниками середньодобових надоїв молока (табл. 5).
Упродовж підготовчого періоду першого досліду від корів одержували 9,8–10,2 кг/голову, а другого – 10,0–10,3 кг/гол молока. У дослідний період, при споживанні коровами різних груп сіна лісового та сіяного злаково-бобового, різниця у надоях між групами суттєво зросла. При заміні в раціонах сіна лісового на злаково–бобове (2-а група, „чк”) у корів у першому досліді середньодобовий надій підвищився на 2,9%, а у другому – на 3,7%. Більш суттєвими в обох дослідах були результати, одержані при згодовуванні коровам добавок-алюмосилікатів на фоні використання радіоактивно забрудненого сіна.
Таблиця 5 – Молочна продуктивність корів
Номер досліду | Група | Період
підготовчий | дослідний | заключний
середньодобовий
надій , кг | до "бк", у % | середньодобовий
надій , кг | до “бк", у % | середньодобовий
надій , кг | до "бк", у %
перший | 1-а | 9,9±0,10 | 100,0 | 10,2±0,03 | 100,0 | 10,0±0,09 | 100,0
2-а | 10,1±0,10 | 102,0 | 10,5±0,02**** | 102,9 | 10,3±0,07** | 103,0
3-я | 10,0±0,10 | 101,0 | 11,2±0,04**** | 109,8 | 10,6±0,10**** | 106,0
4-а | 9,8±0,10 | 99,0 | 11,1±0,03**** | 108,8 | 10,5±0,08**** | 105,0
5-а | 10,2±0,10 | 103,0 | 10,8±0,03**** | 105,9 | 10,4±0,07*** | 104,0
другий | 1-а | 10,3±0,05 | 100,0 | 10,8±0,02 | 100,0 | 10,5±0,12 | 100,0
2-а | 10,2±0,05 | 99,0 | 11,2±0,03**** | 103,7 | 10,8±0,11* | 102,9
3-я | 10,0±0,07 | 97,1 | 11,7±0,04**** | 108,3 | 11,1±0,11**** | 105,7
4-а | 10,1±0,07 | 98,1 | 11,5±0,03**** | 106,5 | 10,9±0,10** | 103,8
****Р<0,001; ***Р<0,01; **Р<0,05; *Р>0,05 порівняно з групою “брудного контролю”
У першому досліді при згодовуванні 150 г/голову цеоліту натурального надої корів 3-ї групи зросли на 9,8 %, при споживанні 150 г/голову сапоніту – на 8,8%, а 75 г/голову палигорскіту – на 5,9% порівняно з групою “брудного контролю”.
У другому досліді при згодовуванні 100 г/голову цеоліту модифікованого надої збільшилися на 8,3%, а під впливом споживання 100 г/голову палигорскіту–на 6,5%.
За результатами двох дослідів встановлено, що збільшення середньодобових надоїв у корів під впливом згодовування добавок– сорбентів має таку послідовність: 150 г/голову цеоліту натурального (109,8%) > 150г/голову сапоніту (108,8%) > 100 г/голову цеоліту модифікованого (108,3%) > 100 г/голову палигорскіту (106,5%) > 75 г/голову палигорскіту (105,9%). Різниця у показниках в усіх випадках була статистично вірогідною (Р<0,001).
Слід відзначити, що при переведенні корів на “чисте” сіно та виключенні з раціонів добавок-сорбентів у заключний період дослідів надої зменшувалися, проте післядія добавок зберігалася.
Не виявлено чіткої залежності змін живої маси у піддослідних корів від згодовуваних добавок-сорбентів.
Економічна ефективність використання добавок-сорбентів у технології виробництва молока, що відповідає вимогам ДР-2006.
Економічну ефективність застосування сорбентів з метою підвищення надоїв корів було визначено при співставленні даних їх молочної продуктивності (табл. 6).
Таблиця 6 – Економічна ефективність застосування сорбентів у годівлі корів
Показник | Перший дослід | Другий дослід
група
“чк” | 3-я | 4-а | 5-а | “чк” | 3-а | 4-а
Середньодобовий надій за
підготовчий період, кг | 10,1 | 10,0 | 9,8 | 10,2 | 10,2 | 10,0 | 10,1
Одержано від реалізації молока з розрахунку 305 днів лактації, грн | 2051,00 | 2030,70 | 1990,08 | 2071,30 | 2071,30 | 2030,70 | 2051,00
Середньодобовий надій за
дослідний період, кг | 10,5 | 11,2 | 11,1 | 10,8 | 11,2 | 11,7 | 11,5
Величина зростання середньодобових надоїв за дослідний період, кг | 0,4 | 1,2 | 1,3 | 0,6 | 1,0 | 1,7 | 1,4
Очікуване збільшення кількості молока впродовж 305 днів лактації, кг | 122,0 | 366,0 | 396,5 | 183,0 | 305,0 | 518,5 | 427,0
Очікуваний дохід від реалізації додатково одержаної кількості молока, грн | 81,2 | 243,7 | 264,0 | 121,8 | 203,1 | 345,2 | 284,3
Розрахунки економічного ефекту використання у годівлі дійних корів добавок-сорбентів було проводилися за фактичною кількістю одержаного молока з урахуванням його реалізаційної ціни, яка у 2003 р. становила 66,58 грн. Співставлення одержаних даних свідчить про збільшення валового виробництва молока під впливом добавок-сорбентів на 0,6–1,7 кг/голову (5,9–9,8%) залежно від виду сорбенту. Найбільший прибуток від реалізації молока можливо одержати при згодовуванні дійним коровам цеоліту модифікованого в кількості 100 г/голову, що є економічно ефективним.
ВИСНОВКИ
1. Важливим заходом зменшення надходження радіоцезію до організму людей, які проживають на радіоактивно забруднених територіях, є удосконалення існуючих та запровадження нових технологій виробництва продукції тваринництва з використанням мінеральних алюмосилікатів, здатних зв’язувати та утримувати на своїй поверхні радіонукліди, знижувати їх перехід у просвіт кишечнику, вилучати з обмінних процесів та виводити з організму з екскретами.
2. Згодовування коровам сіна, заготовленого на радіоактивно забруднених територіях напівприродних еколандшафтів, зумовлює надходження до організму тварин у складі добового раціону 30654–39533 Бк, що у 10 – 13 разів перевищує нормативні показники.
3. Результати вимірювання питомої радіоактивності молока свідчать про прояв цезійзв’язуючої дії сорбентів вже на початку їх згодовування. Максимальну кратність зниження вмісту радіоцезію у молоці корів встановлено під впливом згодовування 100 г/голову цеоліту модифікованого – у 5,9 раза. Під впливом немодифікованих форм інших досліджуваних мінеральних алюмосилікатів виявлено менш динамічне зниження вмісту радіоцезію у молоці. За згодовування коровам палигорскіту в кількості 100 г/голову питома радіоактивність молока зменшилася у 4,70 раза, 75 г/голову – в 3,70 раза, 150 г/голову цеоліту натурального – у1,53 раза, 150 г/голову сапоніту – в1,36 раза.
4. Встановлено зниження питомої радіоактивності молока та сечі корів на фоні одночасного зростання вмісту 137Cs у калові, що свідчить про пряму кореляцію та стійке співвідношення між цими показниками. Під час згодовування коровам цеоліту модифікованого у кількості 100 г/голову за добу питома радіоактивність калу корів була більшою у 1,5 раза від показників групи “брудного” контролю, 100 г палигорскіту – у 1,4 раза, 150 г цеоліту натурального та 75 г палигорскіту – у 1,2 раза, 150 г сапоніту – у 1,1 раза.
5. Вміст 137Cs у сечі піддослідних корів залежав від виду та дози згодовування сорбента і був значно меншим від аналогічних показників тварин групи “брудного” контролю: у разі використання цеоліту модифікованого – у 6,8 раза, палигорскіту – у 4,3–5,0, цеоліту натурального – у 1,8, сапоніту – у 1,6 раза.
6. Цезійзв’язуюча активність згодовуваних коровам добавок-сорбентів змінюється у такій послідовності: 100 г/голову цеоліту модифікованого (5,9 раза) > 100 г/голову палигорскіту (4,7 раза) > 75 г/голову палигорскіту (3,7 раза) > 150 г/голову цеоліту натурального (1,5 раза) > 150 г/голову сапоніту (1,4 раза).
7. Встановлено наявність ефекту радіоентеросорбції 137Cs у динаміці. Підтверджена амплітудна осциляція з періодом Т~15 діб.
8. Застосування диференційованого підходу до вибору сорбенту та оптимальної кількості його згодовування лактуючим коровам залежить від радіаційного забруднення територій: за високого рівня надходження радіоцезію з кормом, додавання до раціону цеоліту модифікованого у кількості 100 г/голову за добу зменшує вміст радіоцезію у молоці до вимог ДР - 2006, або забезпечує ефект, еквівалентний заміні радіаційно “брудного” сіна на “чисте”.
9. Згодовування добавок-сорбентів дійним коровам сприяє підвищенню молочної продуктивності останніх на 6–10%, що свідчить про позитивний вплив таких добавок на процеси травлення та обмін речовин в організмі тварин в умовах підвищеного радіаційного навантаження.
ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ
1. При організації технологічного процесу виробництва молока на територіях, забруднених радіоактивними речовинами, з метою забезпечення вмісту радіоцезію у молоці, який відповідає вимогам ДР–2006, рекомендується згодовувати дійним коровам цеоліт модифікований або палигорскіт у кількості 100 г/голову за добу.
2. Для підвищення надоїв корів на 6–10% рекомендується додавати до раціонів мінеральні алюмосилікати у кількості 75–100 г/голову за добу.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Ільніцька (Cамаріна) М.О. Вплив цеолітвмісних сполук на молочну продуктивність корів та вміст радіоцезію у молоці // Вісник аграрної науки. – 2004. – №10. – С.79 – 81.
2. Богданов Г.О., Михайлов О.В., Ільніцька (Самаріна) М.О., Побівко А.П. Радіологічні аспекти ентеросорбції як еферентного методу регуляції обміну речовин у корів // Наук.-техн. бюл. ін-ту біології тварин. – Л., 2004. – Вип.5. - №3. – С.240 – 251 (Обґрунтовано вплив згодовування радіоентеросорбентів на зниження питомої радіоактивності одержуваного молока).
3. Ільніцька (Самаріна) М.О. Радіологічна ефективність використання природних мінеральних силікатів у годівлі корів // Вісник аграрної науки. – 2005. – №1.– С.61 – 63.
4. Ільніцька (Самаріна) М.О. Зоотехнічна та радіологічна ефективність використання цеоліту у виробництві молока // Вісник аграрної науки. – 2006. – №10. – С.84 – 87.
5. Ільніцька (Самаріна) М.О. Вплив згодовування природних мінеральних силікатів на молочну продуктивність корів та вміст Cs137 у молоці // Науковий вісник Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С.З.Гжицького. – Л., 2006. – Т.8. - №4 (31). – Ч.1. – С. 76 – 79.
6. Ільніцька (Самаріна) М.О. Оцінка згодовування цеоліту дійним коровам // Наукові пошуки молоді на початку ХХІ сторіччя. Матеріали наукової конференції. м. Біла Церква, 16 – 19 травня 2006р. – Біла Церква: Білоцерківський ДАУ, 2006.– С. 47 – 49.
Самаріна М.О. Удосконалення технології виробництва молока на радіоактивно забруднених територіях. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.02.04 – технологія виробництва продуктів тваринництва. – Національний аграрний університет, Київ, 2007.
В дисертації викладено теоретичний та експериментальний матеріал з використання природних алюмосилікатів цеоліту натурального і модифікованого, сапоніту й палигорскіту під час виробництва молока на радіоактивно забруднених територіях.
Визначено радіологічну ефективність згодовування досліджуваних добавок-сорбентів. Виявлено, що всім досліджуваним алюмосилікатам притаманна сорбція радіоцезію у травному каналі корів. Інтенсивність зв’язування радіоцезію впливала на динаміку питомої активності молока, калу та сечі корів і залежала від сорбенту й дози його згодовування. При вмісті радіоцезію у середньодобових раціонах на рівні 28955 - 30655 Бк, під впливом згодовування 150 г/голову цеоліту натурального радіоактивність молока знизилася у середньому у 1,53 раза, при споживання 150 г/голову сапоніту – у 1,36 раза; при згодовування 75 г/голову палигорскіту – у 3,70 раза. У другому досліді при середній радіоактивності раціонів на рівні 36634 – 37997 Бк вміст радіоцезію у молоці піддослідних корів зменшився: при згодовуванні 100 г/голову цеоліту модифікованого – у 5,9 раза, 100 г/голову палигорскіту – у 4,7 раза. Зменшення виділення радіонукліду з молоком відбувалося за рахунок перерозподілу його в організмі корів, необмінній сорбції нукліду у травному каналі, вилучення з обмінних процесів та виведення з каловими масами. Вивчено вплив алюмосилікатів на молочну продуктивність корів. Згодовування дійним коровам мінеральних силікатів у кількості 75-100 г/голову за добу забезпечує підвищення їх надоїв на 6–10%.
Рекомендовано при організації технологічного процесу виробництва молока на радіоактивно забруднених територіях використовувати у годівлі дійних корів цеоліт модифікований або палигорскіт у кількості 100 г/голову за добу
Ключові слова: 137Cs, алюмосилікати, цеоліт, сапоніт, палигорскіт, молоко, сіно
Самарина М.А. Усовершенствование технологии производства молока на радиоактивно загрязнённых территориях. – Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата сельськохозяйственных наук по специальности 06.02.04 – технология производства продуктов животноводства. – Национальный аграрный университет, Киев, 2007.
Диссертация содержит теоретический и экспериментальный материал по использованию природных алюмосиликатов: цеолита натурального и модифицированного, сапонита и палыгорскита при производстве молока на радиоактивно загрязнённых территориях.
Изучено радиологическую эффективность скармливания добавок-сорбентов.
При содержании 137Cs в рационах на уровне 28955 – 30655 Бк, под влиянием скармливания цеолита натурального в количестве 150 г/голову в сутки радиоактивность молока снизилась в среднем в 1,53 раза; сапонита в количестве 150 г/голову в сутки – в 1,36 раза; палыгорскита в количестве 75 г/голову – в 3,7 раза. При средней радиоактивности рационов 36634 – 37997 Бк содержание 137Cs в молоке подопытных коров уменьшилось: при скармливании 100 г/голову в сутки цеолита модифицированного – в 5,9 раза, 100 г/голову палыгорскита – в 4,7 раза (Р<0,001).
Уменьшение выделения 137Cs с молоком происходило за счёт перераспределения его в организме под влиянием сорбентов, а именно: необменной абсорбции радионуклида в желудочно-кишечном канале животных, исключении из обменных процессов и выведении с каловыми массами.
Радиоактивность мочи коров опытных групп была значительно ниже, чем у животных контрольной группы, что является индикатором природного процесса выделения почками абсорбированного из корма радионуклида.
Установлено, что все исследованные алюмосиликаты проявили способность к сорбции радиоцезия в пищеварительном тракте животных. Интенсивность связывания радиоцезия влияла на динамику удельной радиоактивности молока, кала и мочи коров, и зависела от сорбента и дозы его скармливания.
В целом, наилучшую радиологическую эффективность имело скармливание коровам цеолита модифицированного в количестве 100 г/голову в сутки. Цезийсвязывающий эффект этого сорбента был эквивалентен замене в рационах животных „грязного” сена на „чистое”.
Изучено влияние алюмосиликатов на молочную продуктивность коров. Наибольшее увеличение удоев отмечено под влиянием скармливания 150 г/голову в сутки цеолита натурального.
Рекомендовано при организации технологического процесса производства молока на радиоактивно загрязнённых территориях использовать в кормлении дойных коров цеолит модифицированный или палыгорскит в дозе 100 г/голову в сутки.
Ключевые слова: 137Cs, алюмосиликаты, цеолит, сапонит, палыгорскит, молоко, сено.
Samarina M.O. Efficiency of use of fodder additives – sorbents when producing milk on radioactively polluted territories. – Manuscript.
Dissertation for seeking of scientific degree of Candidate of agriculture science in speciality 06.02.04 – Technology of Animal Products Production. – National Agrarian University,
