Экологические проблемы современного животноводства (на примере коневодства)
На правах рукописи
Зачиняев Ярослав Васильевич Экологические проблемы современного животноводства (на примере коневодства) 03.02.08 – Экология 06.02.10 – Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства
Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора биологических наук
Петрозаводск - 2011 1
Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете сервиса и экономики
Научный консультант:
доктор сельскохозяйственных наук, Сергиенко Сергей Семёнович профессор
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, Козлов Сергей Анатольевич профессор доктор биологических наук Медведев Николай Владимирович доктор биологических наук Суборова Татьяна Николаевна
Ведущая организация: Вологодский государственный педагогический университет
Защита состоится 21 сентября 2011 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, д. 33, ПетрГУ, эколого-биологический факультет.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета.
Автореферат разослан “ “ 2011 года Учёный секретарь диссертационного совета, И.М. Дзюбук кандидат биологических наук 1.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. За последние десятилетия произошло серьёзное обострение экологического кризиса. Стремительное развитие научно-технического прогресса и созданных им мощных средств воздействия человека на среду своего обитания, интенсивная эксплуатация природных ресурсов и хищническое отношение к ним, растущее загрязнение почвы, воды и воздуха обусловили взрыв экологической ситуации. В то же время потребности развития цивилизации стимулируют всё большее и большее увеличение масштабов общественного производства. Всё это тяжёлым бременем ложится на природу.
Происходит массовая гибель лесов, отравление рек и водоёмов, расширение зоны пустынь, исчезают многие виды животных и растений.
В результате значительно ухудшившейся экологической обстановки вредные химические вещества (экотоксиканты) вместе с пищей, водой и воздухом проникают в организм человека и животных и в сочетании с вредными физическими воздействиями приводят к резким изменениям в иммунной системе, а затем к её неожиданным реакциям. В результате поражаются собственные органы и ткани организмов.
В настоящее время в России и странах СНГ сложилось бедственное экологическое положение: насчитывается 290 районов с неблагоприятной окружающей средой.
На территории Российской Федерации 99 городов, в том числе Москва и Санкт Петербург, находятся в зоне повышенной загрязнённости. В их атмосфере практически постоянно превышаются ПДК как минимум двух – трёх вредных веществ. Только 15 % российских горожан проживает на территории с допустимым уровнем загрязнения воздушного бассейна.
В результате неэффективного ведения сельского хозяйства огромные территории Российской Федерации оказались в экологически опасном состоянии. Остаточное количество пестицидов обнаружено в 20 % проб, взятых в почве 198 тысяч га сельскохозяйственных угодий.
Только в 1991 году в Российской Федерации произошло 116 природных катастроф и аварии, в том числе и экологического характера.
Несомненно, обострение экологического кризиса вызывает необходимость международного сотрудничества для сохранения окружающей природной среды.
Сельскохозяйственные животные, в том числе и лошади, являются одним из основных компонентов природной среды и важной составной частью природных богатств. Сохранение всего видового многообразия животных, охрана среды их обитания, условий размножения и путей миграции, рациональное использование и воспроизводство животного мира – главное требование природоохранного законодательства.
Между тем, в литературе практически отсутствуют сведения об экологических проблемах в коневодстве и коннозаводстве и способах их решения. У исследователей в связи с этим может сложиться ложное впечатление об отсутствии таких проблем и экологическом благополучии в данной отрасли сельского хозяйства. Однако, согласно статистическим данным, падёж лошадей в странах мира вследствие поражения только ядовитыми веществами колеблется в пределах 0,4 – 4,4 %.
По этой причине проведение экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве является важной и актуальной задачей.
Настоящая работа выполнена в рамках Координационной научно-технической программы исследований по коневодству на 2001 – 2005 г.г. (научное направление 3:
«Усовершенствовать существующие и разработать новые технологии в животноводстве (коневодстве) на основе биологизации и экологизации процессов, обеспечивающие производство конкурентно способной продукции»), в соответствии с научной программой Министерства образования и науки РФ «Университеты России» (УР.05.01.044) и тематическими планами НИР ГОУ ВПО Санкт-Петербургского государственного университета сервиса и экономики и Всероссийского научно-исследовательского института коневодства РАСХН (п. Дивово, Рязанская область), а также явилась частью исследований заказ-наряда 33.94 ГКВО РФ «Разработка научных основ процесса биотрансформации органических веществ и биополимеров».
Автор благодарит д.с.-х.н., профессора Сергиенко Сергея Семёновича и д.б.н., профессора Сергиенко Галину Фёдоровну за постоянную помощь и поддержку при выполнении диссертационной работы и ценные замечания, сделанные при её обсуждении.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось решение комплекса ключевых проблем в области экологии сельскохозяйственных животных (лошадей).
Поставленная цель включала решение следующих основных задач:
1. Всесторонне проанализировать существующие экологические проблемы отрасли;
2. Разработать концепцию развития экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве и определить направления перспективных экологических исследований;
3. Изучить влияние лошадей на окружающую среду, а также разработать схему и алгоритм мониторинга наземных экосистем для оценки и прогнозирования риска развития заболеваний сельскохозяйственных животных исследуемых регионов;
4. Изучить влияние лошадей на человека и объекты его хозяйственной деятельности, улучшить качество существующих органических удобрений, разработать способы защиты от биоповреждений древесины, а также разработать промышленную экологически безопасную технологию утилизации конской подстилки с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов (биотрансформация конской подстилки);
5. Изучить влияние окружающей природной среды на лошадей.
6. Детально изучить антропогенное влияние на лошадей, в рамках экологического мониторинга провести комплексное исследование экологической чистоты кормов, воды и кобыльего молока в различных конехозяйствах, а также изыскать эффективные детоксиканты при отравлениях токсическими агентами лошадей и предложить доступные детоксиканты экологически опасных олигомеров оксида гексафторпропена.
7. Разработать, исследовать и внедрить в конехозяйствах новые биостойкие, негорючие, формостабильные и химически стойкие композиционные материалы на основе древесины.
8. Определить возможные чрезвычайные ситуации экологического характера на территориях действующих конных заводов и зоны экологического нарушения экосистем.
9. В системе среднего профессионального образования при отработке педагогической модели профессора Тарасова Л.В. «Экология и диалектика» внедрить в учебный процесс специальный раздел «Экологические проблемы в коневодстве и коннозаводстве» в предмет «Экология» (основы).
10. Использовать результаты проведённых научных исследований в системе высшего профессионального образования при чтении курса лекций и проведении практических занятий по дисциплинам «Коневодство и верховая езда», «Животноводство» и «Основы ветеринарии».
Основные положения, выносимые на защиту:
• Теоретическое обоснование и концепция развития экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве и направления экологических исследований в отрасли.
• Схема искусственной экологической системы конехозяйства.
• Новый научный термин «иппогенный экологический фактор».
Результаты исследования влияния лошадей на окружающую природную среду, • человека и объекты его хозяйственной деятельности.
• Алгоритм и схема экологического мониторинга наземных экосистем для оценки и прогнозирования риска развития заболеваний лошадей исследуемых регионов.
• Новое эффективное органическое удобрение на основе фосфогипса и конского навоза.
• Новая экологически безопасная технология утилизации лигноцеллюлозных субстратов с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов (способ биотрансформации конской подстилки).
• Метод оценки количественных и качественных изменений конской подстилки в процессе её биотрансформации.
• Результаты исследования влияния окружающей среды на лошадей.
• Результаты исследования антропогенного влияния на лошадей (воздействие пестицидов, тяжёлых металлов, соединений фтора и др.).
• Применение N-тиоформил-N-фенилгидразина в качестве аналитического реагента на висмут в биологических материалах лошадей.
• Особенности токсического действия олигомеров оксида гексафторпропена на животных в опытах in vivo.
• Метод определения содержания угарного газа в воздухе помещений конехозяйств.
• Результаты комплексного исследования экологической чистоты кормов, воды и кобыльего молока в различных конехозяйствах.
• Эффективные детоксиканты при отравлениях токсическими агентами лошадей:
D-глюкуроновая кислота, активированный уголь (различные марки), пектины, полученные из различных видов растительного сырья.
• Предложенные детоксиканты экологически опасных олигомеров оксида гексафторпропена: кумыс и кобылье молоко.
• Новые негорючие, формостабильные, биологически и химически стойкие композиционные материалы из древесины, пропитанной нетоксичными функциональными производными перфторированных карбоновых кислот для получения долговечных полов в конюшнях.
• Научные принципы содержания и эколого-гигиенические аспекты использования рабочих лошадей в конехозяйствах, на малых фермах и личных подворьях.
• Возможные чрезвычайные ситуации экологического характера на территориях конных заводов.
• Результаты практического использования проведённых экологических научных исследований в системе высшего и среднего профессионального образования.
Научная новизна диссертации. В результате проведённых исследований впервые:
Разработана концепция развития экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве и определены направления экологических исследований в отрасли (новое научное направление) и предложен новый научный термин «иппогенный экологический фактор». Разработано и исследовано новое эффективное органическое удобрение за счёт внесения многотоннажного промышленного отхода – фосфогипса в конский навоз.
Разработана экологически безопасная технология утилизации конской подстилки с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов Aspergillus niger 412. Предложены новые эффективные детоксиканты при отравлениях лошадей токсическими агентами. Разработаны, исследованы и внедрены в конехозяйствах новые негорючие, формостабильные, биологически и химически стойкие композиционные материалы из древесины, пропитанные нетоксичными функциональными производными перфторированных карбоновых кислот и изучена их зоогигиеническая значимость.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований.
Практическое значение диссертации состоит в получении новых знаний в области экологии, иппологии и частной зоотехнии. Разработаны схема и алгоритм мониторинга наземных экосистем для оценки и прогнозирования риска развития заболеваний лошадей исследуемых регионов. Разработано и исследовано новое эффективное органическое удобрение на основе фосфогипса. Разработана впервые промышленная экологически безопасная технология утилизации конской подстилки с помощью микроорганизмов. Предложены и внедрены эффективные детоксиканты при отравлениях лошадей токсическими агентами и доступные детоксиканты экологически опасных олигомеров оксида гексафторпропена. Разработаны, исследованы и внедрены в конехозяйствах новые, формостабильные, негорючие, химически и биологически стойкие композиционные материалы на основе предобработанной древесины. Теоретические обобщения и практические предложения используются в учебном процессе в учебных заведениях сельскохозяйственного, экологического и биотехнологического профиля всех уровней и на курсах повышения квалификации специалистов АПК и сервиса.
Исследования соискателя отмечены Дипломом Губернатора Ленинградской области за победу в конкурсе учёных, представителей научно-исследовательских организаций Ленинградской области (категория «ведущие учёные») с присуждением именной научной стипендии Губернатора Ленинградской области на 2003 – 2004 годы (г. Санкт-Петербург, 2003 г.).
Личный вклад автора в работы, выполненные совместно с другими исследователями и включённые в диссертацию, заключается в самостоятельном выборе научного направления и постановке исследований, теоретической и практической разработке методов, непосредственном выполнении эксперимента, анализе, теоретической интерпретации и обсуждении полученных экспериментальных результатов.
Апробация работы. Результаты проведённых исследований и материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на Международных, Всесоюзных, Всероссийских научных конференциях и симпозиумах и региональных научно-практических конференциях: Свердловск, 1980;
Дивово, 1989;
Томск, 1989;
Ленинград, 1991;
СПб – Сочи, 1991;
Новосибирск, 1991;
СПб, 1994;
Гатчина, 1994;
Пенза, 1994;
Espoo, Finland, 1994;
Москва – Видное, 1995;
СПб – Челябинск, 1995;
Пенза, 1995;
Wageningen, the Netherlands, 1995;
Helsinki, Finland, 1995;
СПб, 1996;
Белгород, 1996;
Ставрополь, 1996;
St. Petersburg, 1996;
St. Petersburg, 1997;
Ljubljana, Slovenia, 1997;
Vilnius, Lietuva, 1997;
Белгород, 1998;
Дивово, 1999;
Дивово, 2000;
Hobart, Tasmania, Australia, 2000;
Луга, 2001;
Дивово, 2001;
Luga, 2001;
Москва, 2002;
СПб, 2002;
Калининград, 2002;
Дивово, 2002;
Запорожье, Украина, 2002;
СПб, 2003;
СПб, 2004;
Калининград, 2004;
Дивово, 2004;
Луга, 2004;
Днепропетровск, Украина, 2005;
Самарканд, Узбекистан, 2005;
Карши, Узбекистан, 2006;
СПб, 2007;
СПб – Пушкин, 2007;
Луга, 2007;
Дивово, 2007;
Луга, 2008;
Луга, 2009;
Калининград, 2009;
Луга, 2010, Калининград, 2010 и Санкт-Петербург, 2010. Основные результаты работы были также доложены на заседании кафедры биотехнологии Крестьянского государственного университета имени Кирилла и Мефодия (Луга, 2003 г.) и кафедры «Экономика природопользования и сервис экосистем» Санкт-Петербургского государственного университета сервиса и экономики (Санкт-Петербург, 2008 г.). Кроме того, результаты работы были доложены (все доклады – пленарные) на Городском семинаре «Аналитическая химия объектов окружающей среды» (Санкт-Петербург, Институт озероведения РАН, 12 – 13 апреля 1994 г.), региональной научно-практической конференции «Осуществление системы непрерывного экологического образования в учреждениях дополнительного образования: концепции, практический опыт, итоги работы и перспективы развития» (Санкт Петербург, МП ДЭЦ, 19 – 20 апреля 1994 г.), Городском семинаре «Перспективы применения в Ленинградском регионе технологий полной утилизации отходов животноводства» (Санкт-Петербург, медико-биологическая секция Дома учёных имени М. Горького РАН, 29 сентября 1996 г.), Научной сессии Россельхозакадемии «Стратегия развития животноводства России – XXI век» (Москва, РАСХН, секция коневодства, 23 – июля 2001 г.).
Публикации результатов исследований. Основные теоретические положения и практические результаты исследований изложены в 130 научных работах, в том числе:
4 монографии, 1 обзор, 1 Патент РФ на изобретение, 27 статей в ведущих рецензируемых и реферируемых научных журналах («Коневодство и конный спорт», «Башкирский химический журнал», «Экология и промышленность России»), 1 статья в ведущем украинском научном журнале («Вестник Днепропетровского университета»), 28 статей в других научных журналах и сборниках научных трудов, 4 депонированные научные работы (Черкассы, Украина), 4 учебных пособия и 60 работ, опубликованных в материалах Международных, Всесоюзных, Всероссийских и региональных научных конференций и научных симпозиумов. Также статьи опубликованы в экономическом и научно-техническом интернет-журнале novainfo.ru.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на 256 страницах текста компьютерного набора, включает 4 рисунка, 15 таблиц и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения собственных результатов проведённых исследований, заключения, экспериментальной части, выводов, предложений производству, трёх приложений и списка использованной литературы, включающего 333 наименования, из которых 60 на иностранных языках.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Раздел содержит описание проведённых исследований – методы исследований: физико химические, токсикологические, микробиологические;
методики синтезов, способы выделения и очистки соединений. Приведены марки приборов, с помощью которых регистрировались спектры, проводился газохроматографический анализ и элементный микроанализ. Определены физические константы веществ. Контроль за ходом реакций и чистотой химических соединений осуществлялся методом тонкослойной хроматографии (ТСХ).
Опыты по определению параметров токсичности вредных веществ (экотоксикантов) проводили на лабораторных животных (белых мышах) на кафедре гигиены труда Санкт Петербургской государственной медицинской академии имени И.И. Мечникова совместно с к.м.н. Пушным Г.В. Токсикологические исследования проводили согласно ГОСТ 12.1.005- «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
Приведены способы получения и спектральные характеристики олигомеров (димера и тримера) оксида гексафторпропена, N-тиоформил-N-фенилгидразина – аналитического реагента на катионы Bi 3+ в биоматериалах и гиппуровой кислоты – продукта жизнедеятельности лошадей. Приведена методика определения фторид-анионов в биологических материалах сельскохозяйственных животных.
Подробно рассмотрены процессы биотрансформации конской подстилки (лигноцеллюлозных субстратов, ЛЦС) и условия культивирования штаммов мицелиальных грибов-целлюлозодеструкторов: Aspergillus niger 412 и Aspergillus species BKMF-3101D.
Приведены оптимальные составы микробиологических питательных сред и экспериментальные результаты определения в продуктах биоконверсии аминокислот и жирных карбоновых кислот.
Все эксперименты, представленные в работе, воспроизведены.
Статистическую обработку полученных экспериментальных результатов проводили по стандартной программе, составленной с использованием общепринятых статистических методов (Плохинский Н.А., 1970 г.;
Ашмарин И.П. и др., 1975 г.;
Джонсон Н., Лион Ф., г.). Все доверительные интервалы рассчитывались для вероятности Р = 95 %.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЁННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Концепция развития экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве (тезисы) Снижение природноресурсного потенциала сельского хозяйства в связи с загрязнением и засолением почв, развитием эрозионных процессов, отводом земель под строительство, сооружением малоэффективных водохранилищ и прудов, разработка месторождений полезных ископаемых карьерным способом выдвинули экологический фактор в число наиболее актуальных проблем, лимитирующих производство и качество продуктов питания.
Системный анализ ущербов, наносимых землям сельскохозяйственного назначения, показывает, что их удельные значения достигают для чернозёмной и нечернозёмной зон Российской Федерации двадцать пять тысяч рублей и более на гектар в год. Структура затрат капитальных вложений в сельское хозяйство не соответствует реальным потребностям. Дальнейший рост площади орошаемых земель, применение минеральных удобрений и ядохимикатов, энерговооружённости сельского хозяйства не сопровождается пропорциональным ростом сельскохозяйственной продукции. Вместе с тем, затраты на природоохранные мероприятия в сельском хозяйстве на порядок ниже экологических ущербов. Как показывает зарубежный опыт, для обеспечения благоприятной экологической обстановки на природоохранные мероприятия расходуется до 1/3 прибыли. Такие затраты с учётом длительной перспективы использования земель являются экономически обоснованными и позволяют решать проблемы повышения сельскохозяйственного производства с учётом экологического фактора.
Воздушная и водная миграция выбросов промышленных предприятий, внесение органических и минеральных удобрений, условия их хранения, применение гербицидов, эксплуатация тракторного и автотранспортного парка, количество используемых горюче смазочных материалов (ГСМ), транзитный транспорт и т.д. – всё это создаёт довольно напряжённую экологическую обстановку в местах их концентрации: в конехозяйствах, на фермах и подъездных путях к ним, в мастерских и на площадках, на стоянках, вдоль дорог и т.д.
Естественные кормовые угодья за счёт чрезмерной антропогенной нагрузки и вытаптывания утратили в большинстве случаев ценные кормовые травы, превратились в малопродуктивные пастбища. Общая площадь орошаемых сенокосов и культурных пастбищ ничтожно мала.
Несмотря на сложившуюся ситуацию, в большинстве конехозяйств в настоящее время не проводится оценка экологической обстановки, не инвентаризуются источники загрязнения почв, грунтовых и поверхностных вод, сельскохозяйственной продукции.
Подчас, имеющийся фондовый материал, в том числе планово-экономический, картографический и почвенный, не содержит необходимой экологической информации, так как его составление не преследовало решение экологических проблем. Вместе с тем, ужесточение контроля за экологическим состоянием земель и качеством продукции животноводства (в том числе и коневодства) и растениеводства в ближайшее время будет существенным образом влиять на экономические показатели сельскохозяйственного производства.
Таким образом, необходимость научно-обоснованной оценки экологического состояния территорий регионов очевидна в настоящее время. Основная цель такой оценки – разработка практических рекомендаций для внедрения эффективной системы природоохранных мероприятий и повышение устойчивости сельскохозяйственного производства на основе роста его продуктивности и получения продукции животноводства (коневодства) и растениеводства, отвечающей нормативным требованиям к качеству.
*** Биоценоз (сообщество организмов) и окружающая его среда (биотоп) представляют собой неразрывное единство, одну сложную систему – биогеоценоз (экологическую систему).
Практическая деятельность человека оказывает существенное влияние на окружающую среду и сельскохозяйственных животных (антропогенный экологический фактор).
Биоценоз и окружающая среда влияют друг на друга, обе части биогеоценоза необходимы для поддержания жизни.
Окружающая среда регулирует существование и жизнедеятельность популяций. В то же время сама среда находится под постоянным влиянием живых организмов.
Таким образом, схему искусственной экологической системы (геотехсистемы) конного завода, ипподрома, конноспортивной секции и других хозяйств, в которых содержат лошадей, можно представить следующим образом (по влиянию):
1. Лошади окружающая среда;
2. Лошади человек;
3. Окружающая среда лошади;
4. Человек лошади;
5. Человек окружающая среда;
6. Окружающая среда человек.
Примечание: «Человек» - работник(и) конехозяйств(а).
Влияние лошадей на окружающую среду, в том числе и на человека, определим как иппогенный экологический фактор (Я.В. Зачиняев, 1992 г.).
Из данной схемы следует, что экологические проблемы в коневодстве и коннозаводстве следует рассматривать в следующих направлениях:
1. Влияние лошадей на окружающую среду (иппогенный экологический фактор);
2. Влияние лошадей на человека (иппогенный экологический фактор);
3. Влияние окружающей среды на лошадей (биотические и абиотические экологические факторы);
4. Влияние человека на лошадей (антропогенный экологический фактор).
Таким образом, экологическая ситуация на конном заводе и в других конехозяйствах определяется соотношением иппогенных, антропогенных, биотических и абиотических экологических факторов.
3.2. Влияние лошадей на окружающую среду Лошади – табунные животные. В результате интенсивного неконтролируемого выпаса этих животных возможны следующие экологические последствия: вытаптывание растительности (посевов, газонов и др.), уплотнение почвы, ухудшение подроста деревьев, селективное поедание растительности, эрозия почвы, обеднение окружающей природной среды водой и питательными элементами.
Об отрицательных последствиях уплотнения почв При интенсивной комплексной технологии возделывания сельскохозяйственных культур в последние годы возрастает использование не только мощных и тяжеловесных машинно-тракторных агрегатов, но и различных упряжных пород лошадей. Это приводит к комплексу вредных последствий, вызываемых «ходовыми системами», в первую очередь, переуплотнению как пахотного, так и подпахотного слоёв почвы. По предварительной оценке, ежегодный ущерб от переуплотнения почв в России и странах СНГ превышает млрд. рублей. От плотности почвы, по мнению ведущих почвоведов (Ревут и др.), зависят водный, воздушный и тепловой режимы почвы, а также физические, химические и биологические процессы в ней.
В связи с этим приобретает актуальность исследование в каждой климатической зоне влияния уплотнения почвы не только на её физические свойства и урожайность, но и на микробный ценоз и ферментативную активность, как на важнейшие показатели плодородия почв.
Известно, что уплотнение почвы крупными сельскохозяйственными животными ухудшает условия жизнедеятельности целлюлозоразрушающих микроорганизмов вследствие снижения воздухообмена и более резких колебаний температуры почвы. В лабораторных опытах установлено, что при высокой влажности и плотности биологическая активность почвы и процесс азотофиксации снижаются, создаются условия частичного анаэробиоза.
Наибольшая биологическая активность по методу Штатнова определена при плотности 1,2 и 1,4 г/см3. Установлено, что повышенная плотность почвы отрицательно влияет на жизнедеятельность дождевых червей.
Исследования почвы проводились в 1999 – 2001 г.г. весной в начале вегетации и осенью перед уборкой урожая на полевых опытах, заложенных по изучению влияния уплотнения на неудобренной и удобренной нитрофоской (N120P109K120) почвах (Черняховский район, Калининградская область РФ). Нитрофоска вносилась перед уплотнением как сырой (20 – 23 %), так и физически спелой (сухой) (14 – 18 %) почвы. Исследуемые образцы почв – дерново-глееватый суглинок, в слое 0 – 20 см, содержащий 2 % гумуса по Тюрину, Р2О5 и К2О, соответственно, 9,0 – 16,7 и 8,2 – 13,3 мг/100 г, рН = 6,2 – 7,5 (KCl). После двухкратного сплошного уплотнения соответствующих делянок «ходовыми системами» проводились боронование и культивация почвы всей подопытной площади на глубину 7 – 9 см и высевалась сахарная свёкла (успешно произрастает).
Численность микроорганизмов определяли методом посевов на твёрдые питательные среды, активность гидролитических ферментов (инвертазы, уреазы и протеазы) – методом П.А. Власюка и Е. Гофмана с соавторами в модификации А.И. Чундеровой.
По усреднённым данным наибольшая плотность как в верхнем 0 – 10 см (Таблица 1), так и в нижнем 10 – 20 см слоях почвы была после её уплотнения во влажном состоянии.
Следует отметить, что повышенная плотность отрицательно сказывалась на численности всех изучавшихся групп микроорганизмов, на активности ферментов и урожае сахарной свёклы. Это можно объяснить тем, что из-за высокой плотности уменьшается аэрация почвы и накапливаются токсические соединения (Зачиняев Я.В., 1992 г.).
Для ячменя и некоторых других культур оптимальная плотность почвы – 1,3 г/см3, однако, она меняется в зависимости от влажности почвы и её механического состава.
Уплотнение физически спелой (сухой) почвы, естественно, очень незначительно повысило её плотность и оказало весьма небольшое угнетающее действие на микробный ценоз и урожай сахарной свёклы. Нами отмечено даже более ранние всходы сахарной свёклы по сравнению с неуплотнённой почвой.
Показано, что минеральные удобрения положительно влияли как на биологическую активность почвы, так и на урожай сахарной свёклы. Они заметно сглаживали негативное действие уплотнения сырой почвы на урожай сахарной свёклы и на биологические показатели, за некоторым исключением ферментативной активности и распространения азотобактера. В низлежащем слое (10 – 20 см) почвы отмечены те же самые тенденции в развитии микроорганизмов и активности ферментов, как и в верхнем её слое (0 – 10 см).
Схема и алгоритм мониторинга наземных экосистем приведены в Приложении диссертации (Зачиняева А.В., Копытенкова О.И., Зачиняев Я.В., 2006 г.).
3.3. Влияние лошадей на человека и объекты его хозяйственной деятельности 3.3.1. Проблемы утилизации навоза Конные заводы, ипподромы, конноспортивные секции проводят необходимые практические мероприятия по хранению, утилизации и реализации конского навоза. При этом решаются определённые экологические проблемы, возникающие в данной экологической системе.
Навоз и навозные компосты реализуются по свободным ценам в садоводства, подсобные и фермерские хозяйства, частным лицам.
Таблица Зависимость численности и активности микроорганизмов, плотности почвы и урожая сахарной свеклы от уплотнения почвы и минеральных удобрений Усреднённые данные 3-х полевых опытов 1999-2001 г.г.
Число микроорганизмов на 1 г абс. сухой почвы Инвер- Плот- Урожай тазная ность сахар аммонифициру- ассимилиру- споро- плес- азото- нитри актив- почвы, ной ющих ющих минераль- нос- невых бакте- фика Варианты ность, г/см свек ный азот ных гри- ра, торов, мг лы, бак- бов, ед. тыс.
бакте- акти- бакте- акти- D глю- ц/га терий, тыс.
рий, номи- рий, номи козы тыс.
млн. цетов, млн. цетов, за 48 час.
млн. млн.
Без уплотнения 8,64 2,60 10,41 4,36 57 38,1 157 1,72 35,9 1,35 331, Уплотнена 6,47 2,19 8,71 3,85 55 30,9 123 1,15 32,8 1,42 217, сырая почва Уплотнена 9,44 2,71 9,18 3,93 60 40,8 121 1,59 33,2 1,33 306, сухая почва Без уплотнения, 10,38 3,77 10,48 4,82 75 34,0 112 3,79 36,7 1,32 367, NPK Уплотнена 9,33 2,99 11,73 4,62 63 21,0 72 1,77 32,8 1,42 285, сырая почва, NPК Уплотнена 8,81 2,88 10,54 4,32 64 34,9 78 4,26 33,7 1,35 350, сухая почва, NPK НСР 61, Пример утилизации навоза – использование его в качестве эффективного органического удобрения. Внесение фосфогипса в конский навоз заметно улучшает его качество как удобрения.
Фосфогипс – распространённый промышленный отход, образующийся при производстве ортофосфорной кислоты и фосфорных минеральных удобрений (завод «Фосфорит», Кингисеппского района, Ленинградской области РФ).
Фосфогипс – источник кальция, фосфора, серы и микроэлементов, поэтому он может использоваться для химической мелиорации почв, например, песчаных почв. При этом внесение фосфогипса улучшает структуру почвы благодаря высокому содержанию катионов Ca2+.
Нами установлено, что действие фосфогипса на конский навоз обусловлено тем, что сера, содержащаяся в нём, связывает выделяющийся аммиак в сульфат аммония. При этом одновременно углекислый газ связывается кальцием в карбонат кальция (что очень важно для кислых почв, например, в Ленинградской области):
CaSO4. 2H2O + 2NH3 + CO2 CaCO3 + (NH4)2SO4 + H2O Как следует из уравнения, введение фосфогипса повышает содержание азота в почве, причём, не нитратного и не нитритного.
Нами установлено, что навозные компосты, приготовленные с добавлением фосфогипса в норме 30 т/га, при внесении под картофель и томаты значительно повышают (на 15 – 20 %) урожайность этих паслёновых культур (Выборгский, Гатчинский, Лужский и Волосовский районы Ленинградской области, Наримановский и Икрянинский районы Астраханской области РФ). Оптимальная дозировка: 1 т фосфогипса на 10 т конского навоза.
Кроме того, навозные компосты с фосфогипсом можно применять под пропашные культуры и многолетние травы.
3.3.2. Другие иппогенные экологические факторы, воздействующие на человека и объекты его хозяйственной деятельности Экологические проблемы возникают при купании лошадей (поступление гиппуровой кислоты в водоём, который использует человек) и при их содержании в конюшне (загазованность воздуха помещения аммиаком и летучими аминами, загрязнение подстилки навозом и мочой (гиппуровой кислотой), опасен контакт с больными животными (сап), а также укусы, травмы человека, полученные в результате ударов ног лошадей).
Далее в диссертации приводится информация о макробиологических повреждениях (повреждение древесины лошадьми и способы защиты от биоповреждений).
3.3.3. Проблемы утилизации конской подстилки Накопление в экологической системе целлюлозосодержащих отходов сельского хозяйства представляет серьёзную экологическую проблему.
Известно, что в качестве подстилки при денниковом содержании лошадей используют солому. Норма расхода подстилки в сутки для одной лошади 5 – 6 кг сухой соломы. При этом возникает проблема регулярной утилизации соломы.
Сжигать солому нельзя, так как в этом случае гибнут продуценты, консументы и редуценты, живущие в этой экологической нише, а также загрязняются атмосфера и литосфера.
Английские учёные обнаружили явление «медленного гниения соломы в почве при запахивании с накоплением продуктов маслянокислого брожения» и настоятельно рекомендовали не запахивать солому в почву.
Нами установлено, что запахивание соломы снижает урожайность целевой культуры и увеличивает общую кислотность почвы.
Нами также разработан метод утилизации соломы, загрязняющей окружающую среду, с помощью микроорганизмов (микромицетов-целлюлозодеструкторов), в частности, мицелиальных грибов рода Aspergillus.
Предложенный нами метод – экологически чистый, даёт возможность создавать новые технологические безотходные процессы, основанные на биологической трансформации соломы и позволяющие воспроизвести естественные процессы природных биоценозов (сообществ) в искусственных условиях (агроценозах) со значительной интенсификацией.
При этом эффективно очищается окружающая среда, и получаются ценные химические вещества: жирные карбоновые кислоты, незаменимые аминокислоты и ферменты.
О необходимости микробиологической трансформации отходов коневодства Отходы коневодства считаются традиционными органическими удобрениями, однако их применение ограничивается рядом недостатков: присутствие токсичных соединений, например, тяжёлых металлов, нестабильный состав, наличие семян сорняков и патогенной микрофлоры, большое содержание воды (жидкий навоз и сточные воды) и др.
Проблема рациональной переработки и утилизации таких отходов стала особо актуальной с накоплением больших объёмов отходов в зонах крупных конных заводов и сельскохозяйственных предприятий и появлением новых типов отходов – таких, как активный ил, сточные воды и их осадки, использование которых в исходном виде нецелесообразно и небезопасно. Поэтому, в последнее время отходы животноводства, в том числе и коневодства, а также птицеводства активно рассматриваются в качестве объектов биотехнологических исследований и разработок.
Создаются технологии, позволяющие получать новые эффективные биологические удобрения путём микробиологической конверсии отходов.
Такие подходы позволяют не только снижать недостаток органических удобрений в России, но и успешно решать экологические проблемы в зонах крупных животноводческих комплексов и конных заводов.
Биотрансформация конской подстилки – основа экологически безопасных технологий утилизации отходов коневодства и коннозаводства Методом ИК-спектроскопии проведена оценка количественных и качественных изменений чистой и грязной конской подстилки в процессе её биотрансформации.
Нами методом ИК-спектроскопии было изучено взаимодействие НЛЦС (нативный лигноцеллюлозный субстрат – смесь чистых опилок различных древесных пород, чистая подстилка) с мицелиальным грибом – целлюлозодеструктором Aspergillus niger 412.
НЛЦС был предобработан естественными отходами коневодства (ПЛЦС предобработанный лигноцеллюлозный субстрат – смесь опилок различных древесных пород и перепрелого конского навоза, грязная подстилка). Изменения в ИК-спектрах образцов свидетельствуют о процессе биотрансформации конской подстилки с накоплением белка.
Полученные результаты могут быть положены в основу создания экологически чистой технологии утилизации отходов коневодства и коннозаводства.
Грязная конская подстилка образуется в конехозяйствах (конных заводах, ипподромах, конноспортивных секциях и др.) в значительных количествах и подлежит утилизации. При этом возникают экологические проблемы.
О масштабах образования грязной подстилки свидетельствуют следующие данные: норма расхода подстилки в сутки (в денниках подстилка меняется ежедневно) для жеребцов производителей всех заводских пород – 5 кг сухой соломы или 15 кг сухих древесных опилок. Суточная норма расхода подстилки при денниковом содержании заводских кобыл, конематок, а также молодняка после отъёма – ещё больше – 6 кг сухой соломы или 18 кг сухих древесных опилок.
В настоящее время проблема утилизации грязной конской подстилки является до конца нерешённой. Преимущества микробиологических способов переработки лигноцеллюлозных субстратов (ЛЦС) по сравнению с экологически опасными способами, такими, как сжигание и запахивание, рассматривались нами ранее.
Важной характеристикой процесса биотрансформации является степень утилизации субстрата по целлюлозе и лигнину. Однако традиционные биохимические методы для определения этих характеристик являются трудоёмкими и требуют значительных временных затрат.
Представляется интересным исследовать процесс биотрансформации при помощи физических методов анализа. Нами был использован метод ИК-спектроскопии для определения качественных и количественных изменений в чистой и грязной конской подстилках (НЛЦС и ПЛЦС, соответственно) в процессе её биотрансформации.
Гидроксо–группы целлюлозы образуют межмолекулярные водородные связи, вследствие чего полосы поглощения ( -ОН асс.) широкие и сдвинуты в длинноволновую область (3390 – 3300 см ).
- Углекислый газ (О=С=О) (2340 см-1) – продукт брожения (образец 3) (см. Таблицу 2), а также продукт жизнедеятельности микромицетов (образцы 2,4).
Таблица Основные полосы поглощения в ИК-спектрах ЛЦС и продуктов биоконверсии № образца Наименование образца, см-1 Молекулярный фрагмент НЛЦС -ОН (асс.) 1 С-Н С=О С=С (аром.) Продукт биоконверсии 3300 -ОН (асс.) НЛЦС с микромицетом 2930 С-Н О=С=О (газ.) Aspergillus niger 412 С=О С=С (аром.) ПЛЦС -NH-(асс.), -ОН (асс.) 3 наложение полос С-Н О=С=О (газ.) С=О С=С (аром.) Продукт биоконверсии 3390 -NH-(асс.), -ОН (асс.) ПЛЦС с микромицетом наложение полос С-Н Aspergillus niger 412 О=С=О (газ.) С=О С=С (аром.) Анализ ИК-спектров показывает, что во всех случаях в продуктах биоконверсии ЛЦС уменьшилось количество гидроксо-групп.
Следовательно, происходит частичная утилизация целлюлозы микромицетами.
В образце 3 (ПЛЦС, грязная подстилка) резко уменьшилось количество С=С (аром.) – связей (1640 – 1600 см-1) (уменьшение содержания лигнина) по сравнению с образцами (НЛЦС, чистая подстилка) и 2 (продукт биоконверсии НЛЦС).
В процессе биоконверсии гриб Aspergillus niger 412 «предпочитает» усваивать кислородсодержащие молекулярные фрагменты – их содержание в образце 4 (продукте биоконверсии ПЛЦС) значительно ниже, чем в образце 3.
Также следует отметить, что степень утилизации субстратов в результате биотрансформации составила более 85 %. Определение проводили по методу Андеграффа с использованием антронового реактива.
Таким образом, на основании полученных экспериментальных результатов можно сделать следующие выводы:
1. Метод ИК-спектроскопии позволяет оценить количественные и качественные изменения в чистой и грязной конской подстилках в процессе её биотрансформации.
2. Предобработка чистой конской подстилки естественными отходами конехозяйств позволяет утилизировать целлюлозу и лигнин, что создаёт благоприятные предпосылки для разработки экологически безопасных технологий утилизации отходов коневодства и коннозаводства.
Способ утилизации целлюлозосодержащих отходов – конской подстилки путём биотрансформации Одним из аспектов экологической проблемы можно считать накопление огромного количества целлюлозосодержащих (ЦС) отходов от целлюлозно-бумажной (ЦБП), деревообрабатывающей (ДОП) промышленности, отходов сельского хозяйства, в частности, отходов конехозяйств, бытовых стоков.
По данным экспертов Программы окружающей среды ООН (UNEP), от различных злаков, культивируемых в мире, ежегодно получается примерно 1700 млн. т соломы, бльшая часть которой не утилизируется.
По другим данным в Российской Федерации, странах Балтии и СНГ ежегодно образуется 3000 млн. т соломы, из которой с низкой эффективностью используется лишь четвёртая часть, а остальная часть, как правило, сжигается.
Накопление таких количеств отходов не может пройти бесследно для окружающей среды, возникает проблема их переработки. Например, некоторые учёные предложили один из способов утилизации соломы. Солому, оставшуюся на полях после уборки урожая, или на месте сжигают, или запахивают в почву. Ассоциация по охране окружающей среды требует запретить сжигание, поскольку из-за этого гибнут многие животные (в том числе и насекомые), живущие в этой экологической нише, а также серьёзно загрязняется атмосфера.
Запахивание же, как мы уже сообщали, вызывает медленное гниение соломы, в результате которого образуется значительное количество уксусной, пропионовой, н-масляной и других карбоновых кислот, снижающие урожайность сельскохозяйственных культур. Следует отметить, что на северо-западе России почвы кислые, поэтому, образование в таких почвах «новых» кислот приведёт к серьёзным экологическим последствиям.
Исходя из вышесказанного, представляется интересным и важным рассмотреть процесс биотрансформации растительных отходов с помощью микроорганизмов.
Одним из главных достоинств процессов биотрансформации растительного сырья является возможность использования экологически чистых технологий. Так как эти технологии предусматривают применение гидрометрических систем микроорганизмов и моделируют природные процессы, они не являются источником чужеродных и опасных для биосферы веществ. Отходы и побочные продукты, являясь компонентами биосферных циклов, сами могут служить сырьём, что даёт возможность создавать замкнутые безотходные циклы.
Кроме того, появляется возможность эффективно утилизировать малоиспользуемые сельскохозяйственные, промышленные и бытовые ЦС отходы, которые в нашей стране накапливаются в больших количествах и загрязняют окружающую среду.
Некоторые исследователи предлагают для «сбраживания в поле» злаковых отходов вносить в почву ассоциации целлюлолитических микромицетов, которые могли бы в короткие сроки разлагать растительные остатки. В этом случае продукты метаболизма микроорганизмов (часто токсичные) успевают вымываться из почвы до нового посева.
Наиболее перспективными микроорганизмами для утилизации ЦС отходов, в том числе и соломы, являются мицелиальные грибы рода Aspergillus, которые, обладая мощным комплексом целлюлолитических ферментов, способны частично разлагать даже лигнин.
Род Aspergillus может утилизировать отходы сельскохозяйственных производств (солома, кочерыжки кукурузы, листья и др.), отходы конехозяйств и птицефабрик, целлюлозно-бумажного производства, деревообрабатывающей промышленности и бытовые стоки.
Нами разработан метод утилизации ЦС отходов различного происхождения, загрязняющих окружающую среду, при помощи микромицетов-целлюлозодеструкторов.
Для этого из коллекции кафедры молекулярной биотехнологии Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) и кафедры микробиологии Российской Военно-медицинской академии (г. Санкт-Петербург), которые зарегистрированы в WFCC Word Data. Center Riken (Japan), взяты штаммы родов Aspergillus, Helmintosporium, Trichoderma, Penicillium и некоторые другие.
В результате проведённых экспериментов выбран штамм Aspergillus species BKMF 3101D, выделенный из очистных сооружений Архангельского целлюлозно-бумажного комбината. Этот штамм утилизирует ЦС отходы в большей степени.
В качестве ЦС субстрата использовали измельчённую до 0,20 – 0,25 мм пшеничную солому, полученную из отдела биотехнологии нетрадиционных кормов (ОБНТК) Северо Западного отделения Россельхозакадемии (г. Санкт-Петербург – Пушкин).
В белковой части продукта (30,2 %) определяли аминокислотный состав, который представлен в Таблице 3.
В продукте биотрансформации также определяли жирнокислотный состав липидов (Таблица 4).
Таблица Аминокислотный состав белковой части продукта биотрансформации Аминокислота % от массы сухого вещества Треонин 1, Валин 2, Цистин 2, Метионин Следы Изолейцин 1, Лейцин 2, Тирозин 1, Фенилаланин 1, Лизин 2, Триптофан Следы Аспарагин 2, Серин 1, Глутаминовая кислота 5, Аланин 2, Глицин (аминоуксусная кислота) 1, Гистидин 0, Аргинин 1, Экспериментальные результаты обрабатывали методом внутренней нормализации на интеграторе SP-4280 CES.
Таблица Жирнокислотный состав липидов продукта биотрансформации Жирная карбоновая кислота % от общего содержания жирных кислот Лауриновая 0, н-Тридекановая Следы Миристиновая 2, Миристолеиновая 0, Изопентадекановая Следы н-Пентадекановая 1, Изопальмитиновая Следы Пальмитиновая 19, Маргариновая 2, Гептадеценовая 1, Стеариновая 4, Олеиновая 21, Линолевая 37, Линоленовая 3, Арахиновая 1, Гадолеиновая 1, Пальмитолеиновая 4, Ненасыщенные жирные кислоты (другие) 68, Статистически обработанные результаты определения степени утилизации отходов, целлюлазной активности, удельной скорости роста микромицетов (при n = 3, P = 0,95) приведены в Таблице 5.
Таблица Статистически обработанные результаты определения степени утилизации отходов, целлюлазной активности и удельной скорости роста микроскопических грибов Определяемый Колбы АНКУМ-2М АНКУМ-2М параметр без КЭ с КЭ* * Степень утилизации, 46,9 ± 0,46 69,0 ± 0,37 71,2 ± 0, % Целлюлазная 0,25 ± 0,037 0,74 ± 0,037 1,36 ± 0, активность, ед/мл Удельн. скорость 0,049 ± 0,002 0,185 ± 0,002 0,35 ± 0, роста, г - ------------------------ КЭ – кукурузный экстракт.
* Вывод. Предлагаемый метод даёт возможность создавать новые технологические процессы, основанные на биотрансформации целлюлозосодержащих отходов, позволяющие воспроизвести естественные процессы природных биоценозов в искусственных условиях со значительной интенсификацией.
Данный метод позволяет также не только очищать окружающую природную среду, но и получать практически полезные химические вещества: жирные кислоты, незаменимые аминокислоты и ферменты.
Биотрансформация конской подстилки: расширенный эксперимент В целях воспроизводства полученных экспериментальных результатов по биотрансформации конской подстилки (оценка достоверности) мы провели дополнительный расширенный эксперимент.
Методом ИК-спектроскопии было повторно изучено взаимодействие лигноцеллюлозных субстратов (ЛЦС, конской подстилки) с микроорганизмами целлюлозодеструкторами. Показано, что в результате воздействия микроорганизмов происходит частичная деструкция конской подстилки. Степень деструкции ЛЦС и исчезновение некоторых характеристических полос в ИК-спектрах зависят от способа предобработки конской подстилки.
Из представленных в Таблице 6 данных видно, что из-за образования межмолекулярных водородных связей полоса поглощения ассоциированных гидроксо-групп, принадлежащих целлюлозе, сдвинута в низкочастотную область. Молекулярные фрагменты С – Н также принадлежат целлюлозе. Функциональные группы С = О и С = С ароматич. принадлежат лигнину. Молекула СО2 – продукт брожения (образцы 11 и 13) и продукт жизнедеятельности микромицетов (образцы 2, 4, 8, 10, 12 и 14).
Таблица Основные полосы поглощения в ИК-спектрах ЛЦС и продуктов биоконверсии № пробы Исследованные Частота, см-1 Молекулярный образцы фрагмент Пшеничная солома - ОН асс.
1 С–Н С = О С = С аром.
Продукт - ОН асс.
2 биоконверсии С–Н пшеничной соломы 2340 СО микромицетом С = О С = С аром.
Aspergillus species BKMF-3101D Берёзовые опилки - ОН асс.
3 С–Н С = О С = С аром.
Продукт - ОН асс.
4 биоконверсии С–Н берёзовых опилок 2340 СО микромицетом С = О С = С аром.
Aspergillus niger 412 Берёзовые опилки, 3390 - ОН асс.
предобработанные С–Н С = С аром.
HCl Продукт - ОН асс.
6 биоконверсии С–Н берёзовых опилок, 1620 С = С аром.
предобработанных HCl микромицетом Aspergillus niger Берёзовые опилки, 3360 - ОН асс.
предобработанные С–Н С = С аром.
NaOH Продукт - ОН асс.
8 биоконверсии С–Н берёзовых опилок, СО предобработанных С = С аром.
NaOH микромицетом Aspergillus niger Смесь чистых опилок 3300 - ОН асс.
из конюшни С–Н С = О С = С аром.
Продукт - ОН асс.
10 биоконверсии смеси 2930 С–Н чистых опилок из 2340 СО конюшни С = О микромицетом С = С аром.
Aspergillus niger Отработанная -NH- асс., -ОН асс.
11 конская подстилка С–Н СО С = О С = С аром.
Продукт -NH- асс., -ОН асс.
12 биоконверсии С–Н отработанной СО конской подстилки С = О грибом С = С аром.
Aspergillus niger Смесь берёзовых -NH- асс., -ОН асс.
13 опилок с отходами С–Н конехозяйств СО С = О С = С аром.
Продукт -NH- асс., -ОН асс.
14 биоконверсии смеси 2910 С–Н берёзовых опилок с 2340 СО отходами С = С аром.
конехозяйств грибом Aspergillus niger После обработки опилок соляной кислотой (образцы 5, 6) в ИК-спектре исчезла полоса поглощения, отвечающая валентным колебаниям карбонильной группы в лигнине, за счёт происшедшего необратимого процесса:
+ С = О + Н+ С+ - ОН (карбониевый катион) После обработки опилок гидроксидом натрия (образцы 7, 8) также исчезла эта полоса поглощения. Отсутствие карбоксильных групп в образцах 7 и 8 согласуется с нашим мнением о полной нейтрализации этих групп в лигнине после щелочной обработки.
Поскольку ИК-спектры были сняты с проб, находящихся в твёрдой фазе, то полосы поглощения ассоциированных гидроксо- и имино-групп – широкие, размытые и достаточной интенсивности.
Анализ количественных соотношений интенсивностей полос в спектрах показывает, что во всех случаях в продуктах биоконверсии уменьшилось количество гидроксо-групп. Это произошло за счёт частичной конверсии микромицетами целлюлозы. Установлено, что существенные изменения произошли после обработки опилок пробы 13 и в продукте биоконверсии (проба 14). Уменьшилось число гидроксо-, СН- и карбонильных групп, однако количество групп С=С аром. увеличилось. Эти данные свидетельствуют о том, что предобработка ЛЦС отходами конехозяйств создала условия, при которых микромицет смог частично утилизировать лигнин.
Аналогичные изменения отмечены в образцах 9, 10, 11, 12.
В образце 11 по сравнению с образцами 9 и 10 резко уменьшилось количество групп С = С аром., а в образце 12 оно возросло примерно в 2,5 – 3 раза по сравнению с образцом 11.
Важно отметить, что самым доступным для микробиологической конверсии оказался образец 1 (конская подстилка – пшеничная солома);
степень утилизации по целлюлозе достигла примерно 70 % (определено методом Андеграффа), что соответствует изменениям соотношений содержания гидроксо- и СН-групп в ИК-спектрах.
На основании вышеизложенного можно заключить, что:
1. Метод ИК-спектроскопии позволяет оценить качественные и количественные изменения в субстрате и продукте биоконверсии. Результаты изменений количественных соотношений содержания целлюлозы соответствуют данным, полученным с использованием традиционного метода.
2. Предобработка ЛЦС естественными отходами коневодства позволяет значительно утилизировать целлюлозу и в меньшей степени лигнин, что создаёт благоприятные предпосылки для разработки экологически безопасных технологий утилизации ЛЦС.
3. Поскольку полосы поглощения ассоциированных имино-групп (из белков и аминокислот) накладываются на полосы поглощения ассоциированных гидроксо групп, то об их содержании судить нельзя, используя данный метод.
4. Действие слабых растворов щёлочи во многом аналогично воздействию естественных отходов коневодства, содержащих аммиак и амины.
3.4. Влияние окружающей среды на лошадей. Относительный характер адаптации лошадей к воздействиям окружающей среды 3.4.1. Воздействие абиотических экофакторов Стихийные бедствия (наводнения, пожары, землетрясения и т.п.) – очень опасные абиотические экологические факторы, воздействующие на лошадей, которые могут привести даже к их гибели.
Далее в диссертации приводится информация о реальных случаях гибели и заболевания лошадей в результате возникновения чрезвычайных ситуаций (пожаров, наводнений и др.).
3.4.2. Воздействие биотических экофакторов Влияние продуцентов и редуцентов Очень частая причина отравлений лошадей – потребление ими кормов, поражённых плесенями и другими микроскопическими грибами (микромицетами), продуцирующими ядовитые и экологически опасные вещества (микотоксины). Грибы, выделяющие токсины, поражают, прежде всего, хлебные злаки, кукурузу и арахис. Неправильное кормоприготовление и плохое хранение компонентов рациона благоприятствуют созданию условий для размножения грибов.
На основании полученных экспериментальных результатов исследований можно утверждать, что загрязнение кормов микотоксинами не должно вызывать выраженных симптомов отравления. Такие состояния спорадичны. Основным последствием этих отравлений у молодняка является снижение массы тела, у животных же старшего возраста – постепенное истощение организма.
Скармливание больших порций некоторых растительных кормов вызывает воспаления кожи. Причиной подобного заболевания могут служить токсические вещества, действующие раздражающе лишь при нахождении животного на солнце. Воспаление кожи появляется, например, при скармливании лошадям гречихи, клевера, люцерны, вики мохнатой или поедании зверобоя.
В случаях отравления лошадей ядовитыми растениями часто наблюдаются общие острые симптомы. Прежде всего, отмечается воспаление желудка и кишок с сопутствующими коликами. Затем появляется понос. Часто также констатируются воспаление почек и мочеточников, нарушения со стороны нервной системы и кровообращения, резкая аритмия. Затем в зависимости от вида, количества яда и времени течения заболевания могут появиться признаки расстройства нервной системы – неправильные походка и положение тела, дрожание мышц, конвульсии, паралич – вплоть до потери сознания и летального исхода (Пакулев Б.Н., Зачиняев Я.В.).
Следовательно, чрезвычайно важно закрыть доступ лошадей к местам, где произрастают ядовитые растения. Во избежание гниения и заплесневения корма его необходимо хранить в сухих помещениях.
Влияние консументов. Относительный характер приспособленности лошадей к воздействиям окружающей природной среды Из насекомых неблагоприятно воздействуют на лошадей оводы, комары, мухи, вши и др.
Гельминты также негативно влияют на организм животных (Муромцев А.Б., Зачиняев Я.В.).
Отдельно следует рассмотреть влияние животных на лошадей.
Внутривидовая борьба (лошадь лошадь) воплощает борьбу за лидерство (жеребец жеребец, кобыла кобыла). Есть много примеров, когда борьба за лидерство приводила к серьёзным травмам и даже гибели лошадей.
Межвидовая борьба (лошадь другой вид животных) представляет для лошадей бльшую опасность. Например, чрезвычайно опасны «контакты» лошадей с волками, медведями, рысью, тигром, барсом и другими крупными хищниками, а также с крысами и ядовитыми змеями.
Лошади относительно приспособлены к воздействиям окружающей среды (наличие копыт, зубов, хвоста, плотной шерсти, чуткого слуха, теплокровия и др.). Конечно, все приспособления (адаптации) часто помогают животным выжить в определённых условиях, но не гарантируют их от гибели.
3.5. Антропогенное влияние на лошадей.
Физико-химические методы исследования экотоксикантов В диссертации рассмотрено воздействие радиоактивных веществ, а также приведены практические рекомендации по защите работников конехозяйств и лошадей от поражения радоном (раздел 3.5.1.), воздействие различных экотоксикантов: солей азотной (нитратов) и азотистой (нитритов) кислот, азотных удобрений, пестицидов, диоксинов, противопаразитарных препаратов, соединений мышьяка, катионов тяжёлых металлов, бензойной кислоты и бензоатов, соединений фтора, угарного газа (раздел 3.5.2.).
Токсичные соединения, проникая в организм, могут или сразу приводить к резкому болезненному состоянию и падежу, или постепенно изнурять организм, повышая его восприимчивость к заболеваниям.
Проблема мониторинга экотоксикантов особенно остро встаёт при изучении взаимодействия последних с генетическим аппаратом клеток, в частности, при взаимодействии с нуклеиновыми кислотами – ДНК и РНК, ферментами репликации – ДНК полимеразами. Возникновение мутаций может приводить не только к летальным исходам, но и к выбраковке ценных производителей вследствие накопления в экстерьере лошадей нежелательных фенотипических признаков.
В диссертации приведены токсичные факторы, угрожающие здоровью лошадей.
Исследование содержания катионов свинца в органах лошадей За счёт широкого применения свинца во всех сферах деятельности содержание его в организме человека и животных за 5 тыс. лет увеличилось в 100 раз. В настоящее время практически все пищевые продукты, вода, другие объекты окружающей среды загрязнены свинцом.
При проведении исследований на животных (крысы) нами было установлено, что при парентеральном поступлении свинца в организм животного в первое время была обнаружена высокая концентрация его в почечной ткани, в сердечной мышце, в печени, мышцах, в костной ткани. Через 15 дней после однократного введения ацетата свинца (CH3COO)2Pb его высокое содержание обнаружено, прежде всего, в костях – 253 % /г дозы, в то время как в остальных тканях концентрация катионов свинца колебалась от 0,03 до 1,5 %/г дозы, хотя в почках некоторое время ещё оставалось достаточно высоким (1,4 %/г дозы). Можно сделать вывод, что свинец циркулирует частично в ионизированном состоянии. Также частично связан внутриклеточно. При этом в организме происходит обмен внутриклеточного и внеклеточного циркулирующего металла (свинца) по следующей схеме:
Выделение Свинец в крови Внеклеточный свинец Внутриклеточный свинец Выделение.
Нами было также проведено исследование распределения свинца в органах лошадей (павшие, забой). Животные содержались в стандартных условиях со свободным доступом к пище и воде. Для проведения исследования были взяты органы: почки, печень, рёбра (Таблица 7).
Исследование на содержание в органах свинца было проведено как с помощью метода атомно-эмиссионной спектроскопии с индукционной плазмой, так и методом атомно адсорбционной спектроскопии с электротермической атомизацией на спектрофотометре “5700 PC ZEEVAV”фирмы “Perkin Elmer” (U.S.A.). Ошибка количественных определений не превышала 5 %.
Таблица Содержание элементарного свинца в органах лошадей (мкг/г) Рёбра Почки Печень 18,36 5,05 0, 19,04 4,98 0, 17,98 4,71 0, 18,12 5,09 0, 20,31 4,77 0, 19,63 5,11 0, 17,47 5,02 0, 20,02 5,06 0, 19,09 4,92 0, 20,48 5,10 0, Из проведённых нами исследований было установлено, что костная ткань обладает большей, из всех остальных изученных нами органов (печень, почки), свинецудерживающей способностью. Это свойство обусловливает повышенное депонирование свинца в костях за счёт содержания в них большого количества кальция и фосфора, с которым свинец химически прочно связывается. Второе место по содержанию свинца в организме занимают почки и третье – печень, обладающая относительно небольшой депонирующей способностью и хорошими адсорбирующими свойствами, выделяя поглощённый свинец, минуя его циркуляцию в крови. Такое же соотношение содержания свинца наблюдается в органах молодых животных, что свидетельствует о том, что свинец, поступая в организм животного, распространяется по кровеносной системе по всем органам и тканям, попадая также и в молочную железу кобылы и через молоко поступает в организм жеребят, где также задерживается в основном в костной ткани.
В результате проведённых биологических испытаний можно привести основные токсикологические свойства катионов свинца.
Острое отравление свинцом, главным образом, воздействует на головной мозг (вызывает отёк мозга) и приводит к возникновению очаговых зон. Хроническое отравление влечёт за собой невротические травмы поведения, излишнюю двигательную активность (подвижность), раздражительность, повреждение периферийной нервной системы, малокровие и функциональное повреждение печени и почек, вплоть до необратимого.
Установлено, что присутствие катионов свинца в животном организме вызывает повышенное давление, резко снижает половую потенцию жеребцов, приводит к спонтанным абортам у кобыл, врождённым аномалиям. Под воздействием катионов свинца увеличивается заболеваемость и смертность животных и людей. Отравления лошадей соединениями свинца – одни из самых опасных.
Ртуть и экологическая безопасность сельскохозяйственных животных (лошадей) Отдельные растения обладают способностью накапливать значительное количество чрезвычайно опасного экотоксиканта – ртути. К их числу относятся клевер, полынь, вьюнок, подорожник, а также листья тополя и ивы, в которых содержание ртути колеблется в пределах 3 – 7 мг/кг.
На некоторых пастбищах отдельных регионов России и государств СНГ концентрация ртути в среднем укосе травостоя достигает 3,4 мг/кг сухой массы, что во много раз превышает ПДК и может представлять опасность для поедающих эти травы животных.
Важно отметить, что содержание ртути в растениях до известных пределов увеличивается с повышением её концентрации в почве.
Содержание ртути в экскрементах лошадей приведено в Таблице 8.
Таблица Содержание ртути в конском навозе (Определение Hg методом атомно-адсорбционной спектроскопии) Объект исследования На участках с повышенным На условно-контрольных содержанием ртути, мг/кг участках, мг/кг Конский навоз 3,145 0, То же 3,139 0, То же 3,141 0, То же 3,136 0, То же 3,140 0, То же 3, 144 0, То же 3, 132 0, То же 3,134 0, То же 3,142 0, То же 3,137 0, У наземных животных ртуть накапливается в почках, нервной ткани, лимфоузлах, стенках пищеварительного тракта (желудке, кишечнике).
Ртуть, поступающая с кормом, весьма плохо усваивается и в основной своей массе выделяется с экскрементами, которые в условиях исследуемых природных экосистем обогащены этим элементом в 35 – 40 раз больше, чем органы, и могут использоваться для индикации загрязнения пастбищ и левад ртутью (Таблица 8).
Таким образом, в качестве биоиндикаторов ртути могут быть использованы не только отдельные растения, но и экскременты сельскохозяйственных животных.
Применение N-тиоформил-N'-фенилгидразина в качестве аналитического реагента на висмут Мы предлагаем использовать N-тиоформил-N'-фенилгидразин (ТФФГ) в качестве аналитического реагента на катионы Bi3+ (в частности, в биоматериалах).
ТФФГ: Ph – NH – NH – CH = S Ph – NH – N = CH – SH был нами синтезирован и впервые исследован в качестве хелатообразующего реагента с катионами Bi3+.
Методика синтеза ТФФГ приведена в Экспериментальной части.
Исследованиями установлено:
1. Молярное соотношение ТФФГ и Bi (III) в комплексе.
2. Оптимальное значение водородного показателя рН.
3. Параллельно получены соответствующие экспериментальные результаты для реагента Висмутол I.
Изменением отношений объёмов раствора реагента к раствору Bi (III) был получен график (Рис. 1), определяющий, что мольное отношение экстракционных реагентов к Bi (III) в комплексах составляет 3 : 1.
В Таблице 9 приведена зависимость комплексообразования от рН раствора.
Таблица Зависимость комплексообразования от рН раствора рН 1 2 3 Поглощение, ТФФГ Bi.
0,12 0,23 0,31 0, ВисмутолI Bi 0,.
D 0,38 0,55 0, Рис. 1. Зависимость комплексообразования от отношения объёмов органической и водной фаз (ОФ/ВФ): 1 – ТФФГ, 2 – Висмутол I.
С целью установления зависимости экстракции Bi (III) органическими реагентами ТФФГ и Висмутолом I от рН водного раствора Bi (III) нами проведено исследование раствора Bi (III) при рН от 1 до 4. Величину рН регулировали добавлением HNO3 (хч). Отношение объёмов органической и водной фаз 10.
Из Таблицы 9 следует, что оптимуму в обоих случаях соответствует рН = 3.
Таким образом, согласно полученным данным, N-тиоформил-N'-фенилгидразин может быть использован в качестве экстрагирующего реагента при фотометрическом определении висмута, в том числе и в биоматериалах.
Поражение соединениями фтора Загрязнение окружающей среды сверхдопустимыми количествами фторсодержащих соединений ведёт к связыванию в организме лошадей фтором кальция, то есть нарушению минерального обмена – главным образом, в костях и зубах (неравномерное стирание и появление на них коричневых пятен). При этом часть фтора (в виде фторид аниона) содержится в крови и моче поражённых лошадей.
Соединения фтора (фтороводород HF и фторид кремния (IV) SiF4) негативно воздействуют на продуценты. Они являются продуктами выбросов в атмосферу алюминиевых заводов и комбинатов. Фтор может накапливаться в растениях при самом незначительном содержании в воздухе в результате дыхания и на поверхности листьев, при этом отрицательный экологический эффект сказывается при поедании таких растений животными.
Проведённые нами в 1990 г. контрольные испытания биологических материалов лошадей (кровь, пот, моча) Государственного племенного конного завода «Звёздочка» (Лужский район, Ленинградская область) показали отрицательную реакцию на содержание фторид-анионов.
Олигомеры оксида гексафторпропена (перфторированные фторангидриды) описываются общей формулой:
RF – CF2 – O – CF (CF3) – C = O, F где: RF = CF3 – CF2 – CF2 – O – CF (CF3)- тример оксида гексафторпропена;
RF = CF3 – CF2- димер оксида гексафторпропена.
При исследовании токсичности данных веществ в качестве основного был выбран ингаляционный путь воздействия. Также применялись внутрижелудочный и внутрибрюшинный пути введения веществ.
Нами установлено, что фторангидрид-димер является умеренно токсичным, а фторангидрид-тример – высокотоксичным. Их среднесмертельные концентрации (LC50) для белых мышей составили, соответственно, 12 и 2 мг/л.
Фторорганические вещества обладают сильным раздражающим действием на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Кроме того, они оказывают выраженное местное действие на неповреждённые кожные покровы, проявляющееся изъязвлением и некротическими изменениями.
Клиническая картина острого отравления характеризовалась явлениями раздражения дыхательных путей и глаз, двигательным возбуждением, изменением частоты дыхания, появлением одышки.
Проведённые нами токсикологические исследования позволили установить класс токсичности и опасности данных фторорганических веществ (3-й для фторангидрида-димера и 2-й для фторангидрида-тримера).
Методика определения фторид-анионов в биоматериалах приведена в Экспериментальной части.
Поражение угарным газом Угарный газ (оксид углерода (II), ангидрид муравьиной кислоты, СО) очень ядовит и особенно опасен тем, что не имеет запаха;
поэтому отравление им может произойти незаметно. Ядовитое действие угарного газа, известное под названием угара, объясняется тем, что СО легко соединяется с гемоглобином крови и делает его неспособным переносить кислород от лёгких к тканям. При вдыхании свежего воздуха образовавшееся соединение (карбоксигемоглобин) постепенно разрушается, и гемоглобин восстанавливает способность поглощать кислород. Угарный газ одинаково опасен как для человека, так и для животных.
При поражении угарным газом возможно смертельное отравление.
Определение содержания оксида углерода (II) в воздухе рабочей зоны (помещений конехозяйств) методом проявительной (элюентной) газо-адсорбционной хроматографии В целях контроля за содержанием угарного газа в воздухе рабочей зоны мы разработали универсальный газохроматографический метод определения этого экотоксиканта.
Оксид углерода (II) образуется при проведении многих технологических процессов.
Угарный газ может образоваться при отоплении углём помещений конехозяйств. Этот токсичный газ всегда образуется при неполном сгорании твёрдого топлива.
Контроль за содержанием угарного газа надёжно может быть осуществлён на лабораторном хроматографе «Газохром 3101» с применением комбинированного детектора по теплопроводности (катарометра).
Нами установлено, что оптимальными условиями проведения анализа являются: газ носитель – воздух (специфика устройства данного прибора;
подача от микрокомпрессора хроматографа), расход газа-носителя – 80 мл/мин., колонка насадочная из «Фторопласта 4Д» длиной 2,5 м и внутренним диаметром 3,5 мм, сорбент – активированный уголь марки «АГ 3» с размером зёрен от 0,5 до 0,8 мм, изотермический режим колонки и детектора (27оС), сила тока ячейки 180 мА, загрубление выходного сигнала 1:1, скорость движения диаграммной ленты 600 мм/час.
В этих условиях время удерживания оксида углерода (II) составляет 1 мин. 30 сек.
Количественный анализ проводят методом абсолютной калибровки по чистому оксиду углерода (II), при этом ошибка определения не превышает 5 %. Минимально определяемая концентрация СО в воздухе 2,5 мг/м3. Обнаружен отклик детектора на введённые дозы 0, мкл СО и более. Продолжительность анализа – 5-8 мин.
Чистый оксид углерода (II) (эталон) мы получали разложением муравьиной кислоты концентрированной серной кислотой, предварительно нагретой до температуры 100 – 120 оС:
, конц. H2SO CO + H2O HCOOH муравьиная кислота Качественная очистка и осушка полученного таким образом оксида углерода (II) достигаются за счёт его пропускания через последовательно соединённые склянки с 37 % ным водным раствором гидроксида калия, аскаритом и индикаторным силикагелем.
В диссертации приведена методика определения содержания угарного газа в воздухе рабочей зоны.
1. На всасывающий штуцер компрессора присоединяют отводной шланг, который выносят за пределы производственного помещения с целью исключения забора воздуха из окружающей среды, в которой могут содержаться следы оксида углерода (II).
2. Вводят дозу (5 мл) анализируемого воздуха в колонку хроматографа газовым дозатором (шприц вместимостью 5 мл типа «Рекорд»).
3. Измеряют высоту (площадь) пика СО в мм (мм2) и по калибровочному графику (в координатах h (S) пика, мм (мм2) - V чистого СО, мкл) определяют V (CO) в мкл, содержащегося в 5 мл анализируемого воздуха.
4. Содержание СО в мг/м3 (С) рассчитывают по формуле:
С (СО) = 250. V (CO) (I) 5. Операции повторяют ещё 4 раза и полученные значения С (СО) усредняют (Сср).
6. Зная ПДК (СО) в воздухе рабочей зоны (20 мг/м3), рассчитывают коэффициент превышения ПДК (СО) (Х) по формуле:
Х = Сср/20 (II) Ниже в Таблице 10 приведены результаты определения оксида углерода (II) в воздухе деревянной конюшни школы верховой езды (ШВЕ) г. Сестрорецка (ПКиО «Дубки», 1995 г.).
Таблица Содержание оксида углерода (II) в воздухе деревянной конюшни ШВЕ г. Сестрорецка V (CO), мкл* C (CO), мг/м3 Сср, мг/м3 Х 0,03 7, 0,02 5, 6,500 0, 0,03 7, 0,03 7, 0,02 5, _ Естественное колебание содержания угарного газа в воздухе конюшни.
* Статистически обработанные результаты определения оксида углерода (II) (при n = 5, P = 0,95) следующие (Таблица 11):
Таблица Статистически обработанные результаты определения оксида углерода (II) (при n = 5, P = 0,95) Сср, мг/м3 Cср ± (t.S / n) S 6,50 1,37 6,50 ± 1, Предлагаемая нами методика позволяет надёжно контролировать содержание образующегося оксида углерода (II) в воздухе помещений конехозяйств.
3.5.3. Исследование экологической чистоты кормов, воды и кобыльего молока Интенсивное применение минеральных и органических удобрений, а также пестицидов, привело к значительному загрязнению окружающей природной среды. В последние годы содержание нитратов и других экотоксикантов в сене, сенаже, силосе и травяной муке превышает ПДК.
Нами произведены серии лабораторных опытов и производственных анализов. Для исследования были взяты пробы зелёных и консервированных кормов и воды в хозяйствах Черняховского и Неманского районов Калининградской области РФ.
Качество объектов определяли по содержанию питательных веществ, минеральному составу, наличию нитратов, остаточных пестицидов и тяжёлых металлов.
Проведены также исследования эпифитной микрофлоры. Оценка относительной биологической ценности кормов определялась содержанием в них нитратов при внесении различных доз минеральных удобрений.
Микробиологический анализ образцов кормов осуществляли по стандартной методике.
Проведена серия лабораторных опытов по исследованию химического состава силосов из растений, выращенных при различных уровнях макро- и микроминерального питания.
Пестицидов фосфорорганического, хлорорганического ряда (метафос, рогор, 2,4 Д) в образцах кормов не обнаружено. Содержание тяжёлых металлов в кормах и воде не превышало ПДК.
В молоке кобыл Калининградского конного завода (пос. Маёвка, Черняховский район, Калининградской области) токсичные катионы тяжёлых металлов (Cu2+, Ni2+, Cr3+, Pb2+ и Zn2+) не обнаружены. Минеральный состав проб кобыльего молока соответствовал стандарту.
В Таблице 12 приведены усреднённые данные по содержанию обнаруженных металлов в пробах кобыльего молока (пос. Маёвка, 2003 г.).
Таблица Содержание металлов в пробах кобыльего молока Обнаруженные металлы Содержание, мг Ме/кг кобыльего молока K Na Ca Mg Mn 0, Fe 0, Следовательно, этот продукт отвечает высоким медико-биологическим требованиям и санитарным нормам качества.
Произведённый химический анализ силоса и зелёной массы показал, что различные применяемые дозы азотных удобрений не оказали существенного влияния на содержание сухого вещества в кормах.
Применение медного купороса CuSO4. 5H2O:
• на фоне без удобрений повысило количество сырого протеина на 20 %;
• на фоне N90P120K120……………………………………………… на 5,8 %;
• на фоне N150P120K120……………………………………………... на 7,1 %.
Уровень нитратов в образцах силоса во всех вариантах опыта был ниже ПДК. При этом определено повышение (на 33,4 – 87,1 %) этого показателя в кормах, выращенных на фоне различных макроудобрений в комплексе с медным купоросом. Использование на этих фонах тройной смеси микроудобрений, наоборот, способствовало снижению этого показателя на 4,1 – 9,8 %.
Содержание микроэлементов в силосах, в зависимости от фона микроудобрений, изменялось незначительно. Уровень меди увеличился во всех вариантах опыта в пределах – 20 % по сравнению с контролем. Содержание цинка на фоне различных макроудобрений повысилось при внесении медного купороса на 7,9 – 11,3 %, смеси медного купороса и борной кислоты H3BO3 (1:1 масс.) - на 3,0 – 12,2 % и тройной смеси – на 7,5 – 15,3 % по сравнению с контролем. В готовых силосах наблюдалось увеличение уровня железа, соответственно, на 1,0 – 64,5 %, 4,4 – 83,3 % и 40,7 – 91,8 %.
Применение минеральных удобрений в дозах N90P120K120 и N150P120K120 при выращивании растительных культур способствовало повышению количества сырого протеина в силосах на 16,9 – 30,8 %;
в комплексе с медным купоросом – 4,1 – 18,5 %;
в комплексе со смесью: медный купорос с борной кислотой – 11,9 – 16,6 % и в комплексе с тройной смесью – 8,8 – 14,7 % по сравнению с аналогичными вариантами опыта без удобрений. Действие микроудобрений было более эффективным в кормах, выращенных без минеральных удобрений.
В результате применения ядохимикатов и минеральных удобрений на поверхности растений наблюдается увеличение количества вредной резистентной микрофлоры и снижение молочнокислых бактерий. В варианте без удобрения и без орошения общее количество бактерий составило 700.106, молочнокислых бактерий – 600.106 и маслянокислых бактерий – 1,0.103.
В вариантах с двумя режимами полива и внесением удобрений количество молочнокислых бактерий снижается ещё на 20 – 30 %, а маслянокислых, наоборот, повышается на три порядка.
3.5.4. Детоксиканты при отравлениях токсическими агентами лошадей D-Глюкуроновая кислота как детоксикант Мы предлагаем использовать D-глюкуроновую кислоту в качестве детоксиканта при отравлениях лошадей различными токсическими агентами.
D-Глюкуроновая кислота – биологически высокоактивное соединение, метаболит углеводного обмена животных и человека, участвующий в реализации важнейшей защитной функции животных организмов, в том числе и лошадей – обезвреживании и выделении токсичных веществ.
Нами установлено, что в виде гликозидов этой кислоты из животных организмов выделяются спирты, фенолы, продукты превращения некоторых гормонов и другие экотоксиканты.
D-Глюкуроновая кислота (,-формы) D-Глюкуроновая кислота может найти применение в качестве детоксиканта при отравлениях токсическими агентами, в том числе при лечении медикаментозных отравлений;
для лечения различных заболеваний печени, требующих восстановления её функций;
в качестве противовоспалительного средства;
для профилактики и лечения кожных заболеваний и в качестве общестимулирующего и общетонизирующего средства.
Активированный уголь – средство устранения интоксикации лошадей Одним из негативных последствий многолетней интенсификации сельского хозяйства на фоне нерационального использования химических средств защиты является проблема интоксикации сельскохозяйственных животных и, в частности, лошадей, получающих загрязнённые корма. Эта проблема в последнее время приобрела хронический характер.