Дослідження вмісту ессенціальних мінеральних елементів у кормах раціонів дійних корів на фоні підвищеної концентрації в рослинах токсичних металів Cd та Pb
Анотація
Неконтрольоване надходження у довкілля забруднюючих речовин — важких металів, створює перешкоди для виробництва екологічно безпечного, біологічно повноцінного коровʼячого молока. Акумуляція полютантів у грунті зменшує надходження в рослини ессенціальних мінеральних елементів, необхідних для забезпечення повноцінної годівлі тварин. У таких екологічних ситуаціях важливе значення має аналіз кормів раціонів на вміст ессенціальних і неессенціальних мінеральних елементів. У чотирьох дослідних господарствах, які спеціалізуються на виробництві коровʼячого молока, агроекосистеми розміщені навколо промислового центру і поблизу екологічно несприятливих обʼєктів – автошляхи, підприємства з видобутку (переробки) газоконденсату тощо, відібрано зразки кормів, що входили до основного раціону. Методом атомно-адсорбційної спектрофотометрії проведено аналіз їх на вміст мінеральних елементів. Статистична обробка даних —STATISTICA версії 10.0. У кормах встановлено перевищення допустимої норми по кадмію у середньому в 2,1-3,2 рази, свинцю – 2,4-5,7 рази, міді – 1,4-2,3 рази, цинку – 1,2-2,4 рази. У сіні злаково-бобовому концентрація кадмію, свинцю перевищувала норму у 3,2 і 5,7 рази відповідно. На цьому фоні встановлено дефіцит кальцію в кормах раціонів різних типів годівлі корів від 1,4 % до 47,5 %, фосфору – від 1,5 % до 62,3 %, магнію – від 2,7 % до 64,4 %, калію – від 0,8 % до 37,9 %, сірки – від 2,3 % до 48,8 %, серед мікроелементів, заліза – від 2,3 % до 48,8 %, кобальту – від 5,0 % до 80,0 %, йоду – від 4,0 % до 60,7 %. Причина дефіциту в рослинах (кормах) життєво важливих мінеральних елементів носить різний характер, що включає зміни рН грунту, але переважно – антагонізм між рухомими формами токсичних елементів та ессенціальними елементами. Для виробництва високоякісного молока необхідно здійснювати нормування токсичних металів у раціонах корів з різними типами годівлі, ліквідувати дефіцит мінералів за допомогою спеціально розроблених кормових добавок (мінерально-вітамінних преміксів), що дозволить забезпечити профілактику елементозів корів, які є проблемними в різних країнах світу. Майбутні дослідження спрямовані на моніторинг концентрації мінеральних елементів в кормах тварин, які утримуються в Лісостеповій і Степовій зоні та Донецькому регіоні України
Ключові слова
важкі метали, свинець, мікроелементи, макроелементи, кальцій, фосфор
[1] Bigalke, M., Ulrich, A., Rehmus, A., & Keller, A. (2017). Accumulation of cadmium and uranium in arable soils in Switzerland. Environmental Pollution, 221, 85-93. doi: 10.1016/j.envpol.2016.11.035.
[2] Borah, P., Singh, P., Rangan, L., Karak, T., & Mitra, S. (2018). Mobility, bioavailability and ecological risk assessment of cadmium and chromium in soils contaminated by paper mill wastes. Groundwater for Sustainable Development, 6, 189-199. doi: 10.1016/j.gsd.2018.01.002.
[3] Castro, P.H., Lilay, G.H., & Assunção, A.G.L. (2018). Chapter 1 — Regulation of micronutrient homeostasis and deficiency response in plants. In M.A. Hossain, T. Kamiya, D.J. Burritt, L.-S.P. Tran, & T. Fujiwara (Eds.), Plant micronutrient use efficiency (pp. 1‑15). doi: 10.1016/B978‑0–12‑812104‑7.00002‑2.
[4] Goff, J.P. (2018). Mineral absorption mechanisms, mineral interactions that affect acid-base and antioxidant status, and diet considerations to improve mineral status. Journal of Dairy Science, 101(4), 2763-2813. doi: 10.3168/jds.2017-13112.
[5] Kalashnikov, A.P., Kleimenov, N.I., & Bakanov, V.N. (1985). Norms and racing feeding of agricultural abdominal animals: Well-performance. Moscow: Agropromizat.
[6] Mandatory minimum list of studies of raw materials, products of animal and plant origin, feed materials, feed, vitamin preparations, etc., which should be conducted in state laboratories of veterinary medicine and the results of which are issued veterinary certificate (f‑2). (1998, November). Retrieved from https://zakon. rada.gov.ua/laws/show/z0761‑98#Text.
[7] Moreira, V.R., Zeringue, L.K., Williams, C.C., Leonardi, C., & McCormick, M.E. (2009). Influence of calcium and phosphorus feeding on markers of bone metabolism in transition cows. Journal of Dairy Science, 92(10), 5189-5198. doi: 10.3168/jds.2009-2289.
[8] Morina, F., & Küpper, H. (2020). Direct inhibition of photosynthesis by Cd dominates over inhibition caused by micronutrient deficiency in the Cd/Zn hyperaccumulator Arabidopsis halleri. Plant Physiology and Biochemistry, 155, 252-261. doi: 10.1016/j.plaphy.2020.07.018.
[9] Nicholson, F.A, Chambers, B.J, Williams, J.R., & Unwin, R.J. (1999). Heavy metal contents of livestock feeds and animal manures in England and Wales. Bioresource Technology, 70(1), 23-31. doi: 10.1016/S0960-8524(99)00017-6.
[10] Orynyk, B.I., Brovko, O.Z., Ohorodnik, H.M., Matviyiv, A.M., & Fedorchak, Yu.T. (2020). Assessment of soil acidity of Ternopil region. Collection of Scientific Works “Soil Protection” of the State Institution “Institute of Soil Protection”, 10, 52-56.
[11] Porto, R.G., Cruz-Neto, O., Tabarelli, M., Viana, B.F., Peres, C.A., & Lopes, A.V. (2021). Pollinator-dependent crops in Brazil yield nearly half of nutrients for humans and livestock. Global Food Security, 31, article number 100587. doi: 10.1016/j.gfs.2021.100587.
[12] Praice, W. (1972). Analitical atomic absortion spectrometry. London, New-York: Phein.
[13] Roche, J.R., & Satter, L.D. (2022). Feed supplements: Macrominerals. P.L.H. McSweeney, & J.P. McNamara (Eds.), Encyclopedia of dairy sciences (3rd ed.) (pp. 518-526). Academic Press. doi: 10.1016/B978‑0–12‑818766‑1.00149‑5.
[14] Schöne, F., Spörl, K., & Leiterer, M. (2017). Iodine in the feed of cows and in the milk with a view to the consumer’s iodine supply. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 39, 202-209. doi: 10.1016/j.jtemb.2016.10.004.
[15] Séboussi, R., Tremblay, G.F., Ouellet, V., Chouinard, P.Y., Chorfi, Y., Bélanger, G., & Charbonneau, É. (2016). Selenium-fertilized forage as a way to supplement lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 99(7), 5358-5369. doi: 10.3168/jds.2015-10758.
[16] Van Saun, R.J. (2022). Feed supplements: Microminerals and organic-chelated minerals. In P.L.H. McSweeney, & J.P. McNamara (Eds.), Encyclopedia of dairy sciences (3rd ed.) (pp. 527-539). Academic Press. doi: 10.1016/B978‑0–12‑818766‑1.00218‑X.
[17] Vyrliev, I. (1986). Estimation of uneven distribution of nitrogen fertilizers and its impact on yield. International Agricultural Journal, 4, 38-42.
[18] Xu, Y., Li, J., OUYang, Z., & Zhang, H. (2021). Implications of feed mineral reduction and enhancement for China’s feed standards. Resources, Conservation and Recycling, 168, article number 105342. doi: 10.1016/j.resconrec.2020.105342.
[19] Zhao, Q.-Y., Xu, S.-J., Zhang, W.-S., Zhang, Z., Yao, Z., Chen, X.-P., & Zou, C.-Q. (2020). Identifying key drivers for geospatial variation of grain micronutrient concentrations in major maize production regions of China. Environmental Pollution, 266(Pt 2), article number 115114. doi: 10.1016/j.envpol.2020.115114.