Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ВОСПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ КОРОВ

Изобретение относится к животноводству и направлено на повышение воспроизводительной способности коров.

Ежегодно в мире производят десятки тысяч новых химических соединений, которые контактируют с живыми организмами, вторгаясь в их обменные процессы. Так, например, тяжелые металлы занимают второе место (после пестицидов) среди главных загрязнителей среды обитания. Их концентрации в биосфере в 30-60 раз превышают фоновый уровень [1]. Длительное воздействие на организм вредных химических веществ даже в предельно допустимых концентрациях, проникновение их во внутреннюю среду приводит к нарушению адаптационных, барьерно-детоксикационных и выделительных систем, что сопровождается накоплением токсических соединений в органах и тканях, а это значительно повышает риск развития нарушений нормальных биохимических процессов и биологических основ жизнедеятельности.

Особенно токсичными среди тяжелых металлов считается свинец и кадмий. Доказано, что длительный контакт во время беременности с вредными химическими веществами, даже подпороговых значений, приводит к повреждению фетоплацентарного комплекса и внутриутробно формируются дизадаптивные процессы, которые в дальнейшем реализуются в патологические состояния, напрямую связанные с нарушениями в минеральном обмене [2].

Установлен факт проникновения свинца через плаценту и накопление его в костях, сердце, печени, почках и легких плода, что обеспечивает высокий риск уже внутриутробного поражения органов и в дальнейшем риск развития заболеваний [3].

Исследование различных биосубстратов, взятых у плодов во время беременности по случаю врожденной патологии или мертворождения, свидетельствует, что в организме матери и плода обнаружены различные ксенобиотики, в том числе высокие концентрации токсичных металлов. Это создает прямой риск популяционного нарушения репродуктивного здоровья и угрозу перинатальных потерь [4].

Анализ современных литературных источников показал, что при развитии эффективных методов лечения в токсикологии и акушерстве использование сорбентов для снижения токсической нагрузки на организм и репродуктивную функцию маточного поголовья крупного рогатого скота является чрезвычайно актуальным.

Известен способ повышения воспроизводительных способностей крупного рогатого скота с использованием сапропеля в качестве стимулятора репродуктивной функции коров. Сапропель вводился в рацион коров в количестве 3% от массы сухого вещества в течение всей лактации. Содержащиеся в сапропелях минеральные и биологически активные вещества обусловливали активизацию физиологических процессов в организме животных, способствовали более полному усвоению питательных веществ основного рациона. Включение в рационы скота сапропелевых кормовых добавок позволяло совершенствовать деятельность систем кроветворения и кровеобращения, желудка, вследствие чего снижалась заболеваемость, повышается устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды. Сапропель оказывает стимулирующее действие на половую систему коров, при этом повышается крупноплодность, многоплодность, сохранность молодняка.

Известен способ повышения воспроизводительных способностей крупного рогатого скота с использованием сапропеля в качестве стимулятора репродуктивной функции коров. Сапропель вводился в рацион коров в количестве 3% от массы сухого вещества в течении всей лактации [5].

Животные, получающие в рационе сапропель, отличались хорошим аппетитом, большой упитанностью, что привело как к увеличению выхода мясной и молочной продукции на единицу корма, так и к улучшению воспроизводительной функции коров.

Однако недостатком скармливания сапропеля в течение длительного времени без перерыва является нарушение процессов рубцового пищеварения, выражающееся в повышении рН химуса, смещении бродильных процессов в сторону образования масляной кислоты, ухудшении условий существования микрофлоры и уменьшении синтеза микробного белка.

Исследованиями ряда ученых установлено, что введение в рацион животных сапропеля в количестве 0,8-1 кг на голову в сутки в течение сухостойного периода и периода раздоя стимулирует более раннее половое созревание и проявление половой охоты, повышает плодовитость, крупноплодность. Сапропель способствует увеличению первичных и находящихся в различной стадии созревания фолликулов в яичниках коров благодаря наличию в нем гормоноподобных веществ, оказывающих влияние на половую функцию животных. Авторы утверждают, что в натуральном сапропеле содержатся в основном эстрагенные гормоноподобные вещества и гонадотрофные гормоны [6-8].

Известен способ повышения воспроизводительных способностей крупного рогатого скота с использованием в качестве стимулятора сапропеля в количестве 1,5 кг на голову в сутки, постепенно увеличивая дозировку до 3 кг. Недостатком этого способа является ухудшение поедаемости кормов за счет единоразовой дачи большого количества сапропеля. При этом значительная часть сапропеля и сочных кормов остается в кормушке несъеденной. Животное недополучает необходимое количество питательных веществ и энергии, что влечет за собой сбой в энергетическом, белковом, углеводном и минеральном обмене веществ [9].

Для реализации предлагаемого способа был проведен эксперимент на базе ООО «Агрофирма Промышленная» Оренбургского района Оренбургской области на микропопуляции коров черно-пестрой породы (n=40). Возраст коров - 3-5 лет. Живая масса - 485±22,3 кг. Молочная продуктивность за период лактации (305 суток) - 6345±19,8 литров. Отбор животных для исследований осуществлялся в два этапа. На первом этапе, на основании анализа журналов случек и осеменения коров за три последних года предшествующих эксперименту были отобраны особи (n=63) с низкими воспроизводительными качествами. Животные оценивались по продолжительности межотельного периода, сервис периода, количеству доз затрачиваемых на одно плодотворное осеменение, выходу телят и т.д.

Критерием для отбора животных на втором этапе послужило выявленное превышение нормы по концентрации свинца и кадмия в шерсти. Как выяснилось среди микропопуляции коров с низкими воспроизводительными качествами, выявленных в ходе реализации первого этапа отбора 40 голов (63,5%) характеризовались превышением допустимой концентрации свинца и кадмия в шерсти. Исходя из уровня концентрации этих элементов в шерсти по методу пар-аналогов животные были разделены на две группы: контрольная (n=20) и опытная (n=20). Различие заключалось в том, что особи опытной группы в составе рациона получали сорбент тяжелых металлов и радионуклидов «Бифеж» в дозе 45 г на 1 голову в сутки в течении 60 суток перед началом случной компании. Животные контрольной группы получали основной рацион без добавок.

Сорбент тяжелых металлов и радионуклидов «Бифеж», представляет собой целлюлозно-неорганическую композицию, получаемую путем осаждения ферроцианидов железа-калия на целлюлозном носителе [10].

Рацион кормления подопытных животных в двухмесячный период предшествующий отбору образцов шерсти состоял из травы злакового разнотравья (тимофеевка луговая, овсяница луговая, костер безостый) и концентрированных кормов (ячмень, пшеница). В потребляемом суточном рационе коров содержалось Са - 111,2 г, Р - 79,8 г, Mg - 24,3 г, K - 110,7 г, S - 34,4 г, Fe - 1371,8 мг, Cu - 150,1 мг, Zn - 1055,4 мг, Со - 11,2 мг, Mn - 1021,8 мг, I - 13,8 мг, Pb - 14,14 мг, Cd - 0,796 мг. Телочек - Са - 13,7 г, Р - 9,2 г, S - 5,0 г, Fe - 112,4 мг, Cu - 17,1 мг, Zn - 59,2 мг, Mn - 87,4 мг, Со - 1,1 мг, I - 0,6 мг.

Отбор проб шерсти производился по существующей методике [11] в начале и конце эксперимента.

Элементный состав биосубстратов исследовали по 6 химическим элементам (Са, Cu, Zn, Se, Cd, Pb), методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (АЭС-ИСП и МС-ИСП) в испытательной лаборатории АНО «Центр биотической медицины», г. Москва (Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017 - 05.04.06). Озоление биосубстратов проводили с использованием микроволновой системы разложения MD-2000 (США). Оценка содержания элементов в полученной золе осуществлялась с использованием масс-спектрометра Elan 9000 (Perkin Elmer, США) и атомно-эмиссионного спектрометра Optima 2000 V (Perkin Elmer, США). Выбор данных элементов обусловлен высокой степенью их влияния на воспроизводительную способность организма животных [12-14].

Значения величин концентрации химических элементов шерсти животных, полученные в ходе эксперимента сравнивали с центильными интервалами, принятыми за норму (25-75 центиль), полученными ранее при проведении видовых исследований [15].

Для проверки гипотезы о нормальности распределения других количественных признаков применяли критерий Шапиро-Уилка. При вычислении средних значений и в качестве меры центральной тенденции использовали медиану (Me). Закон распределения исследуемых числовых показателей отличался от нормального, поэтому достоверность различий проверяли при помощи U-критерия Манна-Уитни. Во всех процедурах статистического анализа рассчитывали достигнутый уровень значимости (р), при этом критический уровень значимости в данном исследовании принимался меньшим или равным 0,05. Для обработки данных использовали пакет прикладных программ Statistica 10.0 («Stat Soft Inc.», США).

Результаты анализа шерсти при постановке на опыт показали наличие отклонений выше установленной нормы средних значений концентрации свинца (в 3,3 раза) и кадмия (на 47,4%). Учитывая наличие антагонистических связей между перечисленными элементами и некоторыми эссенциальными и макроэлементами характерной особенностью отмеченных животных являлось пониженная относительно нормы концентрация кальция - на 7,2%; меди - на 11,4; селена - на 10,4 и цинка - на 5%.

К концу экспериментального кормления установлено, что введение в рацион опытных животных сорбента тяжелых металлов и радионуклидов «Бифеж» в дозе 45 г на 1 голову в сутки в течение 60 суток, предшествующих осеменению, позволило снизить, по отношению к моменту постановки на опыт, обменный пул свинца в 3,6 раза, кадмия - на 56,1%. При этом средние значения концентраций кальция повысились на 26,1%, меди - на 27,9; селена - на 57,3 и цинка - на 13,6% и для 97% животных опытной группы вошли пределы допустимых значений (табл. 1).

Изменения в шерсти животных контрольной группы были статистически недостоверны и характеризовались как гипоэлементоз (табл. 2), что негативно повлияло на их репродуктивную функцию, о чем свидетельствуют результаты оценки их воспроизводительной способности. Так, оплодотворяемость коров контрольной группы была ниже относительно аналогичного показателя для коров из опытной на 20%, межотельный период при этом у них был выше на 10,9%; сервис-период - на 21,5%, по выходу телят опытная группа опережала контроль на 25% (табл. 3).

Вышеизложенные результаты исследований позволяют заключить, что применение сорбента тяжелых металлов и радионуклидов «Бифеж», понижающего уровень обменной концентрации свинца и кадмия в 60-тидневный период, предшествующий осеменению (случной компании), способствует нормализации минерального обмена в организме и повышает воспроизводительную способность продуктивных коров.

Таким образом, на основании проведенных нами исследований предложен способ повышения воспроизводительной способности коров на основе введения в течение 60 суток сорбента тяжелых металлов и радионуклидов «Бифеж» в дозе 45 г на 1 голову в сутки. Заявленный способ соответствует условию патентоспособности изобретения «новизна». Анализ других способов в данной области не выявил в них признаки, сходные с заявленным решением, что позволяет сделать вывод о соответствии условию «изобретательский уровень». Изобретение является применимым, так как оно может использоваться в животноводстве при повышении воспроизводительной способности коров.

Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (проект №14-16-00060 П). от 25.4.17 г.

Литература

1. Сает Ю.Е. Геохимия окружающей среды геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин. - М.: Недра, 1990. - 335 с.

2. Лодягина Н.С. Связь содержания тяжелых металлов в биосредах беременных женщин и исходов беременности в Санкт-Петербурге / Н.С. Лодягина, Г.А. Ливанов, А.М. Малов // Микроэлементы в медицине. - 2008. - №9. - С.58.

3. Артемьева Е.К. Концентрация микроэлементов в системе «мать-плацента-плод» на территориях с различным уровнем антропогенной нагрузки / Е.К. Артемьева, Н.П. Сетко, В.Б. Сапрыкин // Микроэлементы в медицине. - 2004. - №5. - С. 1-3.

4. Зайцева Н.В. Влияние экологических факторов на формирование перинатальных потерь на промышленно развитых территориях (на примере г. Березники) / Н.В. Зайцева, В.Б. Алексеев, Д.А. Кирьянов // Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека: тезисы докл. 1-й Всерос. научн. конф. с междунар. участ. - Новосибирск, 2002. - С. 78-80.

5. Пестис В.К. Использование озерных сапропелей в качестве наполнителя премиксов для крупного рогатого скота: сборник научных трудов / В.К. Пестис, В.А. Ревяко, В.Ф. Ковалевский // Сельское хозяйство - проблемы и перспективы: Сб. науч. тр. / Учреждение образования Гродненский государственный аграрный университет. - Гродно, 2004. - Т. 3, 4.4: Зоотехнические науки. - С. 4-7.

6. Евдокимова Г.А. Сапропелевые кормовые добавки источник повышения продуктивности животноводства / Г.А. Евдокимова, М.З. Лопотко, С.К. Дубинин // Торфяная промышленность. - 1984. - №3. - С. 21-23.

7. Елисеев А.Н. Сапропель озера Арамашковское и его влияние при скармливании на половую функцию коров, рост и развитие телят: Автореф. дис. … канд. с-х. наук. - Свердловск. - 1968. - 20 с.

8. Солдатенков П.Ф. Действие сапропелей на физиологические процессы в животном организме // Тр. Свердловского с.-х. института. - 1962. - Вып. 10. - С. 249-260.

9. Быкова О.А., Галимов А.З. Способ повышения воспроизводительных способностей коров: пат. 0002583630 Рос. Федерация; опубл. 27.07.2016 г.

10. [Электронный ресурс]. URL http://www.eksorb.com/publishing/sorbenty-dlya-polucheniya-ekologicheski-chistoy-produktsii/ (дата обращения 04.09.2017).

11. Miroshnikov S. Method of sampling beef cattle hair for assessment of elemental profile / Miroshnikov S., Kharlamov A., Zavyalov O., Frolov A., Duskaev G., Bo-lodurina I., Arapova O. // Pakistan Journal of Nutrition. 2015. T. 14. №9. C. 632-636.

12. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология/ А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова. - М.: Медицины, 1991. - 496

13. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М.: МИР, 2004. 272 с.

14. Георгиевский В.И. Физиология сельскохозяйственных животных. - М.: Агропромиздат, 1990. - 511 с.

15. Центильные величины состава шерсти и выявление элементозов крупного рогатого скота Мирошников С.А., Дускаев Г.К., Завьялов О.А., Фролов А.Н., Харламов А.В., Курилкина М.Я., Ушаков А.С. Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2017. №2. С. 59-62.