Реферат

молодняк крупного рогатого скота, гомогенат трутневого расплода, естественная резистентность, продуктивность, сохранность

Отчет включает 91 страницу, 22 рисунка, 20 таблиц, 51 литературный источник.

Объектами исследований являлись молодняк овец на откорме, молодняк крупного рогатого скота, баранина, телятина, кровь животных

Цель исследований:

Разработка и внедрение биостимулятора на основе гомогената трутневого расплода в практику органического животноводства с целью повышения естественной резистентности и продуктивности откормочного молодняка крупного рогатого скота

Задачи:

— разработать способ защиты гомогената трутневого расплода от избыточного распада рубцовой микрофлорой;

— создать новый биологически активный стимулирующий препарат на основе гомогената трутневого расплода для молодняка на откорме крупного рогатого скота;

— изучить влияние полученного защищенного препарата на мясную продуктивность и физиолого-биохимический статус откормочного молодняка КРС в производственных условиях ООО «Красная Горка» Колышлейского района Пензенской области;

— определить экономическую эффективность применения разработанного биостимулирующего препарата в практике животноводства;

— разработать технические условия на биостимулятор на основе трутневого расплода для молодняка крупного рогатого скота;

— разработать научно-практические рекомендации по применению биостимулирующего препарата для повышения продуктивных параметров откормочного молодняка крупного рогатого скота;

— подать заявку на патент на изобретение.

Разработан инновационный продукт, который позволил снизить себестоимость производства животноводческой продукции. Биостимулятор позволит повысить среднесуточные приросты откормочного молодняка на 12-14% и снизить себестоимость продукции на 5-7%. Животноводческим предприятиям мясного направлений будет рекомендована биостимулирующая кормовая добавка на основе трутневого расплода для повышения продуктивности животных.

Введение

В настоящее время одной из первоочередных задач, стоящих перед сельскохозяйственными работниками Российской Федерации, является увеличение производства высококачественной, конкурентоспособной продукции животноводства [].

Развитие крупного рогатого скотоводства мясного направления является одним из важнейших в системе взглядов долгосрочного социально-экономического развития России до 2020 года, которой предусмотрено к 2020 году увеличить производство мяса в 1,7 раза, молока — на 27%; что позволит обеспечить уровень душевого потребления мяса и молока в соответствии с рекомендуемой рациональной нормой (молока 360 кг, говядины 32-34 кг).

Обеспечение качественными и полноценными продуктами питания населения остается актуальной проблемой в мире/ В последние годы особый интерес вызывают функциональные и интерактивные материалы нового поколения, разработанные на основе природных компонентов, которые больше отвечают физиологическим потребностям живых организмов, лучше усваиваются ими и обеспечивают эффективную адресную доставку питательных вещества [].

Важной задачей науки является разработка, испытание, апробация биологически активных добавок, биогенных стимуляторов и выдача рекомендаций по применению безопасных для экологии препаратов, натуральных метаболитов, комплексных соединений, активно воздействующих на формирование продуктивных свойств животных. Эффект биологических стимуляторов обусловлен их регулирующим влиянием на интенсивность обменных процессов и усилением функционального состояния органов и систем [].

Большинство применяемых биопрепаратов не обладают энергетическими свойствами, но заметно стимулируют важные физиологические функции животных, что способствует увеличению продуктивности и повышению их общей сопротивляемости заболеваниям [].

Эффективное влияние биогенных стимуляторов на животных проявляется разнообразно (от коррекции иммунитета организма до гормональной и ферментативной систем молодняка сельскохозяйственных животных). Воздействуя положительно на организм при выращивании молодняка животных, они понижают кормовые затраты, уменьшают сроки выращивания, позволяют сохранить поголовье, что оказывает хорошее влияние на уровень рентабельности отрасли [].

В настоящее время в зооветеринарной практике для стимуляции откорма, проявляющейся в энергии роста и развития, повышению естественной резистентности и сохранности молодняка, результативности осеменения широко используются биологически активная яичная масса, стимулятор эмбриональный, комплексный иммунный модулятор, стимулятор из трутневого расплода пчел и стимулятор из взрослых трутней [].

Новые биологические препараты должны пройти широкую апробацию на различных видах животных, с целью выявления наиболее результативных вариантов дозы и кратности их применения. Поэтому данные исследования имеют большую актуальность.

1. Обзор литературы

1.1 Развитие мясного скотоводства

Крупный рогатый скот мясного направления продуктивности имеет рад преимуществ таких, как выносливость и неприхотливость к условиям жизни, хорошо адаптируются к разным условиям окружающей среды. Эта способность выработалась у них потому, что животные находились долгое время в неблагоприятных условиях кормления и содержания. Их организм выработал такие адаптивные способности, как накапливать при благоприятных условиях жизненно необходимые питательные вещества и расходовать их экономно в течение зимних периодов до пастбищного сезона. Крупный рогатый скот мясного направления также к началу зимних периодов обрастает волосяным покровом и консолидирует подкожные жировые отложения для того, чтобы выжить при неблагоприятных погодных условиях, связанных с морозами и ветрами, что позволяет сооружать экономически более выгодные облегчённые постройки для мясных пород крупного рогатого скота.

В связи с этим были приняты меры государственной поддержки и из средств федерального бюджета в рамках Госпрограммы выделены средства в размере 5,43 млрд. рублей в 2014 году, которые обеспечили дальнейшее развитие данной отрасли, стабильное увеличение поголовья специализированных мясных пород крупного рогатого скота и помесных животных. Поэтому в последние годы возникла острая необходимость в развитии мясного скотоводства, а также связанная с обеспечением производства говядины в продовольственной безопасности РФ.

Крупный рогатый скот всегда имел для отрасли сельского хозяйства России поистине многопрофильное значение, который давал такие важнейших продукты, как молоко, мясо и шкуры. В современных условиях под влиянием научно-технического прогресса стало экономически целесообразным разделение специализированных мясного и молочного скотоводства, как двух самостоятельных подотраслей животноводства [].

Скотоводство мясного направления продуктивности является специализированной подотраслью, которая производит высокого качества говядину и тяжелое кожевенное сырьё. Данная отрасль позволяет получать говядину от чистопородных и помесных (с молочными и комбинированными) животных специализированных мясных пород.

Говядина от этого скота специализированных мясных пород, обладает высокими кулинарными качествами за счёт вкусовых и питательными свойств. Это мясо является наиболее ценным продуктом в питании людей потому, что данному мясному скоту свойственен определённый обмен веществ, дающий мясную продуктивность высокого качества. Это связано с отложением сала в толще мышечной ткани, получившее название внутримускульное сало. Такое внутримускульное сало придаёт мясу «мраморный» вид, а по вкусовым качествам — высокую сочность и нежность. Все эти качества позволяют оценивать его высоко и пользуются большим спросом у покупателей [].Поэтому ключевым моментом в развитии мясного крупного рогатого скотоводства были приняты две отраслевые целевые программы по развитию молочного и мясного скотоводства в России на период 2009-2012 гг. Для этого есть все объективные возможности: обширные естественные кормовые угодья (сенокосы и пастбища) регионально адаптированные интенсивно-

пастбищными технологиями содержания животных; стартовое поголовье маточного стада мясного и молочного направления для создания специализированных мясных ферм племенного скота и, особенно, товарного.

Следует отметить, что от скота молочных пород, выращенного по интенсивной технологии, получают не менее тяжеловесную тушу. Однако сало этих животных откладывается с наружной поверхности туши в виде полива, а на внутренних частях туши — в виде крупных включений в толщу мышечной ткани. Такое сало, как правило, в процессе кулинарной обработки обрезают и удаляют.

Потребление мяса и мясопродуктов является одним из основных показателей качества жизни населения. В соответствии с научно обоснованными нормами рациона человеку необходимо 82 кг мяса в год. Из них — 39 % говядины; 34 % свинины; 5% баранины; 20% птицы; 2 % мяса прочих видов [].

Говядина является незаменимым продуктом питания для человека потому, что перевариваемость и усвояемость её ценных компонентов на 95% относят к диетическому продукту. При этом предпочитается говядина, получаемая от крупного рогатого скота мясного направления продуктивности потому, что считается самой вкусной и ценной продукцией [].

Важным условием успешного развития специализированного мясного скотоводства является формирование рынка высококачественной говядины (так называемого «мраморного» мяса) в свежем, то есть в незамороженном и не переработанном виде). Применяя разработанную под руководством академика РАСХН И.Ф. Горлова технологию производства «мраморной» говядины, рассчитанную на поголовье мясного скота в первую очередь отечественных пород, можно сделать вывод о том, что наилучший результат по формированию «мраморного» мяса был получен от бычков калмыцкой породы. Формирование «мраморности» в возрасте 17 месяцев у них завершено. У животных симментальской породы к 17-месячному возрасту «мраморность» мяса отсутствовала, однако, они характеризовались наилучшей развитостью мускулатуры. У бычков казахской белоголовой породы формирование «мраморности» продолжалось [].

В настоящее время в России осталось немного сельскохозяйственных предприятий, занимающихся разведением крупного рогатого скота мясных пород и помесных животных. В основном в нашей стране сельхозпредприятия отдают предпочтение развитию отрасли молочного скотоводства. Как мы уже отмечали выше, важной задачей аграрного сектора экономики является развитие отрасли мясного скотоводства на инновационной основе.

Инновационная стратегия развития мясного скотоводства включает несколько важных направлений: развитие племенной базы специализированных пород для получения достаточного поголовья высококлассных быков производителей и телок для чистопородных и товарных стад; создание товарных стад для получения молодняка, откорм которого дает высококачественную мясную продукцию; организация кормовой базы и кормления мясного скота; внедрение прогрессивной технологии по выращиванию и содержанию животных.

В программе на период 2013 — 2020 годы по развитию сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия, принятой на государственном уровне, необходимо решение следующих задач:

— для устранения дефицита и практики массовой закупки животных за границей необходимо повышение генетического потенциала отечественной племенной базы мясного скотоводства на основе создания в регионах сети племенных центров мирового уровня по выведению мясных пород скота;

— обновление существующих предприятий по откорму скота и создание в регионах сети откормочных площадок промышленного типа,

соответствующих требованиям времени, с постановочным числом скотомест не менее 5 млн. голов;

— внедрение новых ресурсосберегающих технологий производства говядины, переход на технологию ее глубокой переработки, повышение ассортимента расфасованных полуфабрикатов и так далее.

Инновационное развитие мясного скотоводства определяется прогрессивной технологией, включающей в первую очередь использование адаптированных к природным условиям специализированных мясных пород и их помесей. Вторым важным элементом в технологии мясного скотоводства является воспроизводство и выращивание телят на подсосе, а третьим — доращивание молодняка после отъема от матери и получение достаточного поголовья ремонтных телок. И последние — организация интенсивного откорма. Эти элементы и составляют единый производственный процесс, обеспечивающий использование генетического потенциала мясных животных и экономическую эффективность отрасли [].

В настоящее время наблюдается устойчивое устремление к росту численности поголовья мясного крупного рогатого скота, созданию новых крестьянских (фермерских) хозяйств, комплексов по откорму животных на основе интенсификации. Реализуется положительная сторона новых производственных отношений на основе частного предпринимательства. Увеличение производства мяса с целью удовлетворения потребности населения в этом продукте питания является важнейшей народнохозяйственной задачей. Основным фактором ее решения является научно-обоснованный подбор пород и технологий выращивания молодняка. [].

В основе улучшения качества говядины главная роль отводится породам крупного рогатого мясного скота, обладающим желательными убойными качествами в соотношении съедобных и несъедобных частей, определяющих коэффициент мясности в туше, лучшими показателями качества мяса, кулинарными достоинствами говядины (казахская белоголовая, калмыцкая, симментальская) [].

Основными задачами, стоящими сейчас перед мясным скотоводством, являются: внедрение низкозатратных технологий, решение множества вопросов, связанных с воспроизводством стада, создание культурных пастбищ, интенсивное использование высокопродуктивных быков-производителей/

В основе технологии производства говядины лежат биологические процессы, определяющие рост и развитие молодняка мясного скота. С начала зарождения и рождения живого организма происходит увеличение количества клеток, массы и размеров органов и тканей, их процесса возникновения различий между однородными клетками и последующей специализацией [].

На рост и развитие живого организма влияют многочисленные внутренние (генетические) и внешние (негенетические) факторы, проявляющиеся в пренатальный и постнатальный периоды развития организма [].

Так, в пренатальный период: — генотип, внутриматочное окружение, размеры и возраст матери, её кормление, многоплодие, окружающая температура.

В постнатальный подсосный период — генотип, вес при рождении, молочность матери, её возраст, возраст при отъёме, а в период после отъёма -помимо генотипа и пола, возраст при отъёме, кормление, климат, адаптация, содержание.

В технологии промышленного выращивания мясного скота изучение этих факторов имеет важное значение, связанное с разведением, содержанием и кормлением животных [].

В скотоводстве, специализирующемся на производстве мяса, первостепенное значение имеет выбор породы, приспособленной к конкретной природно-климатической зоне и экономическим условиям, а также пол, который влияет на химический состав мяса туши. [].

Кастрированные бычки и тёлки значительно отличаются от некастрированных по показателям мясной продуктивности и качеству мяса [].

Рост последних более интенсивный. В 15-18-месячном возрасте их живая масса на 10-12% и более превосходят кастратов, а телок — на 15-20%. Кроме этого мясо у некастрированных бычков получается более постное, а затраты кормов на прирост меньше. Длительно

сохраняя напряжённый рост бычков надо интенсивно кормить до более высокой упитанности в отличие от кастратов и телок, которые начинают раньше откладывать жир, снижая прирост мышечной ткани и оплату корма. Поэтому живую массу в конце откорма нужно планировать дифференцированно с учетом пола и породы животных (телки в возрасте 1820 месяцев, должны весить 360-420 кг в зависимости от породы, кастраты 400-480 кг, бычки 420-500 кг, а для крупных пород — симментальская, помеси с шароле и лимузинами — 550-600 кг). При этих весовых кондициях получаются туши с хорошими убойными и качественными показателями мяса [].

1.2 Основные аспекты развития мясного овцеводства в России

Овцеводство и продукция этой отрасли в России всегда были востребованы. Масштабное изучение состояния и перспектив вопросов овцеводческого направления, основная роль проверки которых возлагалась на надзорные подразделения сельскохозяйственного профиля по всей площади Российских губерний и изданные в конце восемнадцатого века, доводят до нас сведения, что овец романовской породы содержали, разводили и совершенствовали методом народной селекции в Ярославском уезде, изначально крестьянских хозяйствах, а затем, самых лучших особей уже разводили в своих хозяйствах помещики; овец же тонкорунных пород (мериносных) примерно в это же время начали разводить в сельхозпредприятиях нечерноземной зоны России, в таких губерниях как: Рязанская, Орловская, Тульская. В этих же областях и в этот же период некоторые владельцы поместий уже были заинтересованы в приобретении мясных пород овец, которые широко были распространены в Великобритании. По сельскохозяйственной переписи на начальный период 1913 года в Центральной нечерноземной зоне России (Рязанская, Тульская, Курская, Орловская, Тамбовская, Воронежская области) было сосредоточено достаточно высокое поголовье овец, исчисляемая 6945,4 тысячами. В основном эти животные были представлены аборигенными длиннотощехвостыми овцами, из которых в последствии сложились локальные породы, такие как, волошская, пырка, русская длиннотощехвостая, михновская и др. В этой связи цель и задачи овцеводческой отрасли главным образом состояли в том, чтобы как можно полнее использовать генетические возможности овец, доминирующим направлением которых являются потребительские качества получаемой от них продукции.

Увеличение и производство баранины в Российских регионах за последние годы, после того как в девяностых начался резкий спад овцеводческой отрасли и, в частности, поголовья овец, в некоторых краевых зонах страны овцепоголовье пошло на увеличение. В ранжировке востребования баранины в Российской Федерации наибольший объем принадлежит парному или охлажденному мясу, а импортопоставки, сопровождаются только охлажденным или замороженным. На сегодняшний день ведущими районами, где достаточно хорошо развито овцеводство и сосредоточено самое большое поголовье овец, являются Республика Калмыкия, Дагестан, Ставропольский край. При этом, необходимо отметить, что отрасль в основном специализируется на производстве мяса баранины, так как доля ее потребления высока, поэтому она более востребована. В России производство баранины осуществляется, главным образом, за счет крестьянских подворий, фермерских хозяйств и более крупных предприятий. Импортирование бараньего мяса (баранины и ягнятины) в Россию в период с 2010 до 2015 года достигло 89,3 тыс. т общей суммой 223,5 млн долл. Такие страны, как Австралия и Новая Зеландия лидируют в поставках бараньего мяса. Кроме этих стран в Российскую Федерацию поставщиками баранины являются Уругвай, Молдавия и некоторые другие страны.

При зарождении в России мясного и мясошерстного направления в овцеводстве, а происходило это в начале 19 века, из Европы было закуплено около 160 тыс. иностранных пород овец. Благодаря новым ввезенным породам в нашей стране селекционерам успешно удалось создать новые отечественные породы овец мясного и мясошерстного направления. К большому огорчению, многие из выведенных в то время пород совсем утеряны, а если и остались в чистоте, то в очень мизерном количестве. Все это, во-первых, связано с тем, что природно-климатические условия нашей страны резко отличаются от очень специфического английского климата. Во-вторых, для того чтобы удачно реализовать генетический потенциал английских овец мясных пород для них необходимо создать условия интенсивного кормления, что не всегда могут обеспечить условия наших хозяйств. Представляется целесообразным разработать специальную программу или проект по развитию мясного овцеводства для всех регионов Российской Федерации. Поэтому правильное применение

прогрессивных технологий предусматривающих выращивание овец мясного типа и направленных на получение качественной молодой баранины, а также параллельно с этим получение продуктов убоя будет обеспечивать стабильное развитие мясного овцеводства в нашей стране.

Таким образом, важнейшей задачей является создание в России базы современного и очень востребованного на данный момент мясного овцеводства, при этом особое значение необходимо уделить мясосальной эдильбаевской породе овец. В ней сочетаются такие уникальные возможности, как хорошая скороспелость, неприхотливость в кормлении, полиэстричность, высокая резистентность к заболеваниям. При этом все свои лучшие качества она твердо передаёт по наследству и хорошо разводится в суровых условиях обитания при примитивной селекции и самых простых и доступных технологиях. Благодаря высокой мясной и сальной продуктивности эдильбаевская порода получила международное признание.

Анализ проведенных А.И. Любимовым, А.А. Фалалеевым и С.Ю. Стройновой (2013) исследований показал, что за период от рождения до 4-месячного возраста эдильбаевские ягнята превосходят собственную массу тела: баранчики — в 5,5 раза, ярочки — 5,6 раза, а абсолютный прирост живой массы и среднесуточный прирост по группе баранчиков составил 26,3 кг и 219 г, по ярочкам, соответственно, 24,0 кг и 200 г. Наибольший среднесуточный прирост в группе баранчиков за 120 дней составил 225 г, наименьший — 208 г, в группе ярочек — 217 г и 183 г соответственно.

А.М. Давлетовой в соавторстве (2018) была выполнена исследовательская работа на ягнятах эдильбаевской породы. По результатам эксперимента было установлено, что полученный молодняк обладает присущими мясосальным овцам телосложением и хорошей скороспелостью. При убое в 4,5 месяца от всех вариантов подбора получены тушки массой 15,7-17,1 кг без учета массы курдюка, с преимуществом в пользу потомства от баранов брликского типа, при этом также следует отметить, что показатели мясности потомства от баранов суюндукского типа были несколько ниже.

А.В. Молчанов и М.А. Егоров (2008) в своей работе указывают на эффективность производства ягнятины от овец эдильбаевской породы.

Ю.А. Юлдашбаев и др. (2010) ведут речь о том, что в аспекте развития мясного овцеводства на первые позиции значимости выходит опять мясосальное овцеводство, роль и значение которого до конца еще не оценены.

О рациональном использовании овец эдильбаевской породы в Воронежской области повествуют В.И. Котарев, А.Г. Ульянов и Е.М. Шаталова (2015).

Среди курдючных грубошерстных овец мясо сального направления продуктивности эдильбаевская порода по мнению Ю.А. Юлдашбаева и др. (2015) более предпочтительна. Так как по скороспелости и мясной продуктивности она смело может конкурировать с самыми лучшими английскими скороспелыми культурными мясошерстными породами. Необходимо отметить, что эдильбаевские овцы обладают как широкой экологической валентностью, так и хорошей приспособленностью к разным климатическим зонам.

Ученые Оренбургского аграрного университета провели исследования по улучшению мясности и качественных характеристик баранины, полученной от эдильбаевских овец. При этом они в очередной раз подтвердили, что эти овцы необычайно скороспелы. По их данным через 13 суток после появления на свет ягнята эдильбаевской породы удваивают свою живую массу, через 37 суток живая масса у них повышается уже в 4 раза, а через 888 суток (примерно 2,5 года) аж в 78 раз (Давлетова А.М., Косилов В.И., 2013).

Обобщая изложенный А.М. Давлетовой и В.И. Косиловым (2013) материал, необходимо отметить, что молодняк эдильбаевской породы овец при достижении 1,5 летнего возраста имеет 65 и 83 % массы тела от массы взрослых животных, баранов и овцематок, соответственно.

В принципе похожие результаты по эдильбаевской породе овец получены К.С. Ирзагалиевым, М.К. Куспановым (2000), В.И. Косиловым и др. (2016): «В среднем живая масса баранов данной породы достигает 110-120 кг, лучших доходит до 162 кг, маток — 75-77 кг, лучших — 126 кг. Живая масса молодняка в возрасте 1,5 лет составляет 90-92 % от живой массы взрослых животных, а ягнят в

4-5-месячном возрасте — 52-54 %. Убойный выход взрослых валухов на нагуле составляет 52-55 % при общей массе мяса и жира 35-40 кг. Матки характеризуются достаточной молочностью, обеспечивающей интенсивный рост, развитие ягнят и их скороспелость».

Интенсивная технология выращивания ягнят на мясные цели представлена таким важным звеном, как ранний отъем молодых животных от матерей в возрасте 4-4,5 месяцев. Все это способствует тому, что во-первых можно уплотнить ягнение маток, что позволит их более интенсивнее использовать, а во-вторых получить гораздо больший выход поголовья, и в конечном итоге значительно повысить производство молодой баранины [].

Таким образом, на настоящий момент наметился некоторый рост поголовья овец в России. Этот рост в основном идет за счет грубошерстных пород, и на первом месте среди них стоит эдильбаевская.

1.3 Стимулирующее действие кормовых добавок на организм сельскохозяйственных животных для повышения их продуктивности

Для обеспечения продовольственной безопасности страны в целом и конкретных регионов, в частности улучшения обеспечения населения ценными продуктами питания, перерабатывающей промышленности — сырьем, в ближайшие годы предстоит существенно увеличить производство мяса, молока и других продуктов животноводства. Для достижения данной цели необходимо существенно повысить наследственную продуктивность животных, что возможно только при полноценном кормлении. Общеизвестно, что основа укрепления кормовой базы — значительное повышение урожайности кормовых культур, сенокосов и пастбищ. Наряду с этим необходимо резко снизить потери питательных веществ при заготовке и хранении кормов, так как в настоящее время при выполнении данных процессов теряется почти треть выращенного урожая. Поэтому неудивительно, что проблема сохранения и повышения качества кормов стала одной из актуальных задач современного агропромышленного комплекса. Стоит отметить, что только за счет улучшения качества всех видов кормов, снижения потерь сахара, протеина, каротина и других питательных веществ можно значительно увеличить производство продуктов животноводства и повысить рентабельность отраслей. Интенсивное животноводство немыслимо без прочной кормовой базы и полноценных кормов [].

Однако порой практически невозможно обеспечить высокую продуктивность животных только за счет кормов собственного производства. В них часто в недостаточном количестве содержится протеин, незаменимые аминокислоты, минеральные вещества и витамины. Использование несбалансированных рационах приводит к снижению продуктивности животных, перерасходу кормов на единицу продукции, повышению и ее себестоимости и, в конечном счете, к снижению эффективности отраслей. Для интенсификации производства продукции животноводства, разведение высокопродуктивных животных необходимых обязательно использовать кормовые добавки, содержащие различные питательные и биологически активные вещества, которые смогут обогатить рацион питания. Многочисленными опытами доказано, что это позволит существенно повысить эффективность использования питательных веществ кормов и уровень продуктивности животных. В качестве кормовых добавок используются только те препараты, которые апробированы и разрешены Главным управлением ветеринарии МСХ РФ. Новые кормовые добавки испытывают в производственных условиях и внедряют в практику животноводства в соответствии с «Положением о порядке апробации новых ветеринарных препаратов». В последние годы появилась полезная информация по использованию пробиотиков, мультиэнзимных композиций ферментных препаратов, природных источников биологически активных веществ и нетрадиционных кормовых добавок, применение которых должно быть основано на знании об их физиологических и биологических свойствах, о нормах и способах их использования в животноводстве. Правильное применение различных кормовых добавок и комплекса биологически активных веществ, количество которых постоянно увеличивается, является одним из важных факторов повышения продуктивности животных, снижения расхода кормов на единицу продукции и повышения эффективности отрасли [].

На современном этапе экономического развития страны, для того чтобы отечественное животноводство стало рентабельным, конкурентоспособным и обеспечивало продовольственную независимость, необходимо добиться его высокой продуктивности. При промышленном ведении животноводства обеспечение животных кормами высокого качества и оптимальными кормовыми добавками является важной задачей организации высокорентабельного производства требует больших финансовых средств, которые не всегда окупаются произведенной продукцией. Решение данной задачи заключается в замене импортных дорогих кормовых добавок на аналоги из местного сырья, обладающих уникальными ионообменными и сорбентными свойствами, возможностью оптимизации минерального питания, способностью выведения из организма радионуклидов и солей тяжелых металлов.

В настоящее время создаются инновационные скотоводческие предприятия молочного направления благодаря использованию современного оборудования, совершенствованию кормовой базы и более полному раскрытию генетического потенциала продуктивных животных, комплексное решение которых позволит увеличить производство молока до уровня мировых стандартов [].

Отдельные исследователи отмечают, что организация полноценного сбалансированного кормления животных являются одним из факторов повышения продуктивности дойных коров. Установлено, что продуктивность коров на 40-50% зависит от обеспеченности энергией, на 30-50% протеином и на 10-20% — биологически активными веществами (витамины, макро-, микроэлементы и др.)

В течение производственного цикла не всегда удается организовать полноценное кормление высокопродуктивных животных, что в свою очередь приводит к необходимости восполнения рационов кормления различными доступными, экономически эффективными и экологически безвредными кормовыми добавками/

Как дефицит, так и перенасыщение основных элементов в рационе коров приводит к ослаблению здоровья и конституции, глубоким нарушениям обмена веществ, снижению продуктивности и биологической полноценности молока как продукта питания населения [].

Важным резервом увеличения энергии роста и развития, повышения мясных и откормочных качеств молодняка является использование в животноводстве разнообразных биогенных стимуляторов. Их применение снижает затраты кормов на единицу прироста, улучшает конверсию корма и обмен веществ, а также повышает естественную резистентность организма животных [].

В связи с разнообразностью действия известных биостимуляторов, наибольший интерес представляют тканевые препараты — как наиболее универсальные и эффективные иммуностимулирующие средства/

Многие препараты, обладающие стимулирующим действием, несмотря на свою широкую известность, остаются недоступными для большинства животноводов, или используются ими весьма ограниченно. Это обусловлено многими причинами: в некоторых случаях недостаточностью эффективностью препаратов, ограниченной направленностью действующего начала, в других — высокой стоимостью или сложностью технологии производства.

В.А. Погодаев, Е.А. Киц, Е.А. Моренко (2003-2005) разработали и экспериментально апробировали новый комплексный биологически активный препарат, обладающий свойствами иммуномодулятора — КИМ (комплексный иммунный модулятор). В 100 мл препарата входит: 20 мл биологически активной яичной массы; 79,7 мл раствора хлорида натрия 0,9%; 0,3 мл фенола.

Известно, что в период интенсивного роста организма образуется большое число новых белковых клеток, которые синтезируются из низкомолекулярных предшественников (аминокислот). Кроме этого, не участвующие в биосинтезе аминокислоты подвергаются в первую очередь реакциям дезаминирования (отщепления аминогрупп) и трансаминирования, а также реакциям превращения по карбоксильным и боковым группам.

Представленный препарат можно рекомендовать для тканевой терапии, белковой гидролизатотерапии неспецифической протеинотерапии.

Кроме этого, содержащиеся в препарате КИМ гормоны позволяют применять его и для органотерапии. Предлагаемый ими комплексный иммунный модулятор (КИМ) по сравнению с прототипами обладает эффектом тканевой терапии, белковой гидролизатотерапией, органотерапией, неспецифической протеинотерапией, а также бактерицидным эффектом. Способ приготовления позволяет не только получить препарат с эффектом тканевой и других видов терапии, но и позволяет сохранить полезные свойства яйца: высокий аминокислотный состав, витамины и гормоны, высокие иммунные показатели, активизацию уровня метаболизма [].

При промышленной технологии содержания животных, защитные силы их организма угнетаются различными неблагоприятными факторами. Поэтому при различных перегруппировках, в период адаптации животных к новым условиям содержания, а так же при комплектации комплексов сборным поголовьем, возникает необходимость стимуляции естественной резистентности у больших групп животных. Эффективным способом этого является распыление в воздухе помещения аэрозолей физиологичных и экологически безопасных стимулирующих препаратов, обладающих невысокой стоимостью. В качестве таких биостимуляторов могут использоваться некоторые малотоксичные, физиологически активные растительные средства. К ним следует отнести аэрозоли препарата из зверобоя, представляющие собой комплекс биологически активных веществ, извлеченных из воздушно-сухой массы растения путем многократной водно-щелочной термальной экстракции.

Иммуномодуляторы по химическому составу являются чаще всего полипептидами, полисахаридами. Их действующим началом являются цитомедины, биогенные стимуляторы, витамины, аминокислоты и т.д. Максимальное количество этих элементов в подобных препаратах обусловлено подбором оптимального по своим исходным свойствам субстрата, а так же рациональной технологией его обработки. Подобные

меры обеспечивают экономическую эффективность и доступность препарата. На практике установлено, что использование иммуностимуляторов дает положительный результат лишь в тех случаях, когда они поступают строго дозировано и в определенные сроки [].

Многочисленными исследованиями установлено, что биогенные стимуляторы в соответствующих дозах активизируют физиологические процессы в организме животных. Поэтому при их использовании ускоряется рост животных, повышается масса тела, отмечается заметная устойчивость ко многим заболеваниям.

Наиболее широко применение биогенные стимуляторы нашли в свиноводстве. В связи с этим, они с успехом применяются для стимуляции роста. В.И. Корольков (1959) был одним из первых, кто начал применять тканевые препараты для стимуляции роста здоровых животных.

С.С. Назаров (1960), использовал тканевый препарат из селезенки крупного рогатого скота для увеличения роста и улучшения развития ослабленных поросят. Препарат оказывал положительное влияние. Поросята опытной группы показывали среднесуточный привес на 40 г больше, чем животные в контрольной группе. У животных опытной группы резко сократились желудочно-кишечные заболевания, практически отсутствовал падеж. Автор пришел к выводу, что биостимуляторы способствуют улучшению роста и развитию поросят, повышают устойчивость их организма к различным заболеваниям.

Использование тканевых препаратов, как биологических стимуляторов, способствует более высокому синтезу белка в организме свиней и меньшему отложению жира при их откорме.

Е. Фарбер (1963) агаро-тканевый препарат М.А. Макарова назвал «чудо-препаратом». Опыт проводился на 1485 свиньях, при этом среднесуточные приросты в среднем составили 418 г, а в контрольной группе — всего 305 г. Затраты кормов на килограмм прироста в опытной группе

составили 5 кормовых единиц, а в контрольной — 6 кормовых единиц.

Применение агаро-тканевого препарата М.А. Макарова стимулирует рост и увеличивает массу отставших в росте подсвинков. У животных после введения препарата улучшается аппетит. Заметно повышалась подвижность, кожа постепенно становилась бело-розовой, повысилась упитанность. За два месяца откорма подопытные животные весили на 11,7 кг больше, чем контрольные (Куприянов C.B., 2009).

Исследованиями В.В. Масанской (1990) установлено, что применение тканевых препаратов при откорме свиней позволяет повысить среднесуточные приросты на 8-17%, при этом снижая затраты кормов на образование 1 кг прироста на 0,35-0,87 кормовой единицы и сократить сроки мясного откорма на 5-13 дней. Наибольший эффект получен от применения агаро-тканевого препарата.

В.В. Василисын (1975), изучая влияние на организм свиней стимуляторов комплексного применения, вводимых с кормами и в виде подкожной инъекции, пришел к выводу о нецелесообразности использования агаро-тканевого препарата и органопрепарата ГПС параллельно с препаратом ПВ-1. Это, в значительной степени, приводит к торможению роста и снижению среднесуточных приростов у животных.

В своих опытах О.В. Пономарев (2003) установил, что поросята-отъемыши, стимулируемые препаратами СТЭМБ и БАЯМ, превосходят аналогов контрольной группы в возрасте 4-х месяцев по живой массе на 0,77 — 3,1 кг, а по сохранности поросят — на 3,4 — 6,7%. Так же, в итоге повышаются и воспроизводственные качества свинок.

Применение тканевых препаратов при искусственном осеменении свиней, как отмечали A.A. Акатов, М.А. Макаров, Е.В. Волохин (1963), способствует повышению их оплодотворяемости. Это объясняется раздражающим влиянием продуктов жизнедеятельности и ферментативного распада клеток на подбугорье, а через него и на секреторную функцию гипофиза. В результате действия тканевых препаратов на нервную систему, у животных усиливается гонадотропная функция гипофиза, повышается чувствительность матки и влагалища к гормонам яичников.

В своих исследованиях В.А. Медведский (1998) установил, что половая зрелость у животных, при использовании тканевых препаратов, наступала значительно раньше. Так у свинок, получавших препарат из печени, первая течка наступала на 34 дня раньше; у свиноматок, которым методом инъекций вводили плаценту — на 46 дней раньше, чем в контрольной группе.

В.А. Алексеев, Ф.Н. Петрякин, Л.В. Пыркина (1997) в качестве стимулятора использовали препарат «Терпенол» — хвойная мука. В результате проведенных научно-производственных экспериментов было установлено, что применение «Терпенола» оказывало положительное воздействие на качество получаемого приплода и сохранность поросят. Свиноматки опытной группы имели большую молочность на 22,1% по отношению к контрольной группе. Процент мертворождаемости в контроле составил 6,4%, а в опыте — 2,8%. Поросята, полученные от свиноматок опытных групп, отличались более высокими среднесуточными приростами и к 2-х месячному возрасту достигали веса в 20,4 кг, что составило 111,5% по отношению к контрольной группе. Наряду с повышением динамики роста, поросята опытных групп имели более высокую сохранность — 90,6% контрольная группа и 95,8% — в опыте.

Э.Е. Острикова (2001) подчеркивает, что применение тканевых стимуляторов позволяет получить потомство менее чувствительное к стрессам, у которого на 7-й день после воздействия стресс-фактора все гематологические и биохимические показатели приходят в норму, а у поросят, полученных без стимуляции, это происходит только на 14-й день.

По данным Л.А. Михайловой (1992) определенные предпосылки для увеличения количества получаемой мясной продукции, дает применение биостимуляторов обладающих гормональной активностью. Наиболее широкое применение имеет стимулятор «Доксан». При имплантации животным, этот препарат (стандартная доза 36 мг действующего вещества), повышает среднесуточные приросты на 10-20% и увеличивает конверсию кормов на 7-11%.

В конце прошлого века достижения в области органической химии позволили рекомендовать животноводческой отрасли применение экологически чистого препарата, входящего в систему биохимических процессов организма животного — янтарную кислоту (сукцинат).

По данным Л.А. Бахиревой (1996), в результате длительного применения препарата янтарной кислоты (ЯК-85) ремонтным свинкам, снижаются сроки наступления половозрелости на 8 дней, при этом оплодотворяемость увеличивается на 9,3%. Скармливание биостимулятора супоросным свинкам выявило избирательное действие применяемых препаратов на репродуктивную функцию животных. Таким образом, дифференцируя введение препаратов супоросным свиноматкам, можно управлять их воспроизводительной функцией.

В своих опытах Н.С. Васильева (1966), изучая влияние препаратов янтарной кислоты на рост, развитие и профилактику алиментарной анемии поросят установила, что использование сукцината супоросным свиноматкам, а так же, дальнейшее применение гемовита на поросятах, повышает содержание гемоглобина и эритроцитов в крови животных на 8,3-30,0% и 6,4-39,5%.

При этом, сохранность и живая масса животных возрастает на 2,88,0% и 9,3-22,3% соответственно.

Многие исследования Н.С. Гегамяна и Л.К. Эрнста (2003) посвящены вопросам ростостимулирования и прироста живой массы, проводимые на взрослых животных при использовании в качестве стимулятора -хлорнокислого магния (ХКМ-300). Авторы установили положительный ростостимулирующий эффект данного препарата. При 30-ти дневной подкормке препаратом ХКМ-300 ремонтных свинок, прирост живой массы увеличился на 4,4%, а у взрослых свиноматок — на 1,0% по сравнению с контролем. Затраты кормов на единицу прироста живой массы в контрольной группе превосходили опытные на 26,3% и 18,2% соответственно.

По данным Л. А. Коростылевой (2001), полученным в ходе экспериментальных исследований, препарат «Доксан», в дозе 2,2 мг на 1 кг живой массы, при однократном введении обладает ярко выраженным ростостимулирующим действием, обеспечивая увеличение живой массы свиней на откорме — на 12%, при уровне среднесуточного прироста — 631 г.

Препарат «Доксан-М» в дозе 2,0 мг и сульфат магния в дозе 122 мг на 1 кг живой массы превосходит по продуктивному действию «Доксан» и обладает более выраженным ростостимулирующим эффектом, обеспечивая повышение живой массы на 25,4%.

Р.Г. Попов (2000) установил, что использование ферментативной добавки «Порзим 8Р-100» при откорме свиней, оказывает положительное влияние на качество мяса. Процентное содержание мяса в туше свиней ДМ-1 было на 4,45%, у свиней СМ-1 — на 5,66% выше по сравнению с контрольными группами. Введение ферментативной добавки оказывало заметное положительное влияние на химический состав мяса и сала свиней пород ДМ-1 и СМ-1.

Как сообщают С. Тойгильдин, С. Лифанова (2011) перспективным направлением для повышения продуктивности коров и улучшения их воспроизводительных функций является использование комплексного витаминного препарата «Карток». Использование витаминизированного препарата, содержащего р — каротин и а — токоферол, способствовало более интенсивному обмену веществ, что благоприятно отразилось на процессе молокообразования.

В своих исследованиях А. Кайдулина, В. Королев, А. Струк, Р.Полетаев (2010) испытали ростстимулирующий препарат САТ-СОМ. Результаты исследований показали, что использование препарата в практике животноводства способствовало повышению мясной продуктивности бычков и улучшению качества говядины. У бычков повысилась убойная масса на 14,2 %, убойный выход — на 2,17%, индекс мясности — на 13,2%, содержание жира-на 0,41%.

Г. М. Маннов и Н.И. Серков (1959), применяя тканевые взвеси на молодняке крупного рогатого скота, получили превышение прироста подопытных животных по сравнению с контрольными на 20 — 25%. При этом производилась 4-5- кратная инъекция эмульсии селезенки с 5 — 7-дневными интервалами.

И. А. Калашник (1960) указывает, что особенно эффективным является применение биогенных стимуляторов для животных, отставших в росте. У них увеличение прироста достигает 60% и более по сравнению с контрольными. Введение телятам экстракта из печени и семенников крупного рогатого скота в дозе 5 мл на инъекцию вызывало повышение живой массы телят по сравнению с контрольными на 12% и более.

В Белорусском научно-исследовательском институте животноводства был проведен опыт по применению АБК на поголовье телят черно-пестрой породы. Препарат АБК вводили через рот в течение трех дней, по 3 раза в день, по 80 на каждую дачу. Среднесуточный прирост телок опытной группы на протяжении первого месяца после введения был на 32% выше по сравнению с телками контрольной группы. Последействие препарата сказалось и в последующий месяц — среднесуточный прирост опытных телок был выше на 23% по сравнению с контрольными (Заболотный И. И., 1964).

Как отмечают K.M. Солнцев, В.А. Сапунов, Ф.И. Салтыков, Ю.Н. Николаева (1963) стимулятором для молодняка крупного рогатого скота является ПАБК, которая не только предупреждает токсическую диспепсию, но и способствует значительному увеличению прироста животных. В совхозе

«Годовково» Московской области в результате применения ПАБК новорожденным телятам 3 раза в день по 40 — 50 мл получено превышение среднесуточного прироста на 29,4% по сравнению с контрольной группой.

В самый ранний период жизни молодняка благоприятное действие на него оказывает также ПАБК, которая представляет собой сочетание ацидофильной культуры, оказывающей благоприятное действие, на пищеварительный аппарат, и комплекс витаминов группы В.

И.И. Заболотный (1964), указывая на эффективность применения ПАБК, отмечает, что этот препарат является высокоэффективным средством, профилактирующим возникновение диспепсических поносов, анемии и нервных расстройств у поросят. Введение препарата супоросным маткам оказывает влияние на увеличение приплода и стимулирует рост молодняка.

Н.И. Мжельский (1982), указывая на результативность применения ПАБК в животноводстве как средства увеличения мяса, отмечает положительное влияние ее на приплод. В совхозе «Головково» Московской области они скармливали ПАБК с кормом супоросным маткам за 30 дней до опороса 3 раза в день по 50 мл, а затем в такой же дозе на протяжении 5 дней до опороса и 5 дней после опороса. В результате у подопытных маток родились здоровые поросята, имеющие более высокую живую массу.

При двукратном введении биостимулятора с интервалом в 7 дней интенсивность откорма повышается до 35 дней. За это время повышение среднесуточного привеса опытных свиней по сравнению с контрольными на 35-й день составляет 238 г. При трехкратном введении биостимулятора с промежутками в 14 дней после второго среднесуточная разница между привесами свиней опытной и контрольной групп при средних приростах 483 и 229 г составляет 254 г.

В своих исследованиях X. Ишмуратов, В. Косолапов, В. Косолапова (2006) по использованию тканевых препаратов для стимуляции прироста при откорме животных также указывают, что 2 — 3-кратное введение препарата с

интервалом до двух недель обеспечивает увеличение прироста опытных животных по сравнению с контрольными на 10 — 25%.

А.И. Тишковым (1983) проведены опыты по использованию тканевых препаратов на свиньях. Препарат из селезенки вводили через 6 дней по 5 мл на инъекцию. Среднесуточный прирост свиней опытной группы составил 475,2 г, контрольной— 381,6 г. Увеличение прироста в опытной группе по сравнению с контрольной составляет 24,9 %. За 36 дней опыта от 184 свиней дополнительно получено 620 кг свинины. Среди первоочередных проблем поставленных государством перед агропромышленным комплексом стоит задача увеличения производства высококачественных продуктов животноводства.

Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве привел к тому, что многие звенья в технологии выращивания и содержания животных пришли в противоречие с их физиологическими особенностями, возникшими и закрепившимися в процессе эволюции. В настоящее время многие животные находятся под воздействием во много раз больших стрессовых факторов, чем их предки. Это отражается на их плодовитости, откорме и развитии, что в дальнейшем может привести к гибели животного (КовальчуковаМ., 1978).

Проблема повышения защитных сил организма животных, сопротивляемости отдельным факторам внешней среды, повышения функциональной деятельности различных систем организма животного, является актуальной общебиологической проблемой (Монастырев А., Киселев М., Тихонов С.. 2007).

Исследования последних лет свидетельствуют о все возрастающем интересе ученых и практических специалистов ветеринарии и зоотехнии к использованию живых микроорганизмов как биологических регуляторов метаболических процессов в организме животных (Якушкин И.В., 2002).

P.M. Полковников и Л.Т. Туренкова (2000) на основе исследований и теории В.П. Филатова разработали биостимулятор «плацента активное начало» (ПАН) из женской плаценты. Новая разработанная технология производства препарата позволяет стабилизировать его биологический состав, повышать его биологическую активность за счет содержащихся в нем активных биологических веществ, а так же увеличить сроки хранения и область применения.

Экономическая эффективность производственного применения тканевых препаратов по откорму крупного рогатого скота в двух колхозах Одесской области выявилось в следующих показателях. Колхоз «Прогресс» за 60 дней откорма получил среднее повышение привеса животных опытной группы по сравнению с контрольными по 8,4 кг, или 17,3% на голову; средний прирост за время опыта составил 56,9 кг. В колхозе «Дружба» за 30 дней опыта при среднем привесе животных опытной группы 25,2 кг повышение составило 5,4 кг на голову, или 26,8%. Тканевый препарат вводили по 10 мг на инъекцию, с промежутками через 5 дней. За 10 дней до снятия с откорма введение препарата прекращали. С учетом того, что забою на мясо подвергается не менее 50% поголовья приплода крупного рогатого скота, рациональное применение биостимуляторов при нормальном кормлении даст дополнительно тонны мяса и соответствующее повышение дохода хозяйства (Суржикова Е.С., Абакин С.С., 2009).

A.И. Клименко, Р.В. Клименко, Р.В. Харченко, Г.А. Харченко (2008) в своих исследованиях показали, что от свиней II, III, IV групп, стимулируемых комплексным иммунным модулятором КИМ за 120 дней откорма удалось получить туши на 7,52, 11,34, 11,93 кг больше чем от аналогов контрольной группы. Они же отличались и более высокой убойной массой и убойным выходом. По убойной массе они превосходили I контрольную группу на 8,95, 12,25, 13,97 кг, а по убойному выходу на 0,7; 1,17; 1,58 % соответственно.

B. А. Погодаев и Б. А. Айсанова (2010) провели научно-производственный опыт в СХА (колхозе) «Кубань» Карачаево-Черкесской Республики на бычках красной степной породы. Было установлено, что абсолютный прирост живой массы у животных, где применялся комплексный иммунный модулятор КИМ, был выше на 6,7 кг, среднесуточный прирост на 112 г и относительный прирост живой массы за период на 4,5% по сравнению с животными контрольной группы.

Хорошим стимулятором роста и развития животных является лечебная сыворотка Н.Г. Беленького (ЛСБ). Кроме того, для ускорения роста животных Н. Г. Беленьким предложен белковый препарат растин, состоящий из ростовых веществ, выделяемых из эмбриональной ткани сельскохозяйственных животных. Растин вводится внутримышечно в дозе 0,1 мл на 1 кг живой массы. Рекомендуется ввести откармливаемым животным по 3 — 4 инъекции с промежутками 2-3 суток, повторить их через 25 — 30 дней (Королев В., 2007).

Одним из перспективных направлений считается применение в животноводстве бета-аденергических агонистов. Они стимулируют прирост массы скелетной мускулатуры (Moloney А.Р., Alten P., Ross D.B., 1990).

Как сообщают A.B. Погодаев, В.А. Погодаев, А.Д. Пешков (2009) негативное влияние технологических факторов современных промышленных систем выращивания в свиноводстве может быть нивелировано применениям биогенных стимуляторов, усиливающих физиологические процессы, активизирующие функциональные резервы, потенциально имеющиеся в организме. Научно-производственный опыт проводился на свиноводческом комплексе «Полюс» ОАО РАПП «Кавказ-мясо» КЧР в 2008-2009 гг. В опыте использовали биологические стимуляторы СИТР — созданный на основе трутневого расплода и CT — из взрослых трутневых особей. Установлено, что подножная трехкратная инъекция биогенных стимуляторов СИТР и CT с интервалом в 7 суток положительно влияет на морфологический состав крови. При этом повышается количество эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, что благотворно влияет на обмен веществ в организме подсвинков и в конечном итоге более высокий их рост и развитие.

Таким образом, биогенные стимуляторы обладают способностью стимулировать ряд жизненно важных функций организма, вследствие чего происходят изменения обменных и энергетических процессов в организме животного, что обеспечивает их воздействие на ферментативные и другие системы (Головин А.В, Красовский A.C., Могиленец О.Н., 2008).

Грамотное и своевременное применение тех, или иных стимуляторов, в сочетании с полноценным кормлением и правильным содержанием животных, является большим дополнительным резервом для повышения продуктивности и рентабельности животноводства.

1.4 Физиологи-биохимические свойства трутневого расплода для организма животных и человека

Россия — одна из стран с развитым пчеловодством и определенными традициями, сложившимися в этой отрасли сельскохозяйственного производства. В последние десятилетия в ряде государств стали применять нетрадиционный продукт пчеловодства -трутневый расплод. Интерес к этому новому продукту появился и у нас в России [].

Пчелиная семья — представляет собой сложную 1 целостную биологическую и хозяйственную единицу. Трутни в ней являются временными особями, что связано с ограниченной их функцией только спаривания с маткой. Массово трутни выводятся, как правило, весной или в первой половине лета, однако трутнёвый расплод в активный период пчеловодческого сезона в определенном количестве имеется во всех пчелиных семьях.

На количество выращиваемого пчелами трутневого расплода влияют несколько основных факторов: период активного сезона и состояние пчелиной семьи (число пчел, соотношение взрослых особей и расплода); возраст и происхождение матки; наличие и уровень среднесуточного сбора нектара и пыльцы пчелами; уровень обеспеченности семьи белковым кормом; объем гнезда и число сотов в нем с трутневыми ячейками. Ограничение выращивания пчелами трутневого расплода связано прежде всего с тем, что и личинки, и взрослые трутни потребляют много корма. Например, при недостатке пыльцы в природе и скудных запасах перги в гнезде пчелы достоверно меньше или вовсе не выращивают трутней либо изгоняют их даже среди лета, так как для последних при этом требуется в пять раз больше корма, чем для такого же количества рабочих пчел.

На выращивание расплода 1 тыс. трутней расходуется 750 г меда и 450 г пыльцы, и это же число трутней за свою жизнь потребляет еще 6,32 кг меда. Количество трутневого расплода зависит от силы семьи и за сезон приближается к 9 тыс. Несложные подсчеты наводят на мысль, что рабочие пчелы только и заняты тем, что кормят трутней, а пчеловоды недобирают с каждого улья более фляги меда. Как-то в Ялте я видел, как пчеловод на своей пасеке паяльной лампой, можно сказать огнем и мечом, уничтожал эту голодную рать. Однако опыты Д.Аллена (1958) показали, что пчелы собирают одинаковое количество меда в ульях с ограниченным и неограниченным количеством трутней. Ф.Руттнер (1982) сделал из этого вывод о том, что их присутствие стимулирует сбор меда. К тому же далеко не весь расплод превращается в половозрелых трутней. Многие особи погибают в первые дни жизни.

Самка клеща варроа более охотно посещает ячейки с трутневым расплодом. Появился даже метод борьбы с заклещенностью, основанный на его уничтожении. Когда срезают трутневой расплод, то среди нескольких свободных от клещей ячеек попадаются и отдельные заклещенные. Чтобы не распространять болезнь, все трутневые срезки закапывают в землю, отправляют на перетопку, сжигают. В большинстве случаев пчеловоды даже не подозревают, с каким ценным кладом они расстаются, ведь вместе с шелухой выбрасывается и зерно.

В семидневном возрасте трутневые личинки содержат в своем теле: жира 22,2%, гликогена 24,5%, азота 6,2% (в основном азота белка и свободных аминокислот) (А.М.Рямова, 1975).

Согласно В.Г.Голоскову и П.К.Пименову (1972), семидневные личинки содержат в 100 г сырого материала: кобальта 2,5 мкг, марганца 14, меди 1, молибдена 4, никеля 7, бора 4 мкг. Живому организму крайне необходимы эти ферментообразующие элементы. Их отсутствие в пище сопряжено с возникновением тяжелых заболеваний. Так, недостаток кобальта приводит к грибковым заболеваниям, дряблости кожи; марганца — к дистрофии, потере веса; меди — к анемии, выпадению волос, депрессии, нарушению пигментации кожи, низкому гемоглобину; молибдена — к заболеваниям печени и почек; бора — к нарушению нормального роста и развития организма, остеопорозу, деминерализации костей.

Микроэлементы также входят и в состав витаминов или активизируют их. В отсутствие определенных витаминов в организме можно легко убедиться по следующим признакам: недостаток каротина вызывает предрасположение к экземе; витамина D — к потливости; В2 — к сухости и синюшности губ, трещинам в уголках рта, себорейному дерматиту носогубных складок; РР — к сухости и бледности губ, шелушению кожи, особенно на тыльной поверхности кистей рук и шеи, пигментации; В3, В6 и Н — к дерматитам; С — к синюшности губ, ушей, ногтей, бледности и сухости кожи. С помощью трутневого расплода нельзя полностью удовлетворить суточную потребность человека в микроэлементах, так как в основном они поступают в организм с пищей. Однако его употребление устраняет дефицит микроэлементов в организме человека и способствует профилактике перечисленных заболеваний, поскольку в нем они содержатся в сбалансированном соотношении для живого организма.

Г.А.Григорян (1972) установил, что в гемолимфе личинок присутствуют все заменимые и незаменимые аминокислоты. Наибольшая доля приходится на аспаргиновую кислоту — 48,4 мг%; глицин — 49,1; тирозин — 52,9; аргинин — 26,1; лизин — 23,6; пролин — 21,4 мг%. А.Г.Маннапов и др. (2005) доказали, что больше всего в трутневом расплоде содержится глютаминовой кислоты, а аспарагиновой и изолейциновой меньше. В организме человека эти аминокислоты стимулируют работу иммунной системы. Помимо того, аргинин используют при лечении заболеваний печени; тирозин улучшает память; лизин защищает от вирусов герпеса, способствует выработке гормонов, ферментов, антител. Аспаргиновая кислота играет весьма существенную роль в обмене веществ и особенно быстро подвергается окислительному дезаминированию.

Во многих странах трутневые личинки применяют как лечебное средство и деликатесный высококалорийный продукт питания. Л.Г.Чугунова, Л.А.Бурмистрова, А.Н.Рябков (1999) считают возможным использовать их гомогенат для лечения заболеваний щитовидной железы. А.Н.Бушученко и В.Р.Пепенин рекомендуют употреблять смесь трутневого расплода с медом (по 12–15 г за 20–30 мин до еды) для улучшения умственной и физической активности, усиления потенции, нормализации сна. А.Г.Бачинский и А.Н.Децина (1998) используют его как составную часть различных косметических кремов. А.И.Черкасова и др. (2005) отмечают эффективность порошков на основе личинок трутней, маток и пчел при лечении туберкулеза.

Некоторые пчеловоды убедились в лечебных, биостимулирующих и тонизирующих свойствах личинок. Одни вытряхивают шестидневных личинок на противень, разминают ложкой, смешивают с водой (1 столовая ложка на 1 стакан воды) и пьют сладковатую жидкость молочного цвета. Другие готовят лекарство впрок: в пол-литровую банку зрелого меда кладут шестидневные личинки (20–30 шт.), разминают и тщательно смешивают с медом. Хранят смесь в темном прохладном месте или холодильнике. При недомоганиях употребляют по 1 столовой ложке 3 раза в день за 30 мин до еды, запивая водой комнатной температуры. Иногда трутневой расплод жарят на сливочном или подсолнечном масле и принимают по 1 столовой ложке.

В.И.Лебедев и М.А.Легович (2002) отбирают трутневой расплод на десятые—двенадцатые сутки после откладки маткой яиц — перед появлением зачатков глаз, ног, крыльев в виде фиолетовых пятен. Восковую печатку они осторожно срезают ножом, трутней из рамок извлекают на медогонке. Измельченные личинки растирают со смесью лактозы и глюкозы, которую берут в одинаковом соотношении по массе. К 1 части трутневого гомогената добавляют 6 частей смеси сахаров. Полученную массу сушат в течение 3 мес при 4–6°С. Готовый продукт может храниться 3 года при комнатной температуре.

Р.Ю. Павлюк и др. к порошку из гомогената трутневых личинок добавляют прополис и пыльцу, что увеличивает срок его хранения в 2 раза. Они рекомендуют гомогенат для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, повышения работоспособности и иммунитета.

И.А.Прохода (1996) сообщает, что биологическая активность трутневого гомогената сохраняется в течение двух лет при консервировании сахарной пудрой или медом.

Количество трутневого расплода в улье зависит от времени сезона, силы семьи, возраста матки и породы пчел. По данным В.И.Лебедева и М.А.Легович, кавказянки выращивают трутней в 1,72 раза больше, чем среднерусские, и в 1,36 раза больше, чем итальянские пчелы.

Масса одной трутневой личинки перед запечатыванием — около 370 мг (по другим данным — 344 мг). Масса 9 тыс. личинок трутней, выращиваемых за сезон сильной семьей, — 3,3 кг. Этого достаточно для приготовления 330 кг меда, содержащего 1% биологически активной добавки. Принимать его следует по 1 столовой ложке 3 раза в день за 30 мин до еды. Такое количество соответствует приему трех личинок в одни сутки. Естественно, оставлять пчел без трутневого расплода нельзя, поэтому практический сбор гомогената с одного улья составляет около 1 кг. Для приготовления спиртовой настойки берут 60 личинок в возрасте 6 дней (примерно 20 г), добавляют к ним 100 мл спирта, настаивают в темном месте 7–9 дней и фильтруют. Принимают по 30–40 капель в 20–30 мл воды 3 раза в день за 20 мин до еды. В качестве стабилизатора (антиокислителя) можно добавить к настойке 15 капель спиртового раствора прополиса и хранить настойку в холодильнике.

Высокая природная биологическая активность трутневого расплода обусловлена уникальным сочетанием компонентов, обладающих определенными , биологическими свойствами (Н.В. Илиешиу, 1983;

Л.А.Бурмистрова, 1999; Н.Н.Асафова и др., 2001). Расплод идеально соответствует организму человека, содержит естественные гормоны: тестостерон, прогестерон и эстрадиол, которые не вызывают нарушения гормонального статуса, а оказывают стимулирующее влияние на эндокринную систему, восстанавливают функции яичников, способствуют омоложению организма, восстанавливают обмен веществ и питание тканей, способствуют нормализации артериального давления, снижают уровень холестерина в крови, способствуют ускоренному восстановлению биохимических и массометрических характеристик семенников и предстательной железы,, являясь стимулятором центральных механизмов регуляции образования андрогенов, повышают физическую работоспособность, способствуют восстановлению нарушенной половой функции у мужчин, и повышению полового влечения. Трутнёвый расплод эффективен в комплексной терапии сердечнососудистых заболеваний [].

Все технологические процессы по производству и сбору личинок трутней и приготовлению гомогената должны совершаться в максимально короткие сроки, так как расплод проходит определенные стадии развития, а после отбора его из сота подвержен воздействию окружающей среды и быстро портится: по мере окисления изменяется его цвет — становится сначала серым, потом чернеет, появляется кислый запах, прогорклый’ вкус [].

Поэтому трутнёвый расплод необходимо стабилизировать для сохранения его качества. Установлено, что адсорбция и лиофилизация являются эффективными способами сохранения количественного содержания компонентов и биологической активности трутнёвого расплода [].

2. Собственные исследования

2.1 Материалы и методы исследований

В рамках исследований по данной тематике проведены один научный и один научно-производственный эксперимент. Первый эксперимент проводился в условиях вивария университета на баранчиках цигайской породы и на бычках на откорме в условия ООО «Красная Горка» Колышлейского района Пензенской области.

Для выполнения поставленных задач в условиях вивария были сформированы две группы животных одинакового веса и возраста. Выбор баранчиков был обусловлен тем, что они относятся к жвачным и могут быть использованы в качестве модельных животных. Полученные результаты на баранчиках можно использовать для прогноза на бычках на откорме. Баранчики были отобраны в четырех месячном возрасте с фермы ООО «Биокор-С», который имеет статус племенного (рис. 1). Из имеющегося большого массива животных нами били отобраны 20 голов животных весом 21 кг и перевезены в условия вивария университета.

Рисунок 1 — Племенная ферма ООО «Биокор-С»

В каждой группе находилось по 10 голов. Содержали молодняк по две головы в каждом загоне. Применяли зимний рацион, который состоял из сена смешанных злаковых трав и комбикорма. Рецепт комбикорма представлен в таблице 1.

Таблица 1 — Рецепт комбикорма для откормочных баранчиков

Кормовая добавка представляет собой смесь кукурузы, обработанной барогидротермическим способом и защищенного жира (кальциевая соль жирных кислот растительных масел).

Отличительной особенностью кормовой добавки является то, что животным опытной группы на взорванную кукурузу наносили гомогенат трутневого расплода и полученный комплекс защищали от избыточного распада микроорганизмами рубца защищенным жиром (технология получения описана далее).

Рацион для животных был рассчитан на баранчиков 4-5 месячного возраста с живой массой 24-30 кг и для получения среднесуточного прироста 170-180 граммов.

Таблица 2 — Среднесуточный рацион для откормочных баранчиков

Длительность эксперимента на баранчиках составлял 60 суток. В начале эксперимента на 30 и 60 сутки были отобраны образцы крови для биохимических анализов.

Рисунок 2 – Взятие крови у ягнят в период эксперимента

Определяли следующие биохимические показатели:

Биохимические – содержание гормона тестостерона в сыворотке крови животных; содержание общего белка, альбумина, мочевины, глюкозы, общего холестерина, аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, общего билирубина, креатинина, липазы, кальция, магния, меди, калия, натрия.

Гематологические – лейкограмма; количество лейкоцитов в 1 л крови; количество эритроцитов в 1 л крови, количество тромбоцитов в 1 л крови содержание гемоглобина.

Зоотехнические – живая масса; абсолютный, относительный и среднесуточный приросты живой массы, убойный выход молодняка овец, площадь мышечного глазка, индекс мясности.

Лабораторные исследования проводились в межфакультетской биохимической лаборатории по описанными ниже методам:

Определение общего белка в сыворотке крови

Для определения общего белка использовали биуретовый метод, основанный на так называемой «цветной биуретовой реакции», в ходе которой белки реагируют в щелочной среде с сульфатом меди с образованием соединений, окрашенных в фиолетовый цвет, интенсивность окраски зависит от концентрации общего белка в плазме.

Для опытной пробы к 0,1 мл плазмы прибавляли 5 мл рабочего раствора биуретового реактива и смешивали, избегая образования пены. Для холостой пробы использовали дистиллированную воду, для калибровочной – раствор калибратора. Выдерживали при комнатной температуре (20-25⁰С) 30 минут. Пробы фотометрировали против контрольной (холостой) пробы при длине волны 540 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см не позже, чем через час после начала инкубации.

Концентрацию общего белка (С) рассчитывали в г/л по формуле 1:

(1)

где Е _пробы – экстинкция опытной пробы;

Е _{калибр.} – экстинкция калибровочной пробы;

70 – концентрация белка в калибраторе в г/л.

Определение альбумина в сыворотке крови

Для определения концентрации альбумина использовали унифицированный колориметрический метод с бромкрезоловым зеленым. Принцип которого основан на том, что альбумин образует окрашенный комплекс с бромкрезоловым зеленым в слабокислой среде в присутствии детергента. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации альбумина в пробе.

Для опытной пробы к 0,01 мл плазмы приливали 2 мл монореагента, для калибровочной пробы применяли раствор калибратора, для контрольной — дистиллированную воду. Пробы тщательно перемещивали и инкубировали 5 минут при комнатной температуре. Измеряли оптические плотности опытной и калибровочной проб против контрольной пробы при длине волны 628 нм (620-640 нм). Расчет концентрации (С) альбумина в пробе проводили по формуле 2:

(2)

где Е _пробы – оптическая плотность исследуемой пробы;

Е _{калибр.} – оптическая плотность калибровочной пробы;

60 г/л – концентрация альбумина в калибраторе.

Определение мочевины в сыворотке крови

Для определения концентрации мочевины в плазме крови использовали уреазный/фенол-гипохлоритный метод по конечной точке. Мочевина поддействием фермента уреазы гидролизуется с образованием аммиака и углекислоты. Ионы аммония в щелочной среде в присутсвии нитропруссида раегируют с фено-гипохлоритным реагентом, образуя окрашенный комплекс синего цвета. Интенсивность окраски реакционной среды пропорциональна концентрации мочевины в пробе и измеряется фотометрически.

Для опытной пробы к 0,1 мл реактива 1 (стабилизирующий раствор уреазы) приливали 0,01 мл плазмы, для контрольной пробы использовали дистиллированную воду, колибровочной пробы — раствор калибратора. Реакционную смесь перемешивали и инкубировали не менее 5 минут при комнатной температуре. После окончания инкубации во все пробы вносили 1 мл реагента 2 (фенол/нитропрууидный реагент) и 1 мл реагента 3 (гипохлотит натрия), тщательно перемешиваои и инкубировали не менее 20 минут при температуре 37⁰С. После окончания инкубации измеряли оптическую плотность опытной и калибровочных проб против контрольной пробы при длине волны 540 нм.

Расчет производили по формуле 3:

(3)

где С – концентрация мочевины, ммоль/л;

Е_пробы — оптическую плотность пробы;

Е_{калибратор} — оптическую плотность калибратора;

5 ммоль/л – концентрация мочевины в калибраторе.

Определение общего холестерина в плазме крови

Для определения концентрации общего холестерина в плазме крови использовали энзиматический колориметрический метод.

Для опытной пробы к 0,02 мл плазмы добавляли 2 мл рабочего реагента, для контрольной пробы использовали дистиллированную воду, для калибровочной — калибратор. Реакционную смесь тщательно перемешивали и инкубировали не менее 15 минут при комнатной температуре. После окончания инкубации измеряли оптическую плотность опытной и калибровочной проб против контрольной пробы при длине волны 500 нм.

Расчет концентрации холестерина (С, моль/л) проводили по формуле:

где Е _пробы – оптическая плотность исследуемой пробы;

Е _{калибр.} – оптическая плотность калибровочной пробы;

5,17 ммоль/л – концентрация холестерина в калибраторе.

Определение липопротеидов высокой плотности в плазме крови

Для опытной пробы к 0,15 мл плазме добавляли 0,3 мл осаждающего реагента, для холостой пробы использовали дистиллированную воду, для калибровочной пробы применяли раствор холестерина. Хорошо перемешивали и оставляли на 10 минут при комнатной температуре. Опытные пробы центрифугировали в течение 10 минут. Прозрачный супернатант использовали для определения концентрации ЛПВП. Для этого в опытной пробе использовалит 0,2 мл супернатанта и 2,0 мл рабочего реагента для определения холестерина. Реакционную смесь тщательно перемешивали и инкубировали не менее 10 минут при комнатной температуре (20-25⁰С) и измеряли оптическую плотность опытной и калибровочной проб против контрольной пробы при длине волны 500 нм. Расчет концентрации (С) ЛПВП проводили по формуле:

(5)

где Е_оп и Е_ст – экстинкции опытной и калибровочной проб, измеренные относительно контрольной пробы;

1,29 – концентрация холестерина ЛПВП в калибраторе.

Определение концентрации глюкозы в сыворотке крови

Для определения содержания глюкозы в сыворотке крови использования набор реагентов «Фотоглюкоза» для количественного определения содержания глюкозы в крови и моче глюкоозооксидазным методом.

Принцип метода заключается в том, что Глюкозоксидаза окисляет D-глюкозу до глюкуроновой кислоты с образованием перекиси водорода; последняя под действием пероксидазы реагирует с 4-аминоантипирином и фенолом с образованием окрашенного продукта, интенсивность окраски которого пропорциональна концентрации глюкозы в анализируемом образце и измеряется фотометрически.

Определение концентрации глюкозы в сыворотке крови

Для определения концентрации глюкозы в сыворотке крови использовали энзиматический колориметрический метод без депротеинизации.

Принцип метода заключается в том, что β-D-глюкоза под действием фермента глюкозооксидазы окисляется с образованием эквимолярного количества перекиси водорода. Образующаяся перекись водорода при участии фермента пероксидазы способствует окислительному азосочетанию 4-аминоантипирина и фенола с образованием окрашенного соединения (хинониминовый краситель). Интенсивность окраски реакционной среды пропорциональна содержанию глюкозы в исследуемом материале и определяется фотометричски при длине волны 500 нм.

Определение концентрации железа в сыворотке крови

Для определения концентрации железа в сыворотке использовали набор реагентов для определения концентрации железа в сыворотке и плазме крови колориметрическим методом без депротеинизации «Железо ОльвексДиагностикум».

Принцип метода состоит в том, что в кислой среде под действием детергента белковые комплексы, связывающие железо, дислоцируют, и железо восстанавливается до Fe⁺⁺. Ион двухвалентного железа связывается с хромогеном, образуя окрашенный комплекс, концентрация которого пропорциональна концентрации железа в образце и измеряется фотометрически. Комплексы хромогена с ионами цинка и меди маскируются, образуя не окрашиваемые комплексы с хелатором, что обеспечивает более точное определение концентрации железа, свободное от интерференций.

Определение концентрации кальция в сыворотке крови

Для определения содержания кальция в сыворотке крови использовали набор реагентов для определения концентрации кальция в сыворотке и плазме крови унифицированным колориметрическим методом с о-крезолфталеин комплексом «Кальций ОльвексДиагностикум»

Принцип метода заключается в том, что кальций в щелочной среде образует окрашенный комплекс с о-крезолфталеин комплексом. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации кальция в пробе измеряется фотометрически.

Определение концентрации неорганического фосфора в сыворотке крови. Для определения концентрации неорганического фосфора в сыворотке крови использовали набор реагентов для определения неорганического фосфора в сыворотке и плазме крови спектрофотометрическим (UV) методом «Фосфор неорганический ОльвексДиагностикум».

Метод основан на способности фосфат-ионов образовывать в кислой среде с молибдатом аммония в присутствии детергента фосфорномолибденовый комплекс, оптическая плотность которого при длине волны 340 нм пропорциональна концентрации неорганического фосфора в исследуемом образце.

Определение концентрации аланинаминотрансферазы.

Для определения активности фермента аланинаминотрансферазы (АлАт) в сыворотке крови использовали набор реагентов для определения каталитической концентрации аминотрансферазыАлАт в сыворотке крови «Аминотрансфераза ALT 360 БИО-ТЕСТ».

Принцип метода состоит в том, что аланин-аминотрансферазакаталиризует реакцию между L-аланином и 2-оксоглутаратом, в результате которой они превращаются в L-глутамат и соль пировиноградной кислоты. Определение основано на измерении оптической плотности гидразонов 2-оксоглутаровой и пировиноградной кислот в щелочной среде. Гидразон пировиноградной кислоты обладает более высокой оптической плотностью.

Определение концентрации аспартатаминотрансферазы.

Для определения концентрации аспартатаминотрансферазы (АсАТ) в сыворотке крови использовали набор реагентов для определения каталитической концентрации аминотрансферазыАсАт в сыворотке крови «АминотрансферазаACT 360 БИО-ТЕСТ».

Принцип метода заключается в том, что аспартат-аминотрансфераза катализирует реакцию между L-аспартатом и 2-оксоглутаратом, в результате которой они превращаются в L-глутамат и оксалацетат. Определение основано на измерении оптической плотности гидразонов 2-оксоглутаровой и пировиноградной кислот в щелочной среде. Гидразон пировиноградной кислоты, возникающий при самопроизвольном декарбоксилированииоксалацетата, обладает более высокой оптической плотностью.

Исследования содержания общего билирубина, креатинина, липазы, кальция, магния, меди, калия, натрияпроводили с помощью автоматического биохимического анализатора i-Magic-V7.

Рисунок 3 – Проведение биохимических исследований

Гематологические исследования проводили с помощью автоматического гематологического ветеринарного анализатора BC-2800Vet, который является количественным счётчиком форменных элементов крови с дифференциацией лейкоцитов для диагностического использования в ветеринарных лабораториях.

Принципы измерения WBC (лейкоцитов). Лейкоциты считаются и измеряются по методу Coulter. Этот метод основывается на измерении изменений электрического сопротивления, возникающего при прохождении клетки крови через апертуру известных размеров. Электроды погружены в жидкость с 2х сторон апертуры, чтобы создать электрический путь. Когда каждая частица (клетка) проходит через апертуру, возникает мимолётное электрическое сопротивление между электродами. Это изменение производит измеряемый электрический импульс.

Рисунок 4 – Проведение гематологических исследований

Количество образовавшихся сигналов является количеством частиц, которые прошли через апертуру. Амплитуда каждого импульса пропорциональна объёму каждой частицы. Каждый импульс усиливается и сравнивается во внутренних электронных схемах, которые принимают импульсы только определённой амплитуды. Если образованный импульс выше порога WBC, он считается как WBC(лейкоцит).

Измерение HGB (гемоглобина). Гемоглобин определяется колориметрическим методом. Разбавленный WBC/HGB раствор доставляется в кювету WBC, где перемешивается с некоторым количеством литика, который превращает гемоглобин в гемоглобиновый комплекс, который измеряется на длине волны 525нм. Источник света находится на одной стороне кюветы и выделяет луч монохроматического света, чья центральная волна 525нм; и затем измеряется с помощью фотосенсора на противоположенной стороне. Сигнал затем усиливается и напряжение измеряется и сравнивается с референсным считыванием бланка (считывание только когда 35 в кювете дилюент). Гемоглобин рассчитывается с помощью уравнения и выражается в г/Л. HGB(г/Л) = Constant×Log 10 (фототок бланка/фототок образца)

Принципы измерения RBC (эритроцитов). Эритроциты считаются и измеряются по методу Coulter. Этот метод основывается на измерении изменений электрического сопротивления, возникающего при прохождении клетки крови через апертуру известных размеров. Электроды погружены в жидкость с 2х сторон апертуры, чтобы создать электрический путь. Когда каждая частица (клетка) проходит через апертуру, возникает мимолётное электрическое сопротивление между электродами. Это изменение производит измеряемый электрический импульс. Количество образовавшихся сигналов является количеством частиц, которые прошли через апертуру. Амплитуда каждого импульса пропорциональна объёму каждой частицы. Каждый импульс усиливается и сравнивается во внутренних электронных схемах, которые принимают импульсы только определённой амплитуды. Если образованный импульс выше порога RBC, он считается как RBC.

Эритроциты RBC (10¹²/Л) является числом эритроцитов, измеренных напрямую из эритроцитов, проходящих через апертуру.

Тромбоциты PLT (10⁹ /Л) меряется напрямую из тромбоцитов, проходящих через апертуру.

Определение тестостерона в сыворотке крови

Для количественного определения тестостерона в сыворотке крови крыс и свиней использовали метод твердофазного иммуноферментного анализа.

В промаркированные лунки по 50 мкл вносили калибровочные пробы, контрольные сыворотки и исследуемые образцы сыворотки крови в дубликатах соответственно. Затем в лунки вносили 150 мкл конъюгата и инкубировали стрипы в течение 1,5 часов при встряхивании на шейкере при комнатной температуре (+18…25⁰С) со скорость 500-800 об/мин. По окончании инкубации удаляли содержимое лунок в контейнер с дезинфицирующим раствором и промывали лунки четыре раза. При каждой промывке во все лунки добавляли по 300 мкл промывочного раствора, встряхивали рамку на шейкере в течение 5-10 секунд с последующим декантированием. После последнего декантирования тщательно удаляли остатки жидкости из лунок постукиванием рамки со стрипами в перевернутом положении по фильтровальной бумаге. После этого немедленно вносили во все лунки по 100мкл раствора тетраметилбензидина (ТМБ). Инкубировали стрипы в темноте при комнатной температуре (+18…25⁰С) в течение 15-30 минут. Затем добавляли во все лунки по 100 мкл спот-реагента для остановки ферментативной реакции, перемешивали на шейкере в течение 1-2 минут при комнатной температуре. Затем измеряи оптическую плотность в лунках планшета при длине волны 450 нм.

Определение кортизола в сыворотке крови

Для количественного определения кортизола в сыворотке крови крыс и свиней использовали метод твердофазного иммуноферментного анализа.

В промаркированные лунки по 50 мкл вносили калибровочные пробы, контрольные сыворотки и исследуемые образцы сыворотки крови в дубликатах соответственно. Затем в лунки вносили 150 мкл конъюгата и инкубировали стрипы в течение 60 минут при встряхивании в термостатированном шейкере при комнатной температуре +37⁰С со скорость 500-800 об/мин. По окончании инкубации удаляли содержимое лунок в контейнер с дезинфицирующим раствором и промывали лунки четыре раза. При каждой промывке во все лунки добавляли по 300 мкл промывочного раствора, встряхивали рамку на шейкере в течение 5-10 секунд с последующим декантированием. После последнего декантирования тщательно удаляли остатки жидкости из лунок постукиванием рамки со стрипами в перевернутом положении по фильтровальной бумаге. После этого немедленно вносили во все лунки по 100мкл раствора тетраметилбензидина (ТМБ). Инкубировали стрипы в темноте при комнатной температуре (+18…25⁰С) в течение 15-30 минут. Затем добавляли во все лунки по 100 мкл спот-реагента для остановки ферментативной реакции, перемешивали на шейкере в течение 1-2 минут при комнатной температуре. Затем измеряи оптическую плотность в лунках планшета при длине волны 450 нм.

Определение миостаина в сыворотке крови и гомогенате мышечной ткани

Для определения миостатина (MSTN) использовали набор Cloud-Clone Corp. для количественного определения MSTN сэндвич-методом ИФА в сыворотке крови, гомогенатах тканей и других биологических жидкостях овцы.

В подготовленные лунки добавляли по 100 мкл разведённых стандартов, образцов и бланк, заклеивали пленкой для планшета и инкубировали 1 час при температуре 37 С. Затем удалили жидкость из лунок. Добавили по 100 мкл рабочего раствора детектирующего реагента А в каждую лунку, заклеивали пленкой для планшета и инкубировали 1 час при температуре 37 С. Затем удаляли жидкость из лунок и промывали 350 мл промывающего раствора каждую лункупри помощи вошера. Оставляли на 1-2 минуты, после чего удаляли полностью оставшуюся жидкость из всех лунок встряхиванием на фильтровальную бумагу. Процедуру повторяли три раза. После последней промывки удаляли остатки жидкости аспирацией. Затем добавляли по 100 мкл рабочего детектирующего реагента В в каждую лунку, заклеивали пленкой для планшета и инкубировали 30 минут при температуре 37 С. После чего удаляли жидкость из лунок и промывали 350 мл промывающего раствора каждую лункупри помощи вошера. Оставляли на 1-2 минуты, после чего удаляли полностью оставшуюся жидкость из всех лунок встряхиванием на фильтровальную бумагу. Процедуру повторяли три раза. Затем добавляли по 90 мкл ТМБ в каждую лунку, заклеивали пленкой для планшета и инкубировали 10-20 минут при температуре 37 С, при этом жидкость приобрела голубой цвет. После этого добавляли 50 мкл стоп-реагента в каждую лунку, жидкость в лунках приобрела желтый цвет. Затем удаляли следы жидкости и немендленно помещали планшет в ридер и делали измерение на длине волны 450 нм.

В конце эксперимента был проведен убой животных по пять голов из каждой группы. Определяли убойный выход, а также площадь мышечного глазка длиннейшей мышцы спины, длину . Были отобраны образцы мышечной ткани для проведения биохимических анализов.

Масса туши определяли взвешиванием животного с почками и околопочечным жиром. Передние ноги отделяли по запястному, задние — по скакательному суставу. Убойный выход — это отношение убойной массы к предубойной живой массе, выраженное в процентах. Площадь поперечного сечения длиннейшей мышцы спины («мышечный глазок») имеет сопряженность с мясностью туши. Так, положительная корреляция между массой мышц в туше и площадью мышечного глазка у мясо-шерстных ягнят составляет 0,77—0,81. Поэтому о мясности туши можно судить и по площади поперечного сечения длиннейшей мышцы спины. Площадь поперечного сечения длиннейшей мышцы спины определяли на отобранных для обвалки тушах. Длиннейшую мышцу спины осторожно разрезали поперек ножом между последним грудным и первым поясничным позвонками, а чтобы не нарушить размер и структуру мышцы, позвонки распиливали. На полученный поперечный разрез накладывали карандашную кальку и переносили на нее контуры мышцы, а затем планиметром измеряли площадь (см2) полученного контура. Наряду с мышечным глазком для характеристики мясности мы использовали, предложенный И. Йетсом (1970) индекс мясистости. Определяли соотношение между длиной и массой туши. В численном выражении индекс общей мясистости равен числу килограммов, на которое данная туша тяжелее или легче средней туши такой же длины. Длину туши измеряли гибкой стальной мерной лентой, проходящей через брюшную и грудную, от переднего края лонного сращения до переднего края первого ребра в средней его части.

Для проведения научно-производственного эксперимента на откормочных бычках нами в условиях ООО «Красная Горка» Колышлейского района Пензенской области были сформированы две группы животных одного возраста и живой массы по 15 голов в каждой группе. В начале эксперимента и в конце были отобраны образцы крови для биохимических исследований.

Суточный рацион откормочных бычков был следующим: сено злаково-бобовое 3,0 кг, сенаж 5,0 кг, силос кукурузный 10 кг, комбикорм 8,0 кг. Состав комбикорма входило: ячмень, кукуруза, овес, шрот подсолнечный (обработанный раствором уксусной кислоты для защиты протеина), витаминно-минеральный премикс для бычков производства фирмы «Витасоль» г.Боровск Калужской области.

В крови животных определяли те же показатели, что и у баранчиков. В условиях сертифицированного убойного пункта (р.п. Колышлей Пензенской области) провели контрольный убой бычков в возрасте 13 месяцев по три головы из каждой группы. Живая масса животных, предназначенных для убоя, соответствовала средней массе по группе.

Рисунок 5 — Схема проведения исследований

Определяли массу туши, убойный выход, количество внутреннего жира, площадь мышечного глазка. Были отобраны образцы мышечной ткани для химического анализа и образцы жира для определения размеров адипоцитов.

Статистическая обработка. Полученные экспериментальные данные обрабатывали на персональном компьютере с использованием программы Microsoft Office Excel. Проводили вычисление cpеднeго знaчeния, стaндаpтнoгo (cpеднeквадpатичного) oтклoнeния и стaндapтной ошибки среднего. Значимость различий между двумя средними оцeнивaлaсь по критерию Стьюдента (t). Выборочные параметры, приводимые далее в таблицах, имеют следующие обозначения: М – среднее, m – ошибка среднего, n – объем анализируемой подгруппы, р – достигнутый уровень значимости.

2.2. Технология получения защищенной формы биологически активного препарата на основе трутневого расплода

В настоящее время в ходе проведения исследований разработан способ получения личинок трутней для приготовления трутневого расплода, который позволяет получать данный продукт в достаточном объеме.

Трутневый расплод представляет собой продукт пчеловодства, содержащий ряд важнейших биологически активных компонентов: пептидов, липидов, аминокислот, гормонов, ферментов. Активным веществом в трутневом расплоде являются макистероны и экдистероиды.

— концентрация макистерона А 0,0007-0,0019%, суммарное содержание экдистероидов 0,0022-0,0027%.

Биологическое действие гомогената трутневого расплода связывают с наличием веществ стероидной природы, а именно гомона линьки – макистерона. Известно, что после запечатывания личинка проходит несколько стадий линьки и образует куколку, поэтому концентрация гормона линьки именно в этот период является наивысшей. По данным Бурмистровой Л.А. (1999) [2] трутневый расплод, собранный в этот период, обладает значительным актопротекторным и адаптогенным действием.

Рисунок 6 – Хроматограмма образца трутневого расплода сырого

Трутневый расплод является относительно новым продуктом пчеловодства, используемым в области приготовления лекарственных форм и пищевых добавок из-за присущих данному продукту биостимулирующих свойств. Однако в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных данный продукт не используется из-за отсутствия современных технологий его производства.

Изготовление основного компонента кормовой добавки – трутневого расплода включало в себя следующие этапы:

1. Получение трутневых личинок определённого возраста (от 10 до 12 суток);

2. Извлечение личинок из сотов;

3.Гомогенизация полученного материала и введение в него консерванта для предотвращения окисления липидного компонента трутневого расплода, а также торможения процессов распада белков и аминокислот;

4. Замораживание гомогената.

Для получения трутневых личинок в сильные здоровые семьи подставлялись рамки с трутневой вощиной. Рамки размещались в середине гнезда. Для стимуляции пчелосемей производилась подкормка раствором мёда. В течение 10-12 дней пчёлы отстраивали соты на вощине, матка засеивала их трутневыми яйцами. Отбор трутневых сотов производился через 12-14 дней по мере достижения трутневыми личинками возраста 10-12 суток. В это время пчёлы начинали запечатывать ячейки с личинками восковыми крышечками (рис.).

Рисунок 7 – Рамка с личинками

Извлечение личинок из сотов осуществлялось следующими способами: Отжим при помощи шнекового пресса. Шнековый пресс присоединялся к автоматическому шнековому электроприводу. Предварительно для уничтожения чужеродной микрофлоры детали шнекового электропривода обрабатывались 70%-ным раствором этанола. Данным способом удалось добиться максимального выхода трутневого молочка, восковые выжимки были практически сухими. Выход трутневого молочка с одной рамки составил 700-800 г.

Рисунок 8 – Извлеченные личинки трутней

Гомогенизация осуществлялась при помощи блендера, рабочие части которого предварительно обеззараживались 70%-ным раствором этанола. После гомогенизации трутнёвое молочко фильтровалось через 4 слоя капроновой сетки с размером ячеек 0,5×0,5 мм.

В качестве консерванта использовалась смесь сорбиновой и лимонной кислот, которые вводились в гомогенат из расчёта 0,75% от массы.Сорбиновая кислота – натуральное органическое соединение. По физическим свойствам представляет собой твердое вещество без цвета, практически не растворимое в воде. Консервант сорбиновая кислота широко применяется в пищевой промышленности благодаря своей способности предохранять продукты от плесени и увеличивать их срок хранения. Исключительные свойства натурального пищевого консерванта сорбиновая кислота обусловлены, в первую очередь, составом химического соединения. Обладает выраженными антимикробными свойствами, которые подавляют развитие болезнетворных микроорганизмов, в частности, дрожжевых грибов и плесени. При проведении многочисленных экспериментов и научных исследований канцерогенных веществ в ней не было выявлено. Сорбиновая кислота не изменяет органолептических свойств консервируемых объектов, не обладает токсичностью, полностью утилизируется организмом, повышает иммунологическую реактивность и детоксикационную активность. Сорбиновая кислота проявляет наибольшую активность при значении рН среды 4,5, поэтому для подкисления среды гомогената трутнёвого расплода использовалась лимонная кислота.

Лимонная кислота обеспечивает необходимое значение рН среды, характеризуется антиокислительными свойствами, является регулятором кислотности, не оказывает раздражающего действия на желудочно-кишечный тракт. Взвешивание гомогената и консерванта производилось на электронных весах. После внесения смеси кислот в виде порошка гомогенат перемешивался блендером.

На данном этапе предусмотрен биологический контроль полученного продукта. Определяли микробиологические показатели в гомогенате трутневого расплода. С этой целью были отобраны образцы (не менее 6 образцов с разных точек) в стерильные пробирки. Дальнейшие исследования проводились в лаборатории. Определяли общее содержание микроорганизмов в одном грамме продукта (КМАФАнМ) и количество бактерий группы кишечной палочки (БГКП).

Полученный гомогенат разливался в полипропиленовые банки по 1 кг. Банки герметично закрывались, маркировались и замораживались в морозильной камере при температуре -20ºС. Дальнейшее хранение осуществлялось в морозильной камере при температуре -20ºС.

Для того чтобы защитить гомогенат трутневого расплода от избыточного распада микрофлорой рубца жвачных животных в качестве наполнителя использовали два компонента: кукурузу, обработанную барогидротермическим способом (БГТО). Именно такой способ обработки позволяет получить микропоры, в которые легко проникает гомогенат трутневого расплода. Второй компонент защищенный жир – кальциевая соль жирных кислот растительных масел.

Технология БГТО кормов относится к способам тепловой обработки зернового и зерно бобового сырья при производстве кормов для животных и птицы, а так же при производстве пищевых продуктов быстрого приготовления. Такая обработка заключается в деструкции природных полимеров, входящих в состав зерна под действием термических, механических, химических и других процессов.

При БГТО сырье загружается в камеру, камера герметизируется, подается под давлением пар. После истечения заданного времени камеру мгновенно разгерметизируют и сырье перемещается с избыточным давлением в приемный бункер и при этом вспучивается. При этом время обработки сырья может составлять от 3 до 300 с, давление пара от 0,3 до 3 МПа, а температура от 50 до 400⁰ С. БГТО позволяет пропускать через сырье большое количество тепло носителя до достижения внутри камеры необходимой температуры. Технология БГТО позволяет обрабатывать сырье в потоке теплоносителя, увеличивая скорость реакции гидролиза клеточных структур.

Возможность регулировки параметров обработки в указанных выше широких пределах дает преимущество перед другими способами (экструдирование, экспандирование, микронизация) в плане коррекции кормов по заданным заранее показателям Например, можно снизить распадаемость протеина пшеницы в пределах от 78 до 20 %. Кроме того, способ позволяет применять в процессе обработки различные катализаторы, добавки, реагенты с целью насыщения корма необходимыми веществами или управления скоростью деструкции компонентов растительной клетки.

При БГТО зерновых кормов происходит не только «защита» протеина. Высокая температура, давление и влажность воздействуют на плодовые оболочки зерна, которые на 75-80% состоят из клетчатки. Эти оболочки предназначены природой для защиты эндосперма, содержащего запас питательных веществ для будущего проростка от неблагоприятных природных факторов, вредителей и болезней и поэтому состоят из целлюлозо-лигнинового комплекса крепкого как железобетон и устойчивого к воздействию ферментов микро и макроорганизмов. Общеизвестно, что цельное зерно, попавшее в пищеварительный тракт коровы, выходит из него не переваренным.

В процессе БГТО плодовые оболочки увлажняются, набухают, частично подвергаются гидролизу. Разогретое выше 150 ⁰С зерно при мгновенной разгерметизации камеры попадает в зону атмосферного давления, внутриклеточная вода вскипает, клетки лопаются, крахмальные зерна разрушаются, зерновые оболочки лопаются и отделяются от зерна, зерно вспучивается, увеличивается в объеме в 1,1- 4 раза. Зерно приобретает микропористую структуру (Рис ), внутриклеточные питательные вещества становятся легкодоступными для воды и пищеварительных ферментов.

Рисунок 9 — Необработанная кукуруза

Рисунок 10- Обработанная кукуруза

Вместе с этими видимыми изменениями происходит изменение структуры белков (защита протеина) и клейстеризация крахмала. После БГТО зерно претерпевает изменения: натура уменьшается, содержание сырых протеина и жира увеличивается, содержание сырой клетчатки и сырой золы уменьшается. При обработке соевых бобов активность уреазы снижается до 0,06 – 0,18 ед. pH.

В отличие от других способов тепловой обработки зерна (экструдирование, экспандирование, микронизация) затраты электроэнергии уменьшаются на порядок, целостность зерна не разрушается, внутриклеточный жир меньше окисляется, технологические свойства не ухудшаются. После БГТО возможно длительное хранение зерна в условиях элеватора или напольного склада.

При нанесении гомогената трутневого расплода на обработанную кукурузу микропоры наполняются препаратом и тем самым биологически активные вещества становятся защищенными от воздействия микрофлоры рубца жвачных животных (Рис ).

Рисунок 11 — Необработанная окрашенная кукуруза

Рисунок 12 — Обработанная окрашенная кукуруза

На рисунке видно, что окрашенный гомогенат трутневого расплода проник в микропоры, в отличие от необработанной кукурузы (рис ), где окрашенный гомогенат смывается простой водой.

Для приготовления опытной партии защищенной формы трутневого расплода в горизонтальный смеситель помещали перемолотую кукурузу, обработанную барогидротермическим способом, и разбавленный гомогенат трутневого расплода. Перемешивали в течение 30 минут с последующей выдержкой еще 30 минут для того чтобы препарат проник в микропоры кукурузы. Затем с целью более полной защиты от избыточного распада в рубце животных вносили защищенный жир (кальциевую соль жирных кислот растительных масел) в количестве 10% от массы смеси. Затем смешивали еще 30 минут. Таким образом, получали опытный образец для испытаний. Расчет биологически активного трутневого расплода проводился таким образом, чтобы с готовым комбикормов молодняк баранов получал 50 мг трутневого расплода на голову в сутки. На откормочных бычках при внесении в комбикорма 0,5% опытного образца концентрация трутневого расплода составляла 100 мг/кг комбикорма.

2.3 Результаты научных исследований на откормочных ягнятах

Реализовать потенциальные возможности продуктивности сельскохозяйственных животных возможно при организации полноценного кормления сбалансированного по всем основным питательным и биологически активным веществам рациона. А также созданием оптимальных условий содержания, отвечающим всем физиологическим потребностям организма. В связи с этим необходимо тщательное изучение физиологического состояния молодняка овец в течение откормочного периода, установление параметров, по которым возможно судить об уровне обменных процессов в организме.

2.3.1 Гематологические показатели ягнят

Важное крови значение крови состоит в том, белок что она, определение находясь в непрерывном защитная движении, доставляет проведении питательные вещества доставляет клеткам и тканям несмотрярганизма. Кроме того, биохимическиеровь от клеток кровьтносит продукты газообменеетаболизма, освобождая их от всевозможных биохимические шлаков и вредных взятие веществ и участвует в можно газообмене [1, 2].

Кровь является защитная внутренней средой всевозможныхрганизма. Несмотря сосудах на непрерывное поступление кровь кровь и выведение определениез нее различных продукт веществ, морфологический газообмене и биохимический состав проведении крови в норме немаловажно довольно постоянен. Однако ее состав способен изменятся определяет в зависимости белокт различных внутренних крови внешних факторов. Поэтому активатором проанализировав состав один крови, можно один увидеть переносят изменения, происходящие крови организме.

Результаты проведенных анализов подтвердили, что все морфологические показатели крови подопытных овец находились в пределах физиологической нормы.

Таблица 3 – Гематологические показатели ягнят

Гемоглобин является одним из основных показателей окислительных и обменных процессов в организме животного, так как он осуществляет транспорт кислорода и углекислого газа. Кроме этого, гемоглобин обладает буферными свойствами, а также способностью связывать токсические вещества.

Рисунок 13 – Содержание гемоглобина в крови ягнят в конце эксперимента

Ягнята опытной группы в конце эксперимента имели большую концентрацию в крови гемоглобина на 12,7% по сравнению с контрольными животными.

Эритроциты выполняют дыхательную функцию, принимают активное участие в регуляции кислотно-щелочного равновесия организма, адсорбции токсинов и антител, а также в ряде ферментативных процессов. Содержание эритроцитов в крови животных опытной группы больше на 10,8% относительно ягнят контрольной группы.

По количеству лейкоцитов можно отметить тенденцию к увеличению их числа у животных опытной группы. Анализ лейкограммы является важным методом клинического исследования. В лейкограмме можно определить некоторые изменения, которые возникают задолго до проявления клинических признаков болезни и указывают на серьезные изменения в течение развивающегося патологического процесса в организме. Изучение лейкоцитарной формулы, показало отсутствие статистически значимых отличий между ягнятами опытной и контрольной групп (табл. ). Функция базофилов сводится к синтезу гепарина и гистамина. Главные функции нейтрофилов состоят в том, что они осуществляют в организме фагоцитоз: уничтожают вредоносные частицы, поглощая их и «переваривая» Функции моноцитов – защита организма против микробной инфекции; токсический эффект метаболитов макрофагов на паразитов в организме животного; участие в иммунном ответе организма и воспалении; регенерация тканей и противоопухолевая защита; регуляция гемопоэза; фагоцитоз старых и поврежденных клеток крови, регуляция продукции острофазных белков печенью. В наших исследованиях все показатели лейкоцитарной формулы находились в пределах физиологической нормы, что свидетельствует об отсутствии дегенеративных изменениях в клетках организма. Ядерного сдвига нейтрофилов не наблюдалось, что указывает на отсутствие инфекционных и воспалительных процессов в организме.

Таким образом, повышенная концентрация в крови ягнят опытной группы гемоглобина, эритроцитов свидетельствует об активизации окислительно-восстановительных процессов в организме животных, что подтверждает более высокие показатели прироста в течении эксперимента.

2.3.2 Биохимические показатели сыворотки крови ягнят

Биохимическое исследование является незаменимым составляющим эффективного производства продукции. Биохимические реакции веществ в организме тесно взаимосвязаны. Мало того, реакции обмена веществ предельно согласованы между собой. Изменение содержания или синтеза одного компонента не может не отразиться на концентрации другого. Поэтому при правильном обмене веществ, все показатели входят в определенные рамки. Биохимические показатели являются своеобразным индикатором процессов происходящих в организме.

Сравнительный анализ биохимических параметров сыворотки крови молодняка овец свидетельствует о том, что все показатели находились в пределах референтных значений (табл. ).

Таблица 4 – Биохимические показатели сыворотки крови молодняка ягнят

Примечание: * — знак статистически значимых различий между животными контрольной и опытной группами

В сыворотке крови из сухого остатка больше всего содержится белка, который состоит из альбуминов и глобулинов. Сывороточные белки влияют на поддержание вязкости крови, осмотического давления, транспорте многих веществ, регуляции постоянства рН крови, свертывании крови, иммунных процессов.

Часть белков в организм поступает с кормом. Впоследствии они распадаются до аминокислот, которые служат строительным материалом для белков внутренней среды организма. Основные фракции белков синтезируются в гепатоцитах печени (альбумины, α-глобулины, частично β-глобулины) и ретикулоэндотелиальной системе (γ-глобулины).

Рисунок 14 – Концентрация общего белка в сыворотке крови молодняка овец в конце эксперимента

В начальный период эксперимента концентрация общего белка в сыворотке крови ягнят находилась в пределах 62,9-61,8 г/л. В конце научного эксперимента в сыворотке крови ягнят, получавших защищенную форму гомогената трутневого расплода установлено достоверно значимое повышение данного показателя на 7,9% по сравнению с ягнятами контрольной группы. Вероятнее всего, что применение в кормлении молодняка овец кормовой добавки на основе защищенной формы гомогената трутневого расплода приводит к увеличению биодоступности белка, что позволяет стимулировать внутренний синтез белка и способствует росту мышечной ткан.

Альбумины можно рассматривать, как аминокислотный резерв организма на случай острой недостаточности (содержат до 600 аминокислотных остатков). Альбумины выступают в роли отдельной буферной систем, принимают активное участие в транспортировке различных веществ – гормонов, витаминов, билирубина, жирных кислот, минеральных соединений и лекарственных препаратов.

α-глобулины характеризуются как белки-носители, специализирующиеся на переносе металлов. Некоторые из белков этой фракции участвуют в свертывании крови, некоторые являются антителами.

Большое значение среди β-глобулинов имеет трансферрин – основной резерв железа крови и проконвертин, который способствует переходу протромбина в тромбин в процессе свертывания крови. Активно взаимодействуют с липидами крови.

γ-глобулинам определена роль защитных факторов организма (иммуноглобулины), так как большинство иммунных белков содержится именно в этой фракции.

Уровень альбумина в сыворотке крови животных контрольной группы в конце эксперимента составил 40,9 г/л, а в опытной группе на 3,2% выше и составил 42,2 г/л.

Мочевина является главным компонент остаточного азота, конечный продукт азотистого метаболизма, синтезирующийся в печени после дезаминирования (окисления) избыточных аминокислот.

Мочевина, количество которой определяется разностью между количеством азота поступившего с пищей и количеством азота в других экскретируемых соединениях. При положительном азотистом балансе экскреция мочевины уменьшается; если происходит увеличение экскреции азота вследствие распада белков организма, повышение азота мочи происходит за счет мочевины. Таким образом, образование и экскреция мочевины являются регулирующим механизмом, с помощью которого поддерживается азотистое равновесие.

В сыворотке крови ягнят опытной группы отмечена более высокая концентрация мочевины -8,28 ммоль/л по сравнению с сывороткой крови ягнят контрольной группы – 7,46 ммоль/л, вероятнее всего это связано с более высоким уровнем общего белка.

Уровень глюкозы определяют для оценки состояния углеводного обмена – под сахаром крови обычно подразумевают только глюкозу, как основной источник энергии в организме (структурные сахара не учитываются). Всасывается в тонком кишечнике и немного в толстом, в основном синтезируется  и откладывается в печени в виде гликогена. Наиболее выраженной гликогенностью обладает пропионовая кислота. Регуляцию уровня глюкозы крови осуществляют поджелудочная и щитовидная железы, гипоталамус, гипофиз, надпочечники, симпатический отдел вегетативной нервной системы.

Концентрация глюкоза в сыворотке крови молодняка опытной и контрольных групп находилась в пределах 3,44-4,39 ммоль/л, что соответствует физиологической норме.

Холестерин — вторичный одноатомный циклический спирт, который постоянно образуется в организме и используется для построения клеточных мембран, синтеза половых и стероидных гормонов, витамина Д. Содержание холестерина и триглицеридов в крови — наиболее важные показатели липидного обмена. Существует прямая зависимость между увеличением концентрации общего холестерина в крови и риском атеросклеротического поражения коронарных сосудов.

Рисунок 15 – Уровень общего холестерина в сыворотке крови ягнят в конце эксперимента

В ходе эксперимента установлено, что в сыворотке крови опытных ягнят уровень общего холестерина составляет 1,336 ммоль/л, что статистически значимо ниже на 17,7% относительно контрольной группы. Возможно, что биологически активные вещества гомогената трутневого расплода способствуют активному выведению лишнего холестерина из организма. Также исследования ученых Беляев В.А. (2009) и Башина С.И. (2013) свидетельствуют о том, что трутневый расплод проявляет антиоксидантные свойства , тем самым препятствует образованию свободных радикалов в организме, которые разрушают клетки и ткани.

Промежуточный обмен веществ представляет собой совокупность химических превращений, которым подвергаются питательные вещества после их всасывания из пищеварительного канала и до выделения продуктов обмена из организма. Эти превращения осуществляются главным образом внутри клеток, с участием ферментов. Биохимические реакции, катализируемые ферментами, составляет сущность обмена веществ. В результате организм получает необходимые вещества и энергию для процессов жизнедеятельности, роста и образования продукции (молока, мяса, яиц). Ферменты наиболее активны в пределах узкой зоны, соответствующей для животных тканей физиологическим значением рН среды, где оптимум действия ферментов лежит в пределах физиологических значений.

Таблица 5 – Ферменты в сыворотке молодняка ягнят

Аланинаминотрансфераза и аспартатаминотрансфераза являются ферментами (трансаминазами) плазмы крови. Роль трансаминаз сводится к передаче аминогрупп между аминокислотами и кетокислотами. В крови животных активность обоих ферментов очень мала, однако при патологиях их количество в крови увеличивается. Каждому органу свойственна выработка своего набора (спектра) ферментов, появление их в жидкостях организма в больших количествах характерно для поврежденного органа. АЛТ и АСТ распространены в тканях сердца, печени, скелетной мускулатуре, почках, меньше в поджелудочной железе, селезенке, легких. Исследование активности АЛТ и АСТ в сыворотки крови имеет важное значение для дифференциальной диагностики болезней печени.

Креатинин представляет собой конечный продукт метаболизма креатина, синтезируемого в почках и печени из трех аминокислот (аргинина, глицина, метионина). Креатинин полностью выделяется из организма почками путём клубочковой фильтрации, не реабсорбируясь в почечных канальцах. Это свойство креатинина используется для исследования уровня клубочковой фильтрации по клиренсу креатинина в моче и сыворотке крови.

В ходе эксперимента на молодняке овец по влиянию защищенной формы трутневого расплода установлено, что ферменты, содержащиеся в сыворотке крови находились в пределах физиологической нормы. Существенных различий между показателями опытной и контрольной групп не установлено.

Анализируя минеральный профиль ягнят, можно сделать вывод о том, что концентрации кальция, магния, меди, калия и натрия находились в пределах референтных значений. Достоверно значимых отличий между животными контрольной и опытной группами не выявлено в ходе эксперимета.

Калиций входит в состав костей, участвует в свертывании крови, поддерживает возбудимость нервов и мышечной ткани, повышает тонус миокарда, активирует ферменты. Кальций всасывается в передней части тонкого кишечника, а выделяется в основном толстым кишечником, а также почками и печенью. У лактирующих животных кальций выделяется в основном с молоком.

В сыворотке крови общий кальций находится в виде ультрафильтрирующейся и коллоидной фракций. Среди соединений кальция различают белковосвязанный (кальцийпротеинаты, комплексоны), ионообменный и кислоторастворимый кальций. Регуляция обмена кальция в организме осуществляется паращитовидными, щитовидными железами и витамином D.

Таблица 6 — Показатели минерального обмена молодняка ягнят

Калий и натрий являются основными клеточными катионами, участвуют в регулировании осмотического давления крови и поддержании кислотно-щелочного равновесия. Принимают участие в сокращении мышц, функциональной деятельности сердца, ферментных процессах, влияют на процессы нервной деятельности и обмене веществ. Всасываются очень легко во всех отделах пищеварительной системы. Из организма выделяются в основном с мочой и потом, частично с калом.

2.3.3 Гормональный профиль ягнят

Нейро-гуморальный контроль поведения один из ведущих трендов современной объективной науки о поведении человека [1]. Известная антагонистическая пара стероидных гормонов – кортизол и тестостерон – представляют особый интерес в отношении физической культуры и спорта, поскольку поведенческие эффекты этих гормонов пересекаются с морфологическими. А именно кортизол, традиционно оценивается как катаболический гормон, избыток которого ведет к снижению мышечного белка, тогда как тестостерон стимулирует белковый синтез, в связи с этим соотношение кортизола и тестостерона может прямо влиять на показатели мышечной силы

Кортизол являет собой гормон, напрямую влияющий на метаболизм в организме. Его продуцирование происходит в надпочечниках. По-другому это вещество еще называют гормоном стресса, поскольку его уровень резко повышается при сильных эмоциональных перенапряжениях. Кортизол и тестостерон тесно взаимосвязаны между собой, поскольку если кортизол повышен, концентрация мужского гормона уменьшается, и наоборот. В организме постоянно происходит борьба между этими двумя веществами.
Отмечается тесное взаимодействие кортизола и тестостерона. Тестостерон – это анаболический стероид, который необходим для набора мышечной массы и формирования вторичных половых признаков у мужчин. Кортизол является катаболическим стероидом, это абсолютная противоположность. Если уровень кортизола повышен, отмечается влияние на мышечную массу и физическую выносливость, они значительно уменьшаются.

Возможный механизм действия трутневого расплода на скорость роста животных заключается в стимуляции эндогенного производства гормонов, которые влияют на синтез мышечной ткани.

Таблица 7 — Гормональный статус молодняка овец

Исследования сыворотки крови молодняка ягнят показали, что использование кормовой добавки на основе трутневого расплода значительно повышает содержание гормона тестостерона в организме ягнят. Если в сыворотке крови контрольных животных концентрация тестостерона находилась на уровне 8,22 нмоль/л, то у животных опытной группы – 11,93 нмоль/л, что статистически значимо выше контрольных показателей. Уровень гормона кортизола в крови молодняка ягнят в опытной группе был также выше относительно показателей в контрольной группе (табл. 9).

Возможно, различия объясняются поступлением извне в организм молодняка эндогенных гормонов. Исследователями Д.В. Митрофановой, Н.В. Будниковой, Л.А. Бурмистровой установлено, что трутневый расплод содержит половые гормоны – тестостерон, эстрадиол, прогестерон, пролактин, ФСГ И ЛГ[5]. В исследованиях M. Auezov, Mahambet Utemisov, Zhangir Khan выявлено, что трутневый расплод содержит достаточное количество биологически активных веществ и природных гормонов, которые не вызывают существенных изменений гормонального статуса животных[7].

2.3.4 Содержание миостатина в сыворотке крови и гомогетате мышечной ткани ягнят

Одним из основных направлений селекционной работы в животноводстве является улучшение мясных качеств откормочных животных и повышение выхода мяса. Для решения этой задачи наряду с традиционной селекцией всё большее применение находят методы маркерной селекции, предусматривающей использование в селекционных программах ДНК-маркеров, напрямую или косвенно связанных с QTL мясной продуктивности.

Миостатин (GDF8, авторы – R. Kambadur et al., 1997, L. Grobet et al., 1998) – ингибитор мышечного роста. Любые мутации в этом гене приводят к ухудшению его регуляторной функции и, соответственно, к увеличению развития мышцы[14].

Современное животноводство, используя самые последние достижения фундаментальных биологических наук, в том числе и генетики, позволяет добиваться увеличения эффективности разведения животных. Количественные признаки животных, такие как состав молока, качество туши мяса, плодовитость, сопротивляемость или чувствительность к инфекциям в большинстве своем являются полигенными признаками, результатом взаимодействия многих генов[35].

Влияние факторов окружающей среды модифицирует фенотипическую ценность данного признака. Введение в широких масштабах искусственного оплодотворения скота создало условия для передачи хозяйственно ценных генов, в частности, обуславливающих высокую молочную и мясную продуктивность. Идентификация генов, которые определяют то или иное развитие количественных признаков (главные гены количественных признаков – QTL – Quantitative Trait Loci), а также их мутаций, поиск молекулярно-генетических маркеров, тесно сцепленных с ними, является в настоящее время предметом интенсивных исследований [7].

Белок миостатин, кодируемый геном миостатина (MSTN), является одним из важнейших факторов в поддержании равновесия сложных биохимических процессов, обеспечивающих белковый обмен и связанные с ним процессы формообразования скелетных мышц [45]. Его функция заключается в торможении прироста мышечной массы. При блокировании действия миостатина наблюдается увеличение мышечной массы и повышение силовых характеристик скелетных мышц [41]. Изменения в нуклеотидной последовательности гена MSTN способны приводить к изменению уровня активности кодируемого белка. Доказательством этого служат результаты экспериментов по геномному редактированию. Так в 2015 году сиспользованием ZFN технологии (Zinc finger nucleases technology) был заблокирован участок во втором экзоне MSTN свиней, что позволило получить нуль-мутантов погену MSTN. Такие поросята отличались более раз-витой мускулатурой при меньшем количестве жира. Интересным является тот факт, что 20% мутантных свиней имели один добавочный грудной позвонок [46].

Среди мутаций сельскохозяйственных животных особый интерес привлекает мутация, обеспечивающая аномальное развитие мышечной массы – миостатин-mh. Тривиальное название мутации «двойной мускул» (синонимы: доппельлендеры, double-muscling, двойные мышцы, мышечная гипертрофия, мышечная суперплазмия и др.). Данная мутация рецессивна и ассоциирована с действием гена MSTN. Физиологическая сущность мутации миостатин-mh состоит в преодолении генетического контроля за гипертрофированным ростом мышечноймассы. Мутация миостатин-mh-0 на 20% увеличивает мышечную массу. В новых условиях использования организма домашних животных, как мини-биофабрики по биосинтезу мышечного белка, внедрение данной мутации в систему разведения отдельных пород не только возможно, но может являться важным селекционным достижением [44].

Первым и пока уникальным генетически модифицированным животным, одобренным для потребления человеком, является трансгенный лосось с перенесённым геном гормона роста, который показал более чем двукратное увеличение скорости роста [43]. Аналогичная цель была достигнута у млекопитающих за счёт увеличения активности секретируемого белка миостатина, продукта одноимённого гена MSTN, оказывающего отрицательное влияние на развитие мышечной массы. Несколько встречающихся в природе аллелей гена миостатина были отредактированы у животных разных видов, в том числе и свиней, с использованием технологии CRISPR [47].

CRISPR это иммунная система бактерий, защищающая их от чужеродных вирусов. Впервые она была обнаружена у Escherichia coli в конце 1980-х годов. Японские учёные заметили, что в геноме бактерии присутствуют повторяющиеся последовательности, разделенные спейсерами – уникальными участками ДНК. И только в 1992 году Франциско Мохика назвал их CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats ‒ сгруппированные короткие палиндромные повторы, разделенные промежутками). Далее генетики выяснили, что CRISPR связаны с выработкой комплекса белков, названных Cas, которые узнают проникший в клетку бактерии вирус и вырезают кусок чужеродной ДНК и вставляют его в кассету CRISPR. Если клетка вновь встречается с идентичным вирусом, система CRISPR/Cas9 с легкостью помогает побороть инфекцию [42].

Белок миостатин, кодируемый геном миостатина (MSTN), является одним из важнейших факторов в поддержании равновесия сложных биохимических процессов, обеспечивающих белковый обмен и связанные с ним процессы формообразования скелетных мышц [45]. Его функция заключается в торможении прироста мышечной массы.

В начале эксперимента концентрация миостатина у ягнят опытной и контрольной групп находилась практически на одном уровне и колебалась в пределах 0,901-0,958 нг/мл.

Таблица 8 — Концентрация мистатина в сыворотке крови молодняка овец

В сыворотке крови животных, которые получали кормовую добавку на основе трутневого расплода составил 0,631 нг/мл, в то время как у животных, получавших основной рацион данный показатели находится на уровне 0,873нг/мл (рис. 1).

Рисунок 16 — Концентрация миостатина в сыворотке крови молодняка ягнят в конце эксперимента

Уровень миостатина в гомогенате мышечной ткани ягнят опытной группы составил 3,12 нг/мл, в то время как у животных контрольной группы данный показатели находится на уровне 4,85 нг/мл (рис. ).

Рисунок 17 — Концентрация миостатина в мышечной ткани

Можно предположить, что трутневый расплод содержит биологически активные вещества, которые подавляют синтез миостатина, что способствует развитию мышечной ткани у молодняка свиней опытной группы.

2.3.5 Продуктивные показатели ягнят

Мясность – важнейший хозяйственный признак животного, характеризующий его развитие. Становится очевидным, что более выгодно выращивать животных с потенциально высокой мясностью, то есть таких, которые быстро наращивают мышечную массу при минимальных затратах питательных веществ на единицу прироста. Мясная продуктивность зависит от многих факторов: породы, пола, возраста, физиологического состояния, условий кормления и содержания []. В трудах Дж. Хэммонда изучено формирование мясной продуктивности мелкого рогатого скота. По мере увеличения живой массы и возраста молодняка замедляется синтез тканей, повышается расход кормов на получение прироста, изменяется химический и морфологический состав тела (Гуткин, С.С., Сиратзетдинов, Ф.Х., 2001; Забелина, М.В., 2006).

При формировании групп ягнят первоначальная живая масса в опытной группе составила 22,55 кг, в контрольной группе – 22,57 кг. Взвешивание ягнят в ходе эксперимента в возрасте …… дней отметилась тенденция к увеличению данного показателя в опытной группе. Так живая масса опытных ягнят составила 28,1 кг, а у контрольных животных – 27,3 кг. В конце эксперимента установлено, что живой вес ягнят, получавших основной рацион составил 31,4 кг, а у ягнят, получавших гомогенат трутневого расплода — 32,84 кг, что на 4,6% выше контрольных значений.

Среднесуточный прирост у животных опытной группы составил 173,63 г, а у ягнят контрольной группы — 147,78 г, что на 14,9 % ниже показателей в опытной группе.

Показатель убойной массы в опытной группе составил 12,65 кг, что на 11,45 % выше относительно контрольных значений.

Одним из основных показателей качества туш является площадь мышечного глазка. Площадь поперечного сечения длиннейшей мышцы спины («мышечный глазок») имеет сопряженность с мясностью туши. Так, положительная корреляция между массой мышц в туше и площадью мышечного глазка у мясо-шерстных ягнят составляет 0,77—0,81. Поэтому о мясности туши можно судить и по площади поперечного сечения длиннейшей мышцы спины. Площадь поперечного сечения длиннейшей мышцы спины определяют на отобранных для обвалки тушах.

Длиннейшую мышцу спины осторожно разрезают поперек ножом между последним грудным и первым поясничным позвонками, а чтобы не нарушить размер и структуру мышцы, позвонки распиливают. На полученный поперечный разрез накладывают карандашную кальку (или пергамент) и переносят на нее контуры мышцы, а затем планиметром измеряют площадь (см2) полученного контура.

Таблица 9 — Живая масса и среднесуточные приросты экспериментальных животных

ОПЫТ КОНТРОЛЬ

Рисунок 18 — Туши ягнят (опыт -контроль)

Результаты наших исследований показывают, что трутневый расплод существенно влияет на исследуемые показатели.

Таблица 10 — Показатели площади мышечного глазка

В группе ягнят, получавших гомогенат трутневого расплода площадь мышечного глазка составила 13,57 см², что на 14,13% больше по сравнению с данным показателем в контрольной группе. Толщина жира над мышечным глазком в контрольной группе составила 3,5-5 мм, а в опытной группе 2,5-3 мм. Длина туловища в опытной группе превышала на 5,2% показатели в контрольной группе.

ОПЫТ КОНТРОЛЬ

Рисунок 19 — Площадь мышечного глазка туш ягнят

Полученные результаты доказывают, что использование гомогената трутневого расплода в кормление откормочных ягнят усиливает рост мышечной ткани, способствует повышению продуктивных показателей, что свидетельствует о проявлении анаболического действия гомогената трутневого расплода на организм животных.

Анализ химического состава мышечной ткани показывает, что трутневый расплод не повлиял на содержания воды, однако достоверно снизил содержание жира в мышечной ткани.

2.3.6 Органолептическая оценка мяса ягнят

Органолептический анализ мяса ягнят показал, что при скармливании гомогената трутневого расплода установлено, что мясо ягнят опытной группы имеет более светлый цвет по сравнению с контрольными образцами. Мясо, полученное от контрольных животных более темного цвета, запах и вкус приятные, но более резко выраженные по сравнению с опытом. Данные полученные в результате органолептической оценки представлены в таблице 11.

Таблица-11 Органолептическая оценка мяса ягнят

Проба варкой, является одним из самых часто используемых методов для определения свежести мяса. Для получения однородной пробы каждый образец был отдельно пропущен через мясорубку для получения фарша. 20 г полученного фарша поместили в коническую колбу вместимостью 100 см и залили 60 см дистиллированной воды, тщательно перемешали, закрыли часовым стеклом и поставили в кипящую водяную баню до нагревания. Запах мясного бульона был определен в процессе нагревания до 83 °С. Затем 20 мл бульона налили в мерный цилиндр вместимостью 25 см для установиления прозрачности бульона визуально.

Рисунок 20 — Исследования мяса пробой варкой в лаборатории

КОНТРОЛЬ ОПЫТ

Рисунок 3-Сравнение образцов мяса бараничиков

В результате органолептических исследований бульона установлены незначительные отличия опытных и контрольных образцов. Бульон опытного образца имел светло-серый цвет, а бульон контрольного образца серого цвета. Аромат бульона обоих образцов был насыщен и приятен. Вкусовые качества преобладали у опытного образца: вкус мягкий, оставляющий приятное послевкусие.

Таким образом, анализ качества мяса баранчиков показал, что скармливание кормовой добавки на основе трутневого расплода способствует улучшению органолептических показателей мяса ягнят.

2.4 Результаты научных исследований на молодняке крупного рогатого скота на откорме

Кровь является одной из главнейших связующих систем целостного организма. Она обеспечивает питание и дыхание всех органов и тканей, снабжает их необходимыми ферментами, гормонами, медиаторами и другими гуморальными веществами, без которых нормальное функционирование организма невозможно. У здоровых животных при нормальных физиологических условиях существует постоянство химико-морфологического состава и физико-химических свойств крови. Кроветворные органы чувствительно реагируют на различные физиологические и, в особенности на патологические, воздействия на организм изменением картины крови. Поэтому исследование крови имеет большое диагностическое значение.

2.4.1 Гематологические показатели телят

Важнейшую роль в организме животного выполняют форменные элементы крови ( табл.) Основную часть форменных элементов крови составляют эритроциты. Обладая большой удельной поверхностью, эритроциты могут адсорбировать на себе многочисленные органические и неорганические вещества, в том числе и транспортировать их по тканям. Основная функция эритроцитов дыхательная, она неразрывно связана со свойствами содержащегося в них белка гемоглобина.

В ходе научно-производственного эксперимента уровень эритроцитов в крови животных опытной группы составил 9,67 *10¹²/L, что на 11,0% выше относительно показателей в контрольной группе.

Таблица 12 – Гематологические показатели телят

Полученный цифровой материал в результате эксперимента на откормочных бычка, свидетельствует о том, что уровень гемоглобина у молодняка КРС в опытной группе на 6,14% выше по сравнению с данным показателям у животных контрольной группы.

2.4.2 Биохимические показатели в сыворотке крови телят

Биохимические показатели в сыворотке крови животных в большей степени отражают уровень кормления и обменные процессы, что при правильном понимании физиологических изменений становятся твердым основанием для принятия производственных решений.

Уровень содержания общего белка в крови является надёжным показателем обеспеченности организма мономерами нутриентов, особенно протеиногенными аминокислотами. Достаточно изучен вопрос о том, что при неудовлетворительном содержании белка в рационе в первую очередь гидрализуются плазменные белки (особенно альбумины), далее белки печени и мышечной массы. Содержание белков и аминокислот в плазме крови примерно соответствует их концентрационному фону в тканях и органах. Отсюда следует, что увеличение содержания белка в плазме крови индикаторно отражает повышение белковой массы в периферических тканях соответственно и интенсивность белкового обмена.

При изучении белкового состава сыворотки крови установлено, что концентрация общего белка в сыворотке телят опытной группы составил 70,2 г/л, что на 15,1% больше по сравнению с данным показателя у контрольных телят.

Таблица 13 – Биохимические показатели сыворотки крови телят

Примечание: * — знак статистически значимых различий между животными контрольной и опытной группами

Рисунок 21 – Концентрация общего белка в сыворотке крови телят

Основными показателями, характеризующими обмен белков в организме, являются низкомолекулярные азотистые вещества или небелковые азотистые комплексы крови. Как известно, независимо от состояния организма в нём непрерывно происходят одновременно процессы синтеза и распада тканевых белков. Исход этих противоположно направленных процессов зависит от состояния их скоростей. При одинаковых скоростях наблюдается динамическое равновесие, когда же скорость синтеза превышает скорость распада, происхо- 71 71 дит увеличение массы белка, при обратном соотношении наблюдается её уменьшение. Поскольку синтез молекул белка в тканях организма происходит, главным образом, из свободных аминокислот, им отводится центральное место в белковом метаболизме. Важно подчеркнуть, что половина азота, выводимого из организма превращается в мочевину в результате процессов трансреаминирования. В связи с этим, существует прямая зависимость между активностью аланин- и аспартатаминотрансфераз и ферментами, участвующими в образовании конечного продукта азотистого обмена мочевины. Поэтому о характере метаболизма азота в организме животных можно судить лишь сопоставляя данные по активности ферментных систем, катализирующих процессы катаболизма аминокислот и образование мочевины с содержанием сопряжённых с ними азотистых метаболитов в тканях и органах. Основными являются азот аминный и азот мочевины. Компонентом остаточного азота является креатинин. Он представляет собой конечный продукт креатина и характеризует мышечную массу, так как увеличение креатина, а следовательно, и креатинина коррелирует с ростом мышечной ткани. Креатинин образуется после трансфосфорилирования креатинфосфата, необходимого для ресинтеза АТФ в цитоплазме миоцитов.

Мочевина как завершённый обезвреженный продукт орнитинового цикла гепатоцитов образуется из аммиака и монооксида углерода в матриксе митохондрий. Уровень мочевины в крови показывает интенсивность дезаминирования аминокислот в тканях и органах, биохимическую налаженность связывания аммиака в клетке аспаргиновой, глутаминовой и α-кетоглутаровой кислот с дальнейшим диффундированием через межклеточную жидкость в кровь в систему обезвреживания гепатоцитов.

По результатам исследований содержание мочевины в сывортке крови контрольных животных составил 1,06 ммоль/л, а в крови животных опытной группы – 3,02 ммоль/л.

Также установлено, что в сыворотке телят, получавших гомогенат трутневого расплода концентрация общего холестерина на 37% относительно показателей откормочных бычков, получавших основной рацион..

Глюкоза обнаруживается в тканях животных не только в свободной форме, но и в составе полисахаридов, фосфорных эфиров, глюколипидов и т.д. Клетки печени и мышечной ткани поглощают из крови большее количество глюкозы, чем это необходимо для непосредственных нужд. Избыточное количество глюкозы откладывается в виде гликогена. При достаточном количестве гликогена клетки печени превращают избыток глюкозы в жиры, которые также откладываются в качестве запасных веществ в различных частях организма. Сравнительно постоянная концентрация глюкозы в крови является результатом 74 74 выхода глюкозы из крови в клетки различных тканей и её использование в различных метаболических путях. Распад глюкозы может совершаться тремя путями, ответвлениями которых является синтез и катаболизм липидов и белков. Концентрация глюкозы в сыворотке крови откормочных бычков опытной группы составил 5,27 ммоль/л, а у животных контрольной группы 4,15 ммоль/л.

Известно, что многочисленные сопряжённые биохимические процессы в организме протекают при самом активном участии ферментов, обуславливающих не только направление, скорость течения биохимических реакций, но и создающие своей лабильностью возможность адаптации процессов обмена веществ к условиям внешней среды. Большая роль в процессах обмена белков, протекающих в организме животных, принадлежит ферментам переаминирования. Аминотрансферазы заслуживают особого внимания, поскольку они играют ведущую роль в клеточном метаболизме. Они участвуют в реакциях ферментативного переноса NH2-групп между аминокислотами и соответствующими кетокислотами, стоящими на стыке путей обмена азотистых веществ, углеводов и жиров. Статистически значимых различий между показателями ферментов у животных опытной и контрольных групп не выявлено.

Таблица 14 – Ферменты в сыворотке крови телят

Минеральные вещества – непременные структурные компоненты живого организма. Встречаются они в виде неорганических солей в протоплазме, ядрах клеток, форменных элементах крови. В сыворотке крови они связаны с белками или представлены малодиссоциирущими небелковыми комплексами и ионами. Последние принимают деятельное участие в межуточном обмене, синтезе молочной кислоты, замедляют действие токсинов и т.д. Эта особенность минеральных веществ отображает их многостороннее физиолого-биологическое значение в организме

Таблица 15 — Показатели минерального обмена телят

Проведённые исследования показали, что показатели минерального обмена крови телят находились в пределах физиологической нормы, что говорит о клиническом здоровье экспериментального молодняка.

2.4.3 Гормональный профиль телят

Рост, развитие и продуктивность животных в значительной степени зависят от функциональной активности желез внутренней секреции, иммунной системы.

Большое значение в данном случае, как основного регулятора, имеет определение функциональных резервов желез внутренней секреции в разные периоды онтогенеза и связь этих показателей с молочной продуктивностью у разных пород крупного рогатого скота и их разнопродуктивных групп.

Известно также, что эндокринная и иммунная системы сильно подвержены не только генетическому влиянию, но и экзогенным факторам (сезон года, качество и уровень питания и т.д.). Кроме того, эти системы подвержены и различным эндогенным факторам, прежде всего, периоду онтогенеза и физиологическому состоянию организма. Применение гомогената трутневого расплода в кормлении телят повлияло на концентрацию тестостерона и кортизола в сыворотке крови животных (табл. ).

Таблица 16 — Гормональный статус телят

Исследования сыворотки крови молодняка телят показали, что использование трутневого расплода в кормлении животных снижает содержание гормона тестостерона в организме откормочных бычков. Возможно, это связано с тем, что трутневый расплод содержит гормоноподобные вещества, которые организм животного использует взамен собственных гормонов, в свою очередь снижаю концентрацию тестостерона в крови. Уровень гормона кортизола в крови молодняка бычков в опытной группе был также несколько выше относительно показателей в контрольной группе.

2.4.4 Морфологические изменения органов откормочных бычков при введении в рацион защищенной формы трутневого расплода

Морфологические изменения определяли после убоя бычков в возрасте 13 месяцев. Осмотр внутренних органов не показал отклонений от нормы: края печени острые, паренхима вишнево-красного цвета, плотная, очаги некроза или абсцессов не обнаружены. Сердце в норме. Легочная ткань упругая, без кровоизлияний и отечности. Трахеи и бронхи чистые. Селезенка без патологических изменений. Почки обычных размеров без видимой патологии. Серозные оболочки органов желудочно-кишечного тракта без очагов воспалений и гемморагий, слизистые оболочки серовато-розового цвета. Лимфоузлы также не имели видимой патологии, на разрезе сероватого цвета без кровоизлияний. Вместе с тем, морфологические исследования внутренних органов и эндокринных желез у подопытных животных показали наличие активной гиперемии, расширение клубочковой зоны и мозгового слоя в надпочечниках, увеличение числа и размеров островков Лангерганса в поджелудочной железе, дегенерацию части проксимальных канальцев почки, повышение числа мелких фолликул в щитовидной железе. Все это свидетельствует о нормальном протекании процессов в этих органах и тканях, а также об усилении кровотока и расширении капилляров, что способствует повышению доли мышечных волокон, обеспечивающих рост мышечной ткани и снижению уровня жировой ткани.

Это подтверждают данные результатов контрольного убоя и химического состава мышечной ткани (табл.).

Таблица 17 — Химический состав мышечной ткани 13 — месячных бычков, %

Рисунок 22 — Соотношение мышечных волокон в длиннейшей мышце спины бычков, %

Использование защищенной формы трутневого расплода в кормлении половозрелых откормочных бычков повысило отложение мышечной ткани с большим содержанием в ней белков. По органолептическим показателям мясо бычков отвечало всем требованиям, предъявляемым к свежему доброкачественному мясу. При дегустационной оценке установлено, что мясо и бульон от животных опытной и контрольной групп имели идентичные органолептические и вкусовые качества. Проведенные морфологические исследования мышечной и жировой тканей выявили некоторые изменения соотношения типов мышечных волокон. У опытных животных в 13-месячном возрасте преобладал белый тип мышечных волокон, превышение контроля составило 41,6%.

Результаты определения соотношений размерных классов адипоцитов в подкожном жировом депо бычков свидетельствуют об усилении процессов липолиза, что, вероятнее всего, обеспечивает энергией процессы, происходящие в мышечной ткани (табл. ).

Таблица 18 — Влияние защищенной формы трутневого расплода на соотношение размерных классов адипоцитов подкожного жирового депо бычков, %

Увеличение числа адипоцитов мелких размерных классов (до 20 мкм) и уменьшение содержания средних (до 20-70 мкм ) и крупных (до 70-120 мкм) подтверждают использование липидов, т.к. полученные соотношения размерных классов адипоцитов указывают на торможение процессов накопления липидов в клетках жирового депо.

Таким образом, включение в рацион половозрелых откормочных бычков защищенной формы трутневого расплода способствует увеличению массы мышечной ткани с одновременным уменьшением размеров адипоцитов в жировой ткани и с небольшим снижением как жира в мышечной ткани, так и абдоминального жира.

2.4.5 Влияние биологически активных соединений защищенной формы трутневого расплода на продуктивные качества животных

Многогранные полезные свойства гомогената трутневого расплода как компонента кормов еще недостаточно изучены. Однако установлено, что входящие в состав трутневого расплода макистерон А и экдистероиды обладают гормоноподобными свойствами по типу стероидных гормонов ( ).

Добавка к рациону гомогената трутневого расплода к рациону откормочных свинок, выращенных на ячменно-пшеничном рационе, позволила достоверно повысить прирост живой массы животных и повысить показатели мясной продуктивности ( наши исследования и на отчет прошлых годов).

При применении защищенной формы трутневого расплода в кормлении половозрелых откормочных бычков нами установлен анаболический эффект и способность кормовой добавки повышать скорость роста бычков (табл.).

Таблица 19 — Интенсивность роста половозрелых бычков, получавших кормовую добавку на основе защищенной формы трутневого расплода

Положительный эффект наблюдался в превышении абсолютного прироста живой массы к контролю, затраты корма снизились на 11,1 %. Отмечено улучшение убойных качеств туши (табл. 4). Больший выход мяса , большая площадь мышечного глазка (на 17,1 %).

Таблица 20 — Результаты контрольного убоя и обвалки туши половозрастных бычков при использовании защищенной формы трутневого расплода

Исследования, проведенные на откормочных бычках показали, что использование защищенной формы трутневого расплода в кормление животных, благодаря анаболическим, антиоксидантным и адаптогенным свойствам, позволяет увеличить прирост живой массы бычков на откорме на 12,6 %, улучшить мясную продуктивность и снизить затраты кормов на кг прироста.

Выводы

1. В результате применения защищенной формы трутневого расплода в кормлении ягнят установлено повышение концентрации в крови ягнят опытной группы гемоглобина, эритроцитов, что свидетельствует об активизации окислительно-восстановительных процессов в организме животных, что подтверждается более высокие показатели прироста в течении эксперимента.

2. В конце научного эксперимента в сыворотке крови ягнят, получавших защищенную форму гомогената трутневого расплода установлено достоверно значимое повышение данного показателя на 7,9% по сравнению с ягнятами контрольной группы и статистически значимое снижение уровня общего холестерина на 17,7% относительно значений в контрольной группе.

3. Исследования сыворотки крови молодняка ягнят показали, что использование кормовой добавки на основе трутневого расплода значительно повышает содержание гормона тестостерона в организме ягнят: концентрация тестостерона находилась на уровне 8,22 нмоль/л, то у животных опытной группы – 11,93 нмоль/л, что статистически значимо выше контрольных показателей.

4. Уровень миостатина в гомогенате мышечной ткани ягнят опытной группы составил 3,12 нг/мл, в то время как у животных контрольной группы данный показатели находится на уровне 4,85 нг/мл. В сыворотке крови опытных ягнят установлено снижение уровня миостатина на 27,7% относительно контрольных значений, что говорит о содержании в трутневом расплоде биологически активных вещест, способных блокировать данный белок, тем самым способствуя росту мышечной ткани.

5. Среднесуточный прирост у ягнят опытной группы составил 173,63 г, а у ягнят контрольной группы — 147,78 г, что на 14,9 % ниже показателей в опытной группе. Показатель убойной массы откормочного молодняка овец в опытной группе составил 12,65 кг, что на 11,45 % выше относительно контрольных значений. В группе ягнят, получавших гомогенат трутневого расплода площадь мышечного глазка составила 13,57 см², что на 14,13% больше по сравнению с данным показателем в контрольной группе. Толщина жира над мышечным глазком в контрольной группе составила 3,5-5 мм, а в опытной группе 2,5-3 мм.

6. При изучении белкового состава сыворотки крови установлено, что концентрация общего белка в сыворотке телят опытной группы составил 70,2 г/л, что на 15,1% больше по сравнению с данным показателя у контрольных телят.

7. Использование защищенной формы трутневого расплода в кормлении половозрелых откормочных бычков повысило отложение мышечной ткани с большим содержанием в ней белков. По органолептическим показателям мясо бычков отвечало всем требованиям, предъявляемым к свежему доброкачественному мясу. У опытных животных в 13-месячном возрасте преобладал белый тип мышечных волокон, превышение контроля составило 41,6%.

8. Увеличение числа адипоцитов мелких размерных классов (до 20 мкм) и уменьшение содержания средних (до 20-70 мкм ) и крупных (до 70-120 мкм) подтверждают использование липидов, т.к. полученные соотношения размерных классов адипоцитов указывают на торможение процессов накопления липидов в клетках жирового депо.

9. Полученные результаты доказывают, что использование гомогената трутневого расплода в кормление откормочных ягнят и телят усиливает рост мышечной ткани, способствует повышению продуктивных показателей, что свидетельствует о проявлении анаболических, антиоксидатных и адаптогенных свойств защищенной формы гомогената трутневого расплода на организм животных.

Список литературы

1. Абдуллаев, Г.Г. Возродить былую славу лезгинских овец / Г.Г. Абдуллаев // Овцеводство. – 1990. – №3. – С. 26-27. с.
2. Авдалян, Я. Откормочные и мясные качества бычков Воронежского типа красно-пестрой породы разных линий / Я. Авдалян, И. Зизюков, Н. Щегольков // Молочное и мясное скотоводство. – 2012. — №5. – С. 23-24.
3. Алагирова, Ж.Т. Адаптивные способности голштинского скота отечественной и американской селекции при их интродукции в Кабардино-балкарскую республику: автореф. дис. … канд. биол. наук: 06.02.07. / Ж.Т. Алагирова. — Дубровицы, 2016. — 19 с.
4. Амерханов, Х. Генетические ресурсы мясного скота в Российской Федерации / Х. Амерханов, Ф. Каюмов // Молочное и мясное скотоводство. – 2011. — №1. – С. 3-6.
5. Амирова, П.Х. Гематологические показатели ярок различного происхождения / П.Х. Амирова, И.С. Исмаилов, В.А. Кущенко // Овцы, козы, шерстяное дело. – 2010. – №3. – С. 53-55.
6. Афанасьева, Е. Мясная продуктивность черно-пестрых бычков при выращивании в облегченном помещении и открытой площадке и откорме до живой массы 550 кг / Е. Афанасьева, Г. Легошин, А. Мамонов и др. // Молочное и мясное скотоводство. – 2013. — №6. – С. 6-7.
7. Баева Е.В. Состояние клеточного иммунитета при стрессовании молодняка крупного рогатого скота // С.-х. биология. 1992. — №6. — С. 115-120.
8. Беломытцев, Е. Связь технологии откорма с продуктивностью бычков и качеством мяса / Е. Беломытцев, Н. Дагаева // Молочное и мясное скотоводство. – 1991. — №5. – С. 40-42.
9. Бельков, Г.И. Совершенствование технологии мясного скотоводства. Индустриализация производства мяса / Г.И. Бельков, В.А. Черников. – М.: Агропромиздат, 1987. – С.93-100
10. Биркалова Е.И. Особенности формирования мясной продуктивности и качественных показателей мяса молодняка русских длиннотощехвостых овец в зависимости от пола и возраста:дис. … канд. с.-х. наук: 06.02.10 / Е.И. Биркалова. — Саратов, 2016. – 156
11. Боряев Г.И., Блинохватов А.Ф., Невитов М.Н. Влияние различных соединений селена на иммунный статус ягнят в послеотельный период // Овцы, козы, шерстное дело. 1998. — № 2. — с. 43-45.
12. Будникова, Н.В. Биологически активные соединения в трутневом расплоде / Н.В. Будникова // Пчеловодство. – 2009. — №6. — С.52-53
13. Вершинин, А.С. Мясная продуктивность козлов – кастратов советской шерстяной породы / А.С. Вершинин, А.Н. Антонов, Г.Б. Цыденов // Овцы, козы, шерстяное дело. – 2007. – №2 – С. 18-19
14. Голубков, А.И. Мясные качества симментальских бычков различных генотипов в Республике Хакасия / А.И. Голубков, М.М. Никитина // Сборник научных трудов по материалам международной научнопрактической конференции «Повышение конкурентоспособности животноводства и актуальные проблемы его научного обеспечения». – Ставрополь, 2014. – С. 189-192
15. Горлов И.Ф. Влияние технологических приемов выращивания на иммунное состояние организма телят // Технология производства и перераб. продукции животновод. Волгоград, 1996. — С. 139-143.
16. Горлов, И.Ф. Синтез и качественные показатели жировой ткани в организме бычков калмыцкой породы разных типов телосложения / И.Ф. Горлов, А.К. Натыров, Б.К. Болаев, М.Е. Спивак // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. – 2015. — №3 (39). – С. 102-105
17. Горлов, И.Ф. Системные технологии производства животноводческой продукции, как основа повышения конкурентоспособности АПК / И.Ф. Горлов // Актуальные проблемы развития агропромышленного комплекса Юга России: матер. междунар. науч.-практич. конф. – Элиста: Издательство КГУ, 2009. – С. 13-16
18. Горожанкина, Л.А. Содержание метионина в пищевых белках / Л.А. Горожанкина // Значение белка в питании здорового и больного человека. – М.: Медгиз,1959. – С. 21-27.
19. Давлетова, А.М. Убойные показатели баранчиков эдильбаевских овец / А.М. Давлетова, В.И. Косилов // Овцы, козы, шерстяное дело. – 2013. – №3. – С. 11-12
20. Данкверт, А.Г. История племенного животноводства России / А.Г. Данкверт, С.А. Данкверт. – М.: Арбат Информ, 2004. – 328 с.
21. Данкверт, С.А. Производство мяса в мире / С.А. Данкверт, А.М. Холманов, О.Ю. Осадчая. – Москва: Экономика, 2016. – 495с.
22. Еременко, В.И. Гормональный статус, показатели обмена веществ и резистентность у крупного рогатого скота разных пород в онтогенезе
23. Забелина, М.В. Мясные качества и оптимизация сроков убоя баранчиков аборигенных пород / М.В. Забелина // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2006. – №.6 – С. 61-62.
24. Землянова Ю.В. Опыт применения трутневого расплода в экспериментах и клинических испытаниях:итоги и перспективы / Ю.В. Землянова, В.П. Чижов, Г.И. Боряев, Е.В. Здоровьева, Е.В. Перунова, А.В. Баулин, Е.Е. Пономарева // Мат. Междунар. научно-практ. конф. «Modern trends in reproduction of livestock animals (Современные аспекты воспроизводства сельскохозяйственных животных».- Пенза:РИО ПГСХА, 2015. – С. 86-91
25. Зоранян, В.А. Проблема сохранения и целенаправленного использования генетических ресурсов заводских и эндемических пород животных и их диких сородичей / В.А. Зоранян, В.А. Абромян, С. В. Зоранян // Эколого – генетические проблемы животноводства и экологически безопасные технологии производства продуктов питания: тезисы докл. Междунар. научн. – практ. конф. – Дубровицы, 1998 – С. 68-69.
26. Кистанова, Е.К. Влияние трутневого расплода на физиолого-биохимический статус молодняка свиней /Е.К. Кистанова, Е.В. Здоровьева, Г.И. Боряев, О.Г. Катаев, Г.М. Мелоян // Нива Поволжья. – 2016. — №4. – С. 24-29
27. Клос Ю.С. Динамика содержания общего белка и его фракций в сыворотке крови холостых, суягных и лактирующих овцематок // С.-х. биология. -1990.-№4.-С. 48-51.
28. Кононенко, С.И. Актуальные проблемы организации кормления в современных условиях / С.И. Кононенко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2016. — №115. – С. 951-980
29. Кононенко, С.И. Инновации в организации кормления / С.И. Кононенко // Известия Горского государственного аграрного университета. – 2014. – Т. 51, № 2. – С. 94-98.
30. Кот М.М., Булатов Р.И. Некоторые показатели углеводно-жирового обмена у ярославского скота в онтогенезе // Докл. Тимирязев, с.-х. акад. 1972. -Вып. 185.-С. 27-34.
31. Кочкаров, Р.Х. Оплата корма приростом живой массы ярками советской мясошёрстной породы / Р.Х. Кочкаров // Овцы, козы, шерстяное дело. – 2009. – С. 66-67.
32. Лазарян, Д.С. Таблетки «Апилар» на основе трутневого расплода, обладающие анаболическим, актопротекторным действием // Патент №2233666. — 2004
33. Миронова, И.В. Характеристика мясной продукции молодняка черно-пестрой породы и ее помесей с салерсами / И.В. Миронова, Д.Р. Гильманов // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. – 2013. — №2 (26). – С. 45-49.
34. Митрофанова, Д.В. Гормоны трутневого расплода медоносных пчел разного возраста / Д.В.Митрофанов, Н.В.Будникова, Л.А.Бурмистрова //Пчеловодство. – 2015. — №7. — С.58-59
35. Мунгин, В.В. Влияние уровня жира в рационах на мясную продуктивность молодняка овец / В.В. Мунгин, С. А. Лапшин, П.М. Стрелков // Проблемы отрасли овцеводства и перспективы её развития в Среднем Поволжье: матер. науч. – практич. конф. Пенза. – 2001. – С. 60-61.
36. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие: 3-е издание переработанное и дополненное // Под ред. А.П. Калашникова, В.И. Фисинина, В.В. Щеглова, Н.И. Клеймёнова. – Москва. – Колос, 2003. – С. 76-77; 80-124.
37. Палфий Ф.Ю., Якимчук Л.Л. Повышение использования питательных веществ жвачными животными // Науч.основы полноцен. кормения с.-х. животных. М. — 1986. — С. 9-14.
38. Панин, В.А. Повышение эффективности производства мяса и молока за счет рационального использования породных ресурсов лучших зарубежных и отечественных пород крупного рогатого скота: автореф. дис. … докт. с.-х. наук: 06.02.10 / Панин Виктор Алексеевич. – Оренбург, 2013. – 34 С
39. Прохода, И.А. Получение апидобовок из личинок пчел / И.А. Прохода//Пчеловодство. – 2009. — №8. — С.48-49
40. Рахимжанов, Б. Белковый и аминокислотный состав сыворотки крови овец в зависимости от возраста и физиологического состояния организма / Б. Рахимжанов // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. – 1981. – №2. – С. 30-33.
41. Трухачев, В.И. Мясной рынок России: анализ состояния и перспективы развития / В.И. Трухачев, М.Г. Лещева, Ю.А. Юлдашбаев // Достижения науки и техники АПК. – 2012. — №11. – С. 3-9
42. у: автореф. дис. … д-ра биол. наук: 03.00.13 / В.И. Еременко. — Боровск, 2001. — 43 с.
43. Ульянов, А.Н. К проблеме сохранения генофонда стад овец кубанского заводского типа породы линкольн / А.Н. Ульянов, А.Я Куликова // Овцы, козы, шерстяное дело. – 2016. – №1. – С. 17-20
44. Эльжироков З.Л. Эффективность выращивания бычков симментальской породы в условиях различных технологий производства говядины: дис. … канд.с.-х. наук: 06.02.10. / З.Л. Эльжирокова. — Нальчик, 2017. — 182 с.
45. Auezov, M. Improving Reproductive Qualities of Pigs Using the Drone Brood Homogenate / M. Auezov, M. Utemisov, Z. Khan // Bolatovna et al. Biol Med (Aligarh). – 2015. — № 7(2).
46. Bass, J.J. Plasma concentration of FSH and LH in entire and castrated prepubertal bull calves treated with Gn – Rh / J.J. Bass, A.S. McNeilly, H.E. Moreton // J.Reprod. Fertil., 1999, 57(1): 219-222.
47. Brandstetter, A.M. Effects of muscle type castration, age, and compensatory growth rate on androgen receptor mRNA expression in bovine skeletal myscle / A.M. Brandstetter, M.W. Pfaffl, J.F. Hocguette // J.Anim Sci.,2000, 78(3): 629-637.
48. Brandstetter, A.M. Effects of muscle type castration, age, and compensatory growth rate on androgen receptor mRNA expression in bovine skeletal myscle / A.M. Brandstetter, M.W. Pfaffl, J.F. Hocguette // J.Anim Sci.,2000, 78(3): 629-637.
49. Hrassningg, N. Differences in the drone and worker physiology in honeybees (Apis mellifera) / N. Hrassningg, R. Crailsheim //Apidologie. – 2005. — №36. – Р. 255-277.
50. Notten, D.R. Effects of ewe breed and management sustem on efficiency of lamb production: II Lamb growth survival and carcass caracteristics / D.R. Notten, R.F. Kelly // J. Anim. Sci. – 1991. – №69. – P. 22-23
51. Zemp, М. Swiss Genetics / M. Zemp, A. Aebi. – Switzerland. Naturally: Worldwide successful, 2007. – 20р

РЕФЕРАТ

Отчёт: 68 с., 11 таблиц в основной части, 6 таблиц в приложении, 112 источников использованной литературы.

КОНОПЛЯ ПОСЕВНАЯ, СРЕДНЕРУССКИЙ ЭКОТИП, КАННАБИНОИДЫ, БЕЗНАРКОТИЧЕСКИЙ СОРТ, хозяйственно ценный признак, ТЕТРАГИДРОКАННАБИНОЛ, однодомность, выход волокна, СОДЕРЖАНИЕ масла, содержание целлюлозы

Представлены результаты научно-исследовательских работ по комплексной оценке нового исходного материала для селекции безнаркотической однодомной конопли посевной в условиях Среднего Поволжья.

Цель работы – создание перспективного селекционного материала для выведения новых безнаркотических сортов однодомной конопли среднерусского экотипа, обладающих устойчивостью признака однодомности, высокой продуктивностью и качеством основных видов продукции, с содержанием тетрагидроканнабинола в растениях менее 0,1%, адаптированных к условиям Среднего Поволжья.

В задачи исследований входило:

– выполнение селекционной оценки новых гибридных комбинаций по комплексу хозяйственно полезных признаков и свойств;

– выделение образцов, обладающих сочетанием оптимальных параметров хозяйственно ценных признаков и свойств для различных направлений селекции культуры.

Научная новизна исследований. В условиях лесостепи Среднего Поволжья создаётся качественно новый селекционный материал конопли посевной с генетически закреплённым признаком однодомности, пониженным относительно существующих селекционных сортов содержанием тетрагидроканнабинола в растениях (менее 0,05%) и повышенными относительно существующих сортов качественными и количественными характеристиками основных видов продукции.

Практическая значимость работы. Выделенные гибридные комбинации будут вовлечены в селекционный процесс по созданию новых безнаркотических сортов посевной конопли различных направлений хозяйственного использования.

Объект исследований – 41 сложногибридная комбинация F₁BC₁ конопли посевной южного и среднерусского экотипов.

В процессе выполнения НИР достигнуты следующие научные результаты:

1) получены экспериментальные данные комплексного изучения хозяйственно-ценных признаков и свойств нового селекционного материала (гибридных комбинаций) для создания безнаркотических сортов различных направлений их хозяйственного использования;

2) выделены образцы, обладающие комплексом оптимальных параметров хозяйственно полезных признаков и свойств по различным направлениям селекции конопли посевной.

На основе вовлечения в селекционный процесс выделенного рекомбинантного материала будут созданы новые высокопродуктивные безнаркотические сорта конопли посевной двустороннего и зеленцового направлений хозяйственного использования. Внедрение новых сортов в различные регионы коноплесеяния агропромышленного комплекса РФ позволит повысить темпы их экономического развития, увеличить конкурентоспособность производимой продукции и обеспечить устойчивое импортозамещение.

Применение результатов НИР в целях расширения сортового разнообразия и направлений использования конопли посевной соответствует приоритетам социально-экономического развития Российской Федерации.

ВВЕДЕНИЕ

В условиях глобальной экологизации сферы производства и ориентации индустрии на использование возобновляемых сырьевых ресурсов происходит увеличение спроса на технические культуры, в том числе и коноплю посевную. Современная экономика и экология имеют потребность в различных сортах конопли, пригодных как для переработки на волокно, ткани, бумагу, масло, лекарства, так и для оздоровления агробиоценозов, биоценозов вредных промышленных производств и рекультивации заражённых радионуклидами почв. Поэтому важнейшим направлением современной селекции конопли является выведение новых безнаркотических сортов разнообразных направлений использования, обладающих комплексом необходимых хозяйственно-ценных признаков и биологических свойств.

Известно, что эффективность селекционной работы решающим образом зависит от методов создания генетической гетерогенности для дальнейших направленных отборов.

Селекционные сорта среднерусской конопли посевной преимущественно являются результатом гибридизации между образцами данного экотипа. Эти сорта обладают повышенной семенной продуктивностью (0,8-1,1 т/га), скороспелостью (110-120 суток), засухоустойчивостью. При этом они формируют урожайность стеблей на уровне 8-10 т/га, что обеспечивает сбор волокна в количестве 2,5-3,0 т/га. В то же время селекционные безнаркотические сорта конопли посевной южного экотипа способны формировать урожайность стеблей до 11-13 т/га, что превышает уровень данного показателя среднерусских сортов на 30-35%. Южная конопля обеспечивает сбор волокна 3,5-4,0 т/га, отличающегося высокими качественными характеристиками.

Вовлечение в селекционный процесс генетической плазмы южного экотипа посевной конопли позволит привнести в гибридное потомство его ценные признаки: высокую урожайность стеблей и содержание качественного волокна. Сочетание в одном сорте преимуществ южного и среднерусского экотипов конопли посевной возможно достичь селекционными методами.

Для реализации цели задания в предыдущие годы были подобраны родительские компоненты для скрещиваний: по 4 селекционных сорта южной двудомной и среднерусской однодомной конопли, в которых основной лимитирующий признак – содержание ТГК – понижен до уровня 0,04-0,06%. Выбрана схема гибридизации (неполная диаллельная), позволяющая создать генетическую гетерогенность для отборов и оценить влияние на нее признакового разнообразия исходных родительских форм. Проведён цикл сложных и возвратных скрещиваний. Получена 41 оригинальная сложногибридная комбинация F₁BС₁ для практической селекции безнаркотических сортов посевной конопли.

Задача исследований – сравнительное изучение и отбор гибридных комбинаций, сочетающих оптимальные параметры основных хозяйственно-ценных признаков: содержание ТГК менее 0,1% и однодомность с высокими уровнями семенной продуктивности, содержания масла и выхода качественного волокна.

Объект исследований – селекционный материал: сложногибридные комбинации F₁BC₁ конопли посевной южного и среднерусского экотипов.

1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. Формирование рекомбинационной изменчивости

Эффективность селекционной работы с культурой конопли решающим образом зависит от методов создания генетической гетерогенности для последующих направленных отборов. Генетическая гетерогенность формируется путём разных типов скрещиваний (топкроссы, поликроссы, диаллельные, свободные) с последующим направленным отбором индивидуальных растений в гибридных популяциях [1].

Первые селекционные безнаркотические сорта среднерусской однодомной конопли в основном созданы в результате межсортовой гибридизации между образцами данного экотипа. Поэтому, при относительной скороспелости и повышенной семенной продуктивности, количественные и качественные параметры урожая волокна этих сортов были средними. В то же время сочетание в одном сорте достоинств среднерусской и южной конопли допускало совмещение в одном генотипе признаков высокой семенной продуктивности и скороспелости с высокими показателями урожая стеблей и выхода качественного волокна [2].

Традиционные методы селекции конопли, применяемые в создании новых безнаркотических сортов (внутривидовая гибридизация с разными схемами скрещивания, многократный семейственно-групповой отбор, индивидуальный отбор) позволили вывести ряд однодомных среднерусских, а также двудомных и однодомных южных сортов конопли, внесённых в Госреестр и допущенных к использованию на территории Российской Федерации.

Наряду с традиционными, перспективным методом получения ценного исходного материала для селекции однодомной конопли является гибридизация среднерусских форм с южными. В связи с чем вовлечение в скрещивания селекционных сортов южной двудомной конопли, обладающих рядом положительных качеств, отсутствующих у среднерусских биотипов, перспективно в целях получения ценного исходного материала для селекции высокопродуктивных однодомных форм [2].

Имеющиеся в селекционной практике экспериментальные данные свидетельствуют, что при скрещивании двудомных форм с однодомными гибриды F₁ сочетают в себе качества однодомной (скороспелость, однородность посева и дружность созревания растений) и двудомной конопли (урожайность тресты и содержание качественного волокна), одновременно проявляя гетерозис по семенной продуктивности [3].

В селекционных программах при формировании нового исходного материала широко используется метод внутривидовой межсортовой гибридизации с вовлечением в скрещивания селекционных сортов различных экотипов – среднерусского и южного.

Основа селекционной работы с видом Cannabis sativa L. – внутривидовая гибридизация и семейственно-групповой отбор по комплексу хозяйственно полезных признаков и свойств [3].

Для конопли метод направленной гибридизации имеет первостепенное значение, так как у этого ботанического вида имеются контрастные по хозяйственно ценным признакам экотипы (северный, среднерусский и южный), скрещивание между которыми осуществляется достаточно результативно [3].

В качестве исходного материала для скрещиваний используются селекционные сорта и/или сортообразцы отечественного и зарубежного происхождения, естественные популяции инорайонного происхождения (местные сорта), реже рудеральные формы различных географических зон, самоопылённые линии, искусственные мутанты и полиплоиды.

В зависимости от целей и задач, решаемых селекционерами, применяются различные типы скрещиваний. Наибольшее распространение в селекционной практике получили межсортовые и внутрисортовые скрещивания и скрещивания географически отдалённых форм конопли. В результате получается разнообразный гибридный материал, обладающий большим генетическим многообразием по количественным и качественным признакам [3].

Следующий за гибридизацией этап селекционного процесса конопли посевной заключается в оценке признаков потомств, полученных от направленных скрещиваний, выделении лучших гибридных комбинаций, создании максимально выраженной признаковой однородности селектируемых популяций.

Дальнейшая работа с селекционным материалом состоит в его размножении с применением массового (негативного либо улучшающего) отбора для получения родоначальных семян новых сортов.

Успешная деятельность по созданию сортов в решающей степени зависит от разнообразия исходного материала. Базой для создания новых сортов служит материал, полученный предшествующей селекцией. Основным источником генетического разнообразия для селекции служат фонды мировой коллекции культуры. На основании изучения коллекционного материала составляется программа скрещиваний, получение и оценка гибридного материала, направления отборов внутри гибридных популяций, перспективность отдельных популяций в качестве кандидатов на допуск к использованию в конкретном регионе.

Планомерная селекционная работа с коноплёй посевной, развёрнутая в нашей стране в 1931 году, продолжается по настоящее время. Селекционные достижения отечественных селекционеров позволили сформировать необходимое сортовое разнообразие, внедрить высокопродуктивные сорта в основных коноплесеющих регионах, увеличить урожайность и валовые сборы коноплепродукции.

Однако до настоящего времени не созданы сорта однодомной конопли с полным отсутствием в популяции обычной поскони – нежелательного признака, постепенно приводящего к реверсированию однодомной конопли в двудомную без применения специальных высокозатратных приёмов (многократных ручных сортопрочисток), составляющих до 20% себестоимости оригинальных семян.

Содержание ТГК в растениях селекционных сортов конопли также может быть снижено до более малых значений и в перспективе почти полностью элиминироваться из растений.

Таким образом, количественные и качественные хозяйственно полезные признаки и свойства растений конопли могут быть улучшены селекционными методами. Селектирование форм однодомной конопли посевной, устойчивых в признаке однодомности, не требующих выполнения ресурсозатратных приёмов при репродуцировании, обладающих пониженными до уровня следовых значений параметрами содержания ТГК (менее 0,05%), требует формирования качественно нового исходного материала.

В связи с чем, создание новых высокопродуктивных безнаркотических сортов однодомной конопли на основе получения, комплексной оценки разнообразного гибридного материала, выделении и сравнительного испытания перспективного селекционного материала характеризует актуальность данной научно-исследовательской работы.

К хорошо освоенным и зарекомендовавшим себя методам создания генетической гетерогенности посевной конопли относятся искусственная гибридизация и индуцированный мутагенез. На этапе создания нового исходного материала конопли существенный практический интерес представляет самоопыление индивидуальных растений (инцухт). К разрабатываемому селекционному направлению принадлежат методы культуры in vitro.

Гибридизация. Основой селекционного процесса конопли являются гибридизация и отбор [4]. Это связано с тем, что возможность совершенствования растений с помощью рекомбинаций, т.е. нового сочетания генов, практически неограниченна. Поэтому одна из главных задач современной селекции – поиск методов управления рекомбиногенезом и эффективного отбора наиболее ценных генотипов с необходимым комплексом признаков и свойств.

Характерной особенностью конопли является свободная скрещиваемость между различными экологическими группами [5]. На начальных этапах селекции конопли широко использовался метод гибридизации географически отдалённых форм [6]. Это было обусловлено требованиями выведения, прежде всего, высоковолокнистых сортов. В начале проводимых исследований выяснилась закономерность: формы, урожайные по стеблям и волокну, были позднеспелыми и с низким содержанием семян и, наоборот, урожайные по семенам – оказались скороспелыми и с низким урожаем волокна [7]. В скрещиваниях использовались сорта разных экотипов, произраставшие в значительном широтном удалении: Южная Краснодарская, Южная Чуйская, образцы американской и северной конопли. В результате селекционной проработки полученных гибридов была выделена перспективная комбинация (Южная Краснодарская × Северная), которая впоследствии стала сортом Южная созревающая 6 (ЮС-6). Содержание волокна у сорта ЮС-6 было доведено до 27%. В 1968 г. ЮС-6 занимал около 42% площади от общих сортовых посевов по стране или больше половины в зоне среднерусского коноплесеяния [8].

Впоследствии под руководством Г.И. Сенченко были созданы такие выдающиеся высоковолокнистые двудомные сорта как ЮС-8, ЮС-9, Глуховская 10. Промышленное возделывание новых сортов двудомной конопли требовало значительных затрат ручного труда. В связи с этим была развёрнута селекция однодомной конопли в зоне среднерусского коноплесеяния [9, 10].

При скрещиваниях южного экотипа со среднерусским у большинства гибридов в потомстве доминирует материнская наследственность [11]. Наряду с селекционными сортами одновременно созревающей среднерусской и южной конопли источниками однодомности служили мутанты – как спонтанные (однодомные растения, выщепившиеся в популяциях двудомной конопли), так и индуцированные (полученные при обработке двудомной матерки некоторыми химическими веществами) [12, 13].

Для формирования генетического полиморфизма и усиления признака однодомности проводились обычные скрещивания между разными типами однодомных растений, а также близкородственные скрещивания однодомных растений и их потомств, в результате чего был получен разнообразный исходный материал [14].

В процессе селекционной проработки перспективных гибридных комбинаций было создано несколько сортов однодомной конопли, общим недостатком которых являлось меньшее, по сравнению с двудомными сортами, содержание волокна в стеблях. При решении этой проблемы наиболее эффективным оказался метод гибридизации высоковолокнистых двудомных с менее волокнистыми однодомными сортами [7].

Этим методом был создан ряд ценных сортов однодомной конопли, широко распространённых в коноплеводстве 60-70-х годов прошлого века. Так, в Институте лубяных культур путём гибридизации высоковолокнистого сорта двудомной конопли ЮС-6 с Бернбургской однодомной и последующего отбора на волокнистость получен сорт однодомной южносозревающей конопли ЮСО-1, районированный в 1968 г. (авторы А.И. Аринштейн и Г.А. Хренникова). В результате скрещивания сорта двудомной конопли ЮС-6 с Южной однодомной получен сорт однодомной конопли ЮСО-4. В Краснодарском НИИСХ в результате гибридизации Южной Краснодарской конопли с Южной однодомной и Южной Чуйской с Южной однодомной в сочетании с семикратным отбором внутри гибридных популяций получено два сорта однодомной конопли южного экотипа – Краснодарская однодомная 2 и Краснодарская однодомная 3 [15].

В 1969 году был районирован сорт однодомной конопли Краснодарская ранняя 78, полученный в результате гибридизации и многократного отбора на повышение содержания и урожая волокна (авторы В.А. Невинных, П.В. Нимченко). По урожаю стеблей и волокна этот сорт превышал родительский однодомный, однако уступал районированному сорту Краснодарская 35 [15].

На Синельниковской селекционно-опытной станции в результате гибридизации различных сортов двудомной конопли с Южной однодомной получены одновременно созревающие сорта – Южная одновременно созревающая 13 (ЮОСО-13) и Днепровская 3 (автор Р.И. Каплунова). В результате скрещивания сортов Сегеди 9 и Фибримон 56 с последующим отбором высоковолокнистых однодомных растений получен сорт однодомной конопли Днепровская однодомная 6 [16].

В Полтавском сельскохозяйственном институте методом свободного переопыления сортов Южная однодомная и Однодомная среднерусская выведен сорт Однодомная 12 (авторы Е.С. Гуржий, В.С. Мережко). Этот сорт уступал районированным (двудомной Южной Краснодарской и ЮС-84) по урожаю соломки и волокна, однако его скрещивание с Южной Краснодарской позволило получить урожайный по сбору волокна сорт однодомной конопли Полтавская 3, районированный в Полтавской и Черкасской областях [7].

Таким образом, в 60-70-е годы ХХ века отечественными селекционерами были выведены высокоурожайные сорта однодомной конопли, приспособленные к различным зонам коноплесеяния. Существенным отрицательным качеством этих сортов являлась нестабильность по признаку однодомности.

К середине 70-х годов ХХ века в селекционной практике у конопли были обнаружены так называемые трансгрессивные формы. У гибридов конопли трансгрессии были изучены Г.С. Степановым при межсортовых скрещиваниях. Наиболее высокие показатели отмечены по массе стебля одного растения. Степень трансгрессии составляла 18-25%, частота 15-24%. В потомстве гибридов возвратного скрещивания трансгрессии не проявлялись. Автором сделан вывод о целесообразности использования таких биотипов для получения сложногибридных популяций и направленного отбора в них [17].

Использование этого метода в селекции однодомной конопли показало его высокую результативность. Селекционные достижения конца ХХ-начала ХХI вв. – сорта Диана (1994), Ингреда (1999), Антонио (2002), Сурская (2005) – выведены от гибридизации среднерусских и южносозревающих биотипов и последующего создания сложногибридных популяций с использованием направленного многократного отбора по комплексу желательных признаков. Особенностью этих сортов являлось низкое выщепление в популяции маскулинизированных половых типов и обычной поскони (менее 1%).

В начале 1970-х годов в связи с ростом наркомании особую актуальность приобрела селекция конопли на безнаркотичность, что потребовало начать поиск в направлении эффективных способов выявления безнаркотичных растений в популяциях исходных форм, выделения отдельных генетически взаимосвязанных с безнаркотичностью косвенных признаков, так называемых маркеров безнаркотичности. Имеется информация, что для конопли маркерным признаком является количество и тип железистых волосков на околоцветниках, используемый при селекции безнаркотических сортов [18].

Таким образом, как на раннем, так и на современном этапе селекции вида Cannabis sativa L. наиболее распространённым и результативным является метод гибридизации, позволяющий создавать генетическую гетерогенность для селекционных отборов путём рекомбинаций генов родительских форм.

Сохранение генотипического разнообразия в селектируемой популяции конопли, по мнению Т.И. Сухорады (1997), создаёт благоприятные условия для быстрого фиксирования ценных наследственных свойств при семейственно-групповом отборе с индивидуальной оценкой по основным хозяйственным признакам каждого растения внутри семьи. Практика селекционной работы с коноплёй показала высокую эффективность этого метода [19].

В селекции конопли наряду с методами создания генетической гетерогенности немаловажное значение имеет определение генотипической вариабельности признаков и свойств. В работе С.В. Григорьева (1999) проведён анализ соотношения фенотипической и генотипической изменчивости у сортов и коллекционного образца дикорастущей конопли. Необходимо отметить, что генотипическая вариабельность признака технической длины стебля у широко культивируемого в мире ЮСО-31 составляет крайне малое значение – 0,01. Только 2,4% общего фенотипического варьирования этого показателя обусловлено генотипически, а остальные 97,6% – условиями среды, или паратипом. Этот факт можно объяснить тем, что сорт создан для механизированного возделывания и получения преимущественно волокна и является рекордсменом по его общей урожайности – более 2,7 т/га. Растения в таком сорте выровнены по высоте [20].

Вместе с тем признак «продуктивность семян с растения» у сорта ЮСО-31 сильно варьирует: доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании составляет 35%, что более чем в 10 раз превышает аналогичное варьирование признака технической длины. Высказано предположение, что признак семенной продуктивности ЮСО-31 не подвергался столь же тщательной селекционной проработке, как техническая длина растения.

Сходная генотипическая изменчивость признака семенной продуктивности растений у кряжа Ермаковская местная. Доля её составляет 32% в общей фенотипической. По признаку семенной продуктивности кряж также не выровнен. Выводы подтверждаются литературными данными описания кряжа: образец конопли сформировался как сорт народной селекции методом массового отбора. В сравнении с высоковолокнистыми селекционными сортами он имеет качественное волокно с хорошей расщеплённостью по тонине [21].

Доля генотипической вариабельности признаков у дикорастущей конопли резко возрастает в сравнении с сортами. Это показано на примере признака семенной продуктивности: генотипическая изменчивость у образца Иркутская дикорастущая почти в два раза превышает аналогичный показатель у сравниваемых сортов (54,5%), и более чем в двадцать раз превышает долю генотипической изменчивости признака технической длины у сорта ЮСО-31 (2,4%) [20].

Мутагенез. Методом создания внутривидового генетического разнообразия у конопли является также экспериментальный мутагенез. Используя этот метод, можно получить ценные в селекционном отношении формы, которые не удаётся создать при гибридизации [22].

Известно, что род Cannabis характеризуется наличием в геноме двух половых хромосом, определяющих половой тип растений [23]. Поэтому наличие половых хромосом уменьшает возможности полиплоидии у вида Cannabis sativa L. Тем не менее, у культурной конопли имеются анеуплоидные формы, на что указывает характерное для неё явление полисомии.

В опытах Л.П. Бреславец (1933) в молодых корешках конопли были обнаружены соматические клетки с числом хромосом 8n = 80. Явление увеличения числа хромосом свидетельствует о склонности конопли к полиплоидии [23].

У тетраплоидной конопли выявлен ряд положительных свойств: крупносемянность, тенденция к одновременному цветению мужских и женских особей, появление однодомных форм, увеличение высоты растений. Тетраплоидная конопля характеризуется большими размерами вегетативных и генеративных органов, даже такие константные признаки как размер пыльцевых зёрен и количество пор у них имеют 35-45% приращение. Несмотря на то что по урожайности семян тетраплоидные растения уступают диплоидным, масса 1000 семян у них выше. Семена обладают пониженной всхожестью, а в некоторых случаях нежизнеспособны [8]. Вегетационный период у полиплоидных растений на 8-15 суток продолжительнее, чем у диплоидных, а в отдельных случаях эта разница составляет 25-30 суток. Однако встречаются скороспелые особи с длительностью периода вегетации на 12-15 суток короче, чем у исходного сорта. В потомстве полиплоидных растений наблюдается выщепление различных половых типов [24].

В Краснодарском НИИСХ в 1967-1968 гг. были созданы тетраплоидные формы южной конопли из сортов Краснодарская однодомная 3 и Краснодарская однодомная 35. Установлены различия между тетраплоидами и диплоидами в размерах замыкающих клеток устьиц, пыльников, количестве пор в пыльцевых зёрнах [15].

Во ВНИИ лубяных культур в конце 40-х гг. ХХ века проводились работы по получению тетраплоидных форм конопли, не скрещивающихся с однодомной [13]. В дальнейшем были получены две формы тетраплоидной конопли: Тетраплоидная однодомная 2 и Тетраплоидная однодомная 3, полученная с помощью колхицина. Наиболее эффективным способом получения тетраплоидных химер (24,1-39,0%) оказалось погружение в 0,1% раствор колхицина на 24 часа надземной части растения в фазе 2-3-х пар листьев [24].

Сравнительная оценка полученных тетраплоидных форм показала, что они уступают исходным диплоидным формам и стандарту по основным хозяйственно-ценным признакам, причём особенно сильно по семенной продуктивности. Это ухудшение объясняется тем, что в потомстве тетраплоидных форм появляются особи с несбалансированным числом хромосом, а также с пониженной жизнеспособностью гамет. Начальный отбор полиплоидов рациональнее проводить по косвенным морфологическим признакам, а затем путём цитологического анализа [24].

Последующим интенсивным отбором удалось преодолеть ряд недостатков тетраплоидов: улучшить качество волокна, повысить общую и техническую длину стебля, его массу и выход волокна, увеличить семенную продуктивность. У тетраплоидных форм уменьшилась осыпаемость семян, которая является недостатком однодомной конопли. Тетраплоидные формы конопли имеют более однородный половой состав и представлены в основном однодомной матёркой. Доля обычной поскони уменьшается, кроме того, мужские растения становятся более позднеспелыми, что приводит к уменьшению доли их участия в опылении и облегчает уборку культуры.

Повышение плоидности как двудомной, так и однодомной конопли вызывает удлинение вегетационного периода в целом. Возникают растения с увеличенной (до 30%) высотой. Окраска листьев и стеблей меняется до тёмно-зелёной. Вместе с тем наблюдаются отклонения в морфологии растений, аномалии в строении органов. Тетраплоидные растения двудомной конопли обладают резко выраженной двудомностью, наряду с этим наблюдаются различные половые отклонения [25].

Изучение полиплоидной конопли показало, что она обладает рядом селекционно-ценных признаков, а полиплоидия может быть использована как один из методов создания генетической гетерогенности у конопли посевной. Перечисленные особенности тетраплоидов свидетельствуют о перспективах их использования, в первую очередь, как исходного материала для создания сортов с ценными хозяйственно-биологическими признаками и свойствами.

Инцухт. Одним из первых инцухт у конопли изучал И.А. Сизов. Автором отмечено, что в результате инцухта имеет место общее ослабление мощности растений. Этот метод предлагался для закрепления однодомности, источниками которой являлись спонтанные мутанты в посевах или потомствах расщепляющихся гибридов. Примечательно, что в потомстве I₂ были обнаружены семена с массой 1000 семян 38,2 г [26].

В последующие годы изучением инцухта занимались разные НИУ. В опытах Р.И. Каплуновой резкое снижение продуктивности (25-30%) произошло уже в первом поколении после самоопыления [16]. Инцухт ведёт к возрастанию гомозиготности и, как следствие, к генетической дифференциации селекционного материала.

Большое число последовательных самоопыленных поколений для получения линейного материала требует вести поиск методов ускоренного получения высокогомозиготных линий. Один из них – получение линий из гаплоидов, у которых проявляются все рецессивные гены в течение одного поколения и появляются новые возможности комбинирования признаков в генотипе. У конопли частота появления спонтанных гаплоидов может достигать 3% [27].

Культура in vitro. Наряду с традиционными методами создания исходного материала для селекции конопли – гибридизацией и мутагенезом – ныне разрабатываются и другие, базирующиеся на использовании современных биотехнологий. В конце ХХ века приобрели большое практическое значение культура клеток и тканей растений [28, 29, 30]. Гетерогенность тканей в условиях in vitro используется генетиками и селекционерами для получения новых форм растений. За счёт использования спонтанного и экспериментального мутагенеза, культура каллуса может рассматриваться как один из методов создания нового исходного материала для селекции растений. Применение мутагенеза на клеточном уровне с последующей регенерацией нормальных растений способствует резкому увеличению степени изменчивости, что значительно повышает эффективность отбора. Одна из первых попыток культивирования однодомной конопли in vitro выполнена в начале 90-х годов ХХ века во ВНИИЛК [31].

Исследованиями, проведёнными в Пензенском НИИСХ, установлено, что на среде Мурасиге-Скуга образование каллусной ткани из пазушных почек начиналось на 3-4, а из листьев – на 6-7 сутки. По способности образовывать каллусы сорта расположились в следующем порядке: ЮСО-31→ Ингреда→ Диана→ Юлиана. Добавление в среду гетероауксина способствовало образованию крупных каллусов, а индолилуксусной кислоты – большого числа мелких каллусов.

Побеги формировались из каллусной ткани, как правило, в течение 25-30 суток. В течение 2-3-х месяцев на среде со стимуляторами роста удалось получить до 16% нормально развитых микрорастений с корнями. Эти растения были пригодны для переноса в почву. Однако полноценные растения-регенеранты образовывались редко. Наблюдалось сильное укорочение междоузлий, изменение форм листовых пластинок, пожелтение растений и их гибель [32].

Проведённые исследовательские работы в этом направлении ещё далеки от практического результата и требуют дальнейшего продолжения при условии соответственного финансирования.

Таким образом, для эффективного селекционного улучшения культуры конопли необходимо сочетание комплекса факторов. Результативность отбора по фенотипу продуктивных растений в решающей степени зависит от генотипической гетерогенности селектируемой исходной популяции. Генетическое разнообразие конопли посевной или культурной для целей современной селекции можно повысить путём использования гибридизации, мутагенеза и инцухтирования при создании исходного материала с высокой наследуемостью признаков безнаркотичности, однодомности и других хозяйственно полезных признаков и свойств.

2 Направления и результаты селекции на отдельные хозяйственно полезные признаки и свойства

Сорт однодомной конопли – динамическая популяция, состоящая из различных феминизированных и маскулинизированных типов, которые в условиях размножения под действием доминирующего влияния двудомности и высокого содержания каннабиноидов спонтанно переходят к потере признаков однодомности и низкоканнабиноидности. Поэтому, наряду с другими ключевыми признаками, прежде всего однодомность и низкоканнабиноидность нуждаются в непрерывном поддержании в процессе селекции и семеноводческого размножения.

2.1. Селекция на однодомность

Создание однодомной конопли явилось большим достижением в развитии коноплеводства. Внедрение однодомной конопли в производство позволило механизировать уборку урожая, что существенно повысило эффективность возделывания культуры. Вместе с тем исследования показали, что признак однодомности неустойчив в потомстве, причём эта неустойчивость обусловлена взаимодействием серии множественных аллелей генов половых хромосом и генетических факторов аутосом мужского и женского пола разной валентности. Спонтанный процесс популяционного изменения признаков пола однодомных растений постоянно направлен на выщепление поскони, т. е. на превращение однодомной конопли в двудомную, как результат реверсии рецессивных генов в доминантные [33].

Методы инцухта, гибридизации и отбора, используемые для создания исходного материала в селекции однодомной конопли не позволяют получить такую популяцию, у которой степень устойчивости признака однодомности позволила бы обойтись без браковки поскони, содержание которой является главным показателем, характеризующим стабильность данного признака в конкретной форме.

На сегодняшний день отсутствуют факты получения сортообразцов конопли посевной, не выщепляющих поскони. Более реально осуществимой задачей представляется создание сортов с уровнем содержания поскони, позволяющим обходиться без сортопрочисток в посевах.

В основе современных селекционных программ по конопле содержится принцип отбора растений, способствующий закреплению признака однодомности в потомстве. Генетический анализ различных половых типов конопли показал, что у однодомной конопли феминизированного типа для селекционных целей необходимо отбирать настоящие однодомные феминизированные растения и однодомную феминизированную матёрку. Такой отбор способствует не только закреплению признака однодомности в потомстве, но и повышает семенную продуктивность растений популяции [34, 35, 36, 37, 38, 39, 40].

Руководствуясь этим принципом, отечественные селекционеры создали ряд сортов, в которых выщепление обычной поскони было понижено до уровня менее 1%. Так, в итоге отбора в течение 10 лет у селекционного материала, на основе которого был создан сорт Однодомная среднерусская, содержание поскони снизилось с 24 до 0,9%. Однако при этом было сделано заключение, что дальнейшее снижение количества поскони в потомстве затруднено [41, 42].

Немецкие исследователи в основу отбора также закладывали однодомную феминизированную матёрку. В итоге отбора за 18 лет селекции был получен сорт Бернбургская однодомная, у которого содержание поскони снижено с 36 до 0,08% [43].

Следующим этапом развития селекции на закрепление признака однодомности явилась гибридизация двудомных образцов с однодомными в различных комбинациях. Наибольшее распространение получили гибриды возвратного скрещивания типа (двудомная конопля × однодомная) × однодомная. В случае использования отцовского сорта, отселектированного по признаку однодомности, за относительно короткий период можно создать селекционный материал с низким содержанием поскони [10, 13, 44, 45].

Благодаря использованию мужскистерильных растений в качестве материнской формы и этрела для химической кастрации мужских цветков у растений материнской формы в настоящее время применяется метод создания нового селекционного материала путём скрещивания между собой образцов однодомной конопли, вследствие чего появилась возможность получения гибридов с низким содержанием поскони в сжатые сроки [46, 47, 48, 49, 50].

Доказано, что у конопли можно применять и другие эффективные методы гибридизации с целью получения исходного материала с закреплённым признаком однодомности – принудительное самоопыление исходного растения и индуцированный мутагенез с созданием гаплоидов и полиплоидов [51].

Таким образом, анализ имеющихся теоретических и практических данных показывает, что, несмотря на достигнутые успехи, проблема закрепления признака однодомности в потомстве остаётся актуальной, поскольку используемые методы создания сортов и гибридов не решают кардинально главной задачи – выращивания однодомной конопли без проведения многократных сортопрочисток. Для решения этой проблемы требуются дальнейшие поиски получения качественно нового исходного материала на основе использования современных методов изменения наследственности.

2.2 Каннабиноидные соединения конопли и селекция на снижение их содержания

Эколого-географические типы конопли характеризуются определённым соотношением основных каннабиноидов: КБДТГК, КБДКБН и их пропильных гомологов: КБДКБД_С, КБН/КБН_С3 и отношением пропильных гомологов между собой: КБД_С3/ТГК_С3 и КБД_С3/КБН_С3 [52, 53].

Содержание каннабиноидов не коррелирует с такими фенотипическими признаками растений как ширина листовой доли, цвет оболочки, масса 1000 семян, продолжительность фаз развития, длина междоузлий, диаметр стебля и т.д. [54, 55]. Однако, существуют исследования, устанавливающие корреляцию содержания ТГК с количеством железистых волосков головчато-стебельчатого типа на 1 мм² поверхности прицветника [56, 57, 58, 59, 60]. Методом ГЖХ-анализа установлено образование ТГК в железистых волосках конопли головчато-прикреплённых и головчато-стебельчатых типов [61].

Изучение корреляции между продуктивностью и содержанием ТГК в отдельных половых типах однодомной конопли показало, что чем больше доля женских цветков на растении, тем выше количество ТГК в образце и его семенная продуктивность [62].

Основным каннабиноидом сортов волокнистой конопли является КБД. Его содержание находится на уровне 1,0-8,5%. В процессе вегетации содержание КБД в черешках листьев и корнях относительно постоянно в противоположность цветкам и листьям.

Содержание КБН в посевной конопле обычно не превышает 0,1%. Количество КБН возрастает в первой половине вегетации [63, 64, 65].

Уровень ТГК у сортов волокнистой конопли, неотселектированных по признаку низкоканнабиноидности, может достигать 2,5%. Содержание ТГК убывает в ряду: цветки → листья → стебли → семена → корни [63, 64].

В сортах конопли, отселектированных по признаку низкоканнабиноидности, содержание ТГК обычно не превышает 0,2%, а уровень КБД – 2,0% [66, 67].

Семена конопли и конопляное масло не содержат определяемых количеств ТГК. Возможное обнаружение следовых количеств каннабиноидов является следствием засорённости семян листьями конопли или секретом железистых волосков. Это обуславливает требование очистки семян до 99,9% чистоты перед получением пищевого масла [68].

Семядольные листья проростков содержат определяемые количества каннабиноидов [63, 69, 70]. Каннабиноиды были обнаружены даже в растениях конопли, выращенных в темноте до фазы двух-трёх пар настоящих листьев [63]. Согласно собственным и литературным данным, содержание наркотических соединений в листьях конопли увеличивается от нижнего яруса к верхнему [69, 71]. В большинстве случаев максимальное содержание каннабиноидов наблюдается в верхушечной части растений. Содержание каннабиноидов в женских растениях в целом выше, чем в мужских растениях [62].

Наибольшее содержание каннабиноидов отмечается в период цветение-начало созревания семян. В листьях и соцветиях главного стебля содержание ТГК выше, чем в аналогичных частях боковых стеблей. Увеличение содержания каннабиноидов наблюдается в ряду: корень<главный стебель<боковые стебли<листья нижних ярусов<листья верхних ярусов<прицветники [72].

В большинстве случаев, основным наркотическим компонентом конопли является изомер ⁹–ТГК (¹⁽²⁾ –ТГК). В природных образцах обнаружены также ⁸–ТГК (¹⁽⁶⁾–ТГК) и пропильные гомологи ТГК. Содержание ⁸–ТГК обычно составляет 0,1-1,2% по отношению к ⁹–ТГК [53].

Стереохимия изомеров ⁸-ТГК и ⁹-ТГК, отличающихся только положением двойной связи, похожа. В большинстве химических реакций они ведут себя одинаково. Основная химическая разница между ними в том, что ⁹–ТГК легко окисляется до биологически неактивного каннабинола. Изомер ⁸–ТГК химически более стабилен, он не окисляется до каннабинола. Благодаря структурному подобию оба изомера оказывают близкое фармакологическое действие, но эффект ⁹–ТГК почти в два раза сильнее [73].

Каннабидиол, каннабидиоловая кислота, каннабигерол и каннабигероловая кислота обладают антибиотическим действием, каннабинол – антиканцерогенным [63, 73].

Содержание основных каннабиноидов зависит от содержания в почве азота, фосфора, кальция и калия. Однако литературные данные противоречивы. Согласно одним авторам, нарушение оптимального баланса питательных веществ или густоты стояния растений увеличивает синтез каннабиноидов [63]. Растения, произрастающие на песчаной почве, удобряемой еженедельно, имеют более высокое содержание ТГК, чем произрастающие на суглинках [74]. По другим данным содержание каннабиноидов в образцах конопли, собранных в различных районах Средней Азии и Казахстана не обнаруживает корреляции с содержанием микро- и макроэлементов в почве, на которой они произрастали, а возделывание растений при минимальной концентрации в почве азота, фосфора и калия, ведущее к заметному отставанию в росте и развитии, не изменяет содержания ТГК [75, 76, 77].

Наличие в конопле психотропных соединений детерминирует проведение сложной селекционной работы по снижению содержания в растениях каннабиноидов и, в первую очередь, ТГК. Для анализа содержания каннабиноидов используют верхнюю часть соцветий, что признано объективно характеризующим каждое растение по данному признаку [78, 79].

В питомниках размножения и суперэлиты для обнаружения и выбраковки растений с высоким содержанием каннабиноидов используют экспресс-метод, разработанный сотрудниками ВНИИЛК. В основе данного качественного метода лежит специфическая цветная реакция каннабиноидов с красителем прочным синим Б (С₁₄Н₁₂О₂N₄ (ВF₄)₂) [79].

К числу важнейших признаков и свойств сорта относятся высокая и стабильная по годам урожайность, высокое качество получаемой продукции, экологическая пластичность, устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам. Конопля кроме этих признаков должна иметь определённое содержание ТГК, чтобы избежать её использования для производства гашиша. Такое содержание ТГК в сортах конопли, передаваемых ранее в Госсортоиспытание, регламентировалось Приказом Госагропром СССР № 677 от 2.09.1981 и Приказом ВАСХНИЛ № 132 от 19.11.1987. Позднее была принята Федеральная целевая программа «Комплексные меры противодействия злоупотреблению наркотиками и их незаконному обороту на 2002-2004 гг.». Согласно данной программы, селекционные сорта конопли должны содержать не более 0,1% ТГК.

Двадцатого июля 2007 года вышло Постановление Правительства РФ № 460, которым уже были определены и разрешены к выращиванию в промышленных целях безнаркотические сорта конопли, включённые в Государственный реестр селекционных достижений с содержанием тетрагидроканнабинола не более 0,1 % [80].

В работах отечественных учёных показано, что любой образец конопли, который не подвергался селекционному улучшению, содержит каннабиноиды. Их концентрация и соотношение обусловлены сортовыми особенностями и агроклиматическими условиями возделывания.

Анализ районированных сортов конопли, проведённый в 70-х годах ХХ века, показал, что наркотические соединения в них содержались в количествах, способных вызывать галлюциногенный эффект. В сортах и гибридах, селектируемых в те годы во ВНИИ лубяных культур, содержание основного наркотического компонента варьировало от 0,3 до 2,3% [64, 81].

Систематический селекционный процесс в направлении снижения содержания каннабиноидов начат в 1973 году. За определяющий показатель отдельно взятого элитного растения принято содержание ТГК в соцветиях конопли. В популяциях конопли ВНИИ лубяных культур содержание ТГК варьировало от 0 до 10 баллов и имело левую асимметрию. Из 1026 селекционных семей 3,4% не содержали ТГК, у 49,1% количество ТГК не превышало 1 балла. В остальных семьях оно изменялось от 2-3 до 10 баллов [81].

Непрерывный семейственно-групповой отбор – основной метод селекции низкоканнабиноидных сортов конопли. Выбраковка высококаннабиноидных растений на фоне широкой полиморфности сортов конопли как перекрёстноопыляющейся культуры, косвенно способствует сужению генотипа и снижает гетерозиготность популяции по этому признаку. Напротив, гомозиготность по признаку низкого содержания ТГК увеличивается. Методом семейственно-группового отбора были созданы первые низкоканнабиноидные сорта однодомной конопли: ЮСО-14, ЮСО-16, Днепровская однодомная, ЮСО-31 [63].

Разработка экспресс-метода оценки растений по содержанию каннабиноидов позволила ввести в селекционную практику питомники направленного переопыления. Начался новый этап селекции на снижение содержания каннабиноидов. Новые сорта конопли ЮСО-42 и ЮСО-45 по данным их авторов не содержат не только ТГК, но и другие каннабиноиды. Сорт ЮСО-45, кроме того, не обладает характерным конопляным запахом [63, 82].

Сорта среднерусской конопли Диана, Ингреда, Антонио, Сурская, селектированные в Чувашском НИИСХ и Пензенском НИИСХ под руководством Степанова Г.С., содержат ТГК менее 0,1%. Аналогичных показателей удалось добиться краснодарским селекционерам при создании новых сортов Зеница, Кубанская ранняя, Славянка, Пава и др. [83].

Существует мнение что «практически для конопли достаточно двух циклов непрерывного отбора для вычленения из популяции фенотипов с гомозиготным состоянием рецессивных аллелей, ответственных за синтез ТГК, и создания на их основе относительно константных биотипов без активных каннабиноидных соединений» [84, 85]. Оно опровергается исследованиями украинских селекционеров, которые брали в скрещивание инцухт-линии сортов ЮСО-45 и ЮСО-42, в популяции которых свыше 90% растений не имели каннабиноидных соединений. Все линии были гомозиготны по признаку низкого содержания каннабиноидов. В полученных межлинейных и сортолинейных гибридах количество каннабиноидов возросло от 1 до 15 баллов. Гетерозисный эффект по семенной продуктивности сопровождался резким увеличением содержания ТГК [86].

2.3 Масло конопли и селекция на повышение его содержания

Во многих странах мира конопля возделывается не только как источник волокна, но и как источник вкусного целебного масла. Его содержание в семенах культуры составляет 25-35% [87, 88, 89].

Конопляное масло имеет приятный ореховый вкус. Оно не содержит токсических веществ, а, следовательно, не нуждается в дополнительной очистке для использования в пищевой промышленности, в то время как масло льна содержит цианогенный гликозид – линамарин, масло хлопчатника содержит токсический полифенол – госсипол, а масло рапса, рыжика и горчицы – токсичную эруковую кислоту [90, 91].

При высыхании конопляного масла образуется тонкая плёнка, которая не растрескивается при нагревании и не растворяется в органических растворителях, благодаря чему оно незаменимо при производстве лаков и красок [92].

Интерес к конопляному маслу, проявляемый в последние годы, вызван уникальным жирнокислотным составом, объясняющим питательную и фармацевтическую ценность этого продукта [93, 94].

Основными ВЖК конопляного масла являются полиненасыщенные линолевая (С_18:2, цис – 9, 12) и линоленовая (С_18:3, цис – 9, 12, 15) кислоты. Их суммарное содержание может достигать 80% [94, 95, 96] (табл.1).

Таблица 1 – Содержание основных жирных кислот в масле

технических культур (цит. по Плешкову Б.П., 1980)

Благодаря жирнокислотному составу конопляное масло можно использовать не только для изготовления лаков и красок, но и как ценную пищевую и лечебную биодобавку.

Изучение динамики накопления высокомолекулярных жирных кислот (ВЖК) в семенах конопли в процессе созревания показало, что на ранних фазах развития семян они содержат больше пальмитиновой и -линоленовой кислот. По мере созревания семян концентрация этих кислот падает, в то время как концентрация олеиновой и линолевой кислот увеличивается [87, 97].

Наиболее существенные изменения в соотношении ВЖК происходят на ранних этапах развития семян, в то время как от восковой до полной спелости состав липидов меняется незначительно. Это позволяет проводить уборку семян не дожидаясь их полной спелости, чтобы избежать осыпания [87, 97].

Конопля, выращенная в северных широтах, отличается повышенным содержанием — и -линоленовой, эйкозеновой и стеаридоновой кислот. Особенностью северной конопли по сравнению со среднерусской, выращенной в тех же условиях, является низкое содержание линолевой и более высокое содержание эйкозеновой и линоленовых кислот на всех стадиях спелости. Северные разновидности конопли по содержанию -линоленовой кислоты превосходят южные.

Лечебное действие конопляного масла обусловлено наличием в нём полиненасыщенных ВЖК. В организме человека линолевая кислота превращается в -линоленовую, которая служит промежуточным продуктом при образовании длинноцепочечных ВЖК и эйкозаноидов.

Прямая добавка в пищу -линоленовой кислоты облегчает состояние больных псориазом и атипической экземой [93].

Самой ненасыщенной ВЖК конопляного масла является стеаридоновая кислота (С_18:4, цис– 6, 9, 12, 15). Её содержание в 2-5 раз ниже, чем содержание -линоленовой кислоты [94]. Наряду с другими ненасыщенными ВЖК она важна для диетического питания человека. Более высокое содержание С_18:4 отмечено только в семенах чёрной смородины [89].

Амплитуда изменчивости содержания ВЖК между отдельными семенами одного сорта выше, чем в средней пробе семян 100 сортов. Это свидетельствует о перспективности использования внутрисортовой изменчивости по признаку «жирнокислотный состав» при отборе биотипов, ценных для селекции на качество семян [87, 97].

В Чувашском НИИСХ путём непрерывного селекционного процесса удалось изменить соотношение высокомолекулярных жирных кислот в масле нового сорта Юлиана. В таблице 2 приводятся данные, демонстрирующие эти изменения.

Таблица 2 – Изменение жирнокислотного состава масла семян конопли сорта Юлиана в процессе отбора

(цит. по данным Степанова Г.С. и Романовой И.В., 2004)

Суммарное содержание полиненасыщенных линолевой и линоленовой кислот, составлявшее в 1994 году 77,8% (что характерно для масла районированных сортов конопли), путём селекционной проработки было снижено в 2000 г. до 54%. При этом содержание олеиновой кислоты удвоилось.

Имеющиеся литературные данные по селекции на масличность конопли свидетельствуют о высокой наследуемости признака и эффективности отбора по нему [98, 99].

В 2001-2003 гг. в Пензенском НИИСХ была проанализирована коллекция (более 100 сортообразцов) конопли отечественного и зарубежного происхождения (Франции, Югославии, Румынии, Польши, Венгрии, Испании и других стран).

Установлено, что признак содержания масла в семенах изученных образцов средневариабелен (V = 10,8%) и изменяется от 21 до 34%. Наиболее высокомасличными (свыше 32%) оказались образцы К-209 (Франция), К-427 (Украина), К-452 (Чехия), К-496 (Украина) [100].

Выделенные сортообразцы были включены в скрещивания. С их участием получен ряд перспективных гибридных популяций, в которых признак стабилизирован на уровне 32-33% и сочетался с повышенными параметрами семенной продуктивности и крупности семян. Создан перспективный исходный материал для селекции новых сортов безнаркотической конопли среднерусского биотипа преимущественно масличного направления. В 2009 г. в Государственный реестр селекционных достижений РФ был включён безнаркотический сорт Надежда, допущенный к использованию во всех регионах коноплесеяния. В настоящее время он широко районирован и высевается в основном для получения маслосемян и производства масла [101].

2.4 Селекция на повышение семенной продуктивности и выхода волокна

Конопля относится к культурам, требующим многофакторного контроля сохранения и улучшения параметров продуктивности растения (стебля и семян).

Семенная продуктивность – сложный количественный признак, система генетического контроля за которым сложна и мало изучена. По мнению ряда авторов урожайность семян наследуется как целостный (совокупный) признак и анализ компонентов урожая не помогает, а затрудняет выяснение характера генетического контроля за ним. С другой стороны, анализ и отдельных компонентов урожая и самого урожая позволяет составить и реализовать эффективную селекционную программу [102].

Так как в настоящее время метод гибридизации в селекции однодомной конопли остаётся основным, вовлечение в скрещивания образцов с высокими показателями семенной продуктивности является результативным способом селекции на повышение урожайности семян.

Реализация метода селекции по прямым признакам способствовала созданию ряда сортов с повышенными параметрами семенной продуктивности. У современных сортов однодомной конопли, внесённых в Госреестр селекционных достижений и допущенных к использованию на территории РФ, потенциальная урожайность семян при хорошей агротехнике составляет не менее 10-12 г/раст.

Селекция на повышение волокнистости стебля также опирается на широкое разнообразие генетически дифференцированного материала, детерминированного длительным спонтанным и индуцированным формообразовательным процессом рода Cannabis.

В связи с этим повышение урожая волокна может происходить как за счёт общей массы стеблей, так и за счёт содержания волокна в них. Разработка метода селекции по прямым признакам на увеличение содержания волокна привела к созданию ряда высоковолокнистых сортов двудомной и однодомной конопли [103].

Получение нового исходного материала методом гибридизации географически отдалённых форм с дальнейшей селекцией на увеличение содержания волокна привело к удачному сочетанию двух методов, способствовавшему созданию южносозревающей конопли, отличающейся повышенным урожаем стеблей и одновременно высоким содержанием волокна в них – сортов ЮС-6, ЮС-9, ЮС-22 [104].

Методом направленного семейственно-группового отбора на повышение волокнистости стебля были созданы сорта Днепровская 4 и Краснодарская 35. Это первые районированные сорта южной конопли, которые возделывались на зеленец и в районах среднерусского коноплесеяния.

В селекции однодомной конопли преследовалась цель создания сортов, не уступающих по продуктивности двудомной конопле, но выгодно отличающихся от них признаком однодомности. Методом гибридизации сортов ЮС-6 и Бернбургская однодомная с последующим многократным семейственно-групповым отбором был создан сорт ЮСО-1, который широко районировался в различных областях средней полосы [105].

Таким образом, систематический непрерывный отбор на увеличение содержания волокна в стебле позволяет существенно повысить урожай волокна без уменьшения урожая семян и стеблей. Наиболее эффективным методом в селекционной работе с признаком волокнистости стебля является семейственно-групповой отбор. Именно эта методология лежала в основе создания современных высокопродуктивных по урожайности качественного волокна однодомных сортов среднерусского биотипа – Антонио, Ингреда, Сурская, Вера.

2.5 Селекция на увеличение содержания целлюлозы

Отличительной особенностью конопли как биологического вида, является большое накопление древесины (костры). Основным веществом древесины является целлюлоза, которая обуславливает её упругость и механическую прочность. Из целлюлозы производят бумагу, картон, строительные термоизоляционные материалы, разнообразные волокна, плёнки, пластмассы, наполнители при изготовлении лекарственных препаратов. Целлюлоза, полученная из конопли, пригодна для изготовления ценных и тонких сортов бумаги. Изготовленная из конопли бумага не желтеет и отличается особой прочностью и устойчивостью к изнашиванию. Пластик, получаемый путем полимеризации конопляной целлюлозы, используется для изготовления упаковочных материалов, он поддается биохимическому разложению и потому не представляет угрозы для окружающей среды.

Целлюлоза также необходима при изготовлении пироксилина, являющегося незаменимым компонентом взрывчатых веществ.

За последнее время благодаря уникальным технологическим свойствам, конопляная продукция получила новые, нетрадиционные направления использования. За рубежом внедрены эффективные экологически чистые технологии выделения целлюлозы из конопли и получения котонизированного волокна, являющегося экологичным сырьём для текстильной промышленности. Используя целлюлозу конопли, некоторые страны существенно сократили вырубку лесов и обеспечили сохранность экологической среды.

Причины, по которым конопляная целлюлоза активно используется для производства бумаги:

— производство бумаги из технической конопли дешевле, чем из традиционного сырья, так как технологические процессы требуют меньшее количество энергии, а также химических веществ. Традиционная технология варки целлюлозы требует дорогостоящих агрессивных химикатов для разрушения древесных волокон, а в случае использования конопляного сырья подобного рода химические реагенты не нужны;

— для производства бумаги необходима целлюлоза, которая содержится в растительном материале. В древесном сырье ее доля достигает 30-40%, а в конопляном – до 65-70%;

— конопляная бумага намного быстрее разлагается под воздействием природных факторов, чем бумага, изготовленная из другого растительного сырья;

— техническая конопля растет гораздо быстрее, чем любые другие виды растительного сырья (в первую очередь это касается древесины). По сравнению с 50-летним возрастом использования промышленной древесины, в целлюлозно-бумажном производстве используется конопляное сырье, которое выращивается на протяжении 90-120 суток;

— конопля производит в четыре раза больше целлюлозного волокна на единицу площади, чем 50-летние плантации древесины (отдельные сорта технической конопли позволяют получать в промышленном масштабе 12-15 тонн растительного сырья с гектара);

— в ходе выращивания конопляного растения не требуется значительных объёмов воды и применения больших количеств пестицидов;

— культивирование промышленных посевов технической конопли позволяет восстанавливать баланс питательных веществ в почве;

— отходы основной цепочки первичной переработки, например, производства конопляного волокна, можно эффективно использовать для производства конопляной целлюлозы;

— конопляные волокна не имеют запаха, способны впитывать до 400% собственного веса жидкостей, устойчивы к плесени, ряду грибков, а также обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, что позволяет использовать их для производства средств личной гигиены;

— механические свойства растения позволяют изготавливать любые типы целлюлозы – от ценных (акции, банкноты, облигации) и до туалетной бумаги, либо гофротары;

— использование конопляной целлюлозы позволяет сохранять леса от вырубки в интересах целлюлозно-бумажной промышленности.

В стеблях конопли современных сортов отечественной селекции содержание целлюлозы составляет 45-58%, и в условиях экологически ориентированной индустрии использование конопли как источника получения этого вещества является перспективным. За год с 1 га посева при урожайности тресты более 10 т/га можно собрать в 3-5 раз больший прирост целлюлозы, чем с древесных лесных пород.

В чистом виде целлюлоза в растениях не присутствует, она связана с другими углеводами – лигнином, гемицеллюлозой, пектиновыми веществами, смолой, липидами. Наиболее распространённым способом выделения целлюлозы в чистом виде является сульфитный. Для его проведения измельчённую древесину нагревают в автоклавах с Са(НSО₃)₂. Лигнин и другие примеси, связывающие древесину, растворяются, а целлюлоза остаётся в виде волокнистой массы, которую отделяют и перерабатывают в другие виды изделий. Оставшийся раствор (сульфитный щёлок) содержит большое количество сахароподобных веществ и путём дрожжевого брожения из него можно получать этанол.

Учёными Чувашского НИИСХ в 2001 г. был создан первый и единственный отечественный сорт конопли посевной для целлюлозно-бумажной промышленности – Антонио – с высоким содержанием целлюлозы в древесинной части стебля растений. Исследования показали, что признак «содержание целлюлозы» в процессе селекции хорошо реагирует на действие позитивного семейственно-группового отбора. Если в начале цикла непрерывного отбора (1995 г.) среди селекционной элиты преобладали потомства с содержанием целлюлозы в древесине 45-50%, то на заключительном этапе (2001 г.) превалировали биотипы с содержанием целлюлозы 55-60%. Однако поддерживающая селекция и семеноводство этого сорта не ведётся на протяжении уже 7 лет.

Таким образом, применение семейственно-группового отбора при селекции по данному признаку эффективно и должно составлять основу методологии при создании современных конкурентоспособных сортов безнаркотической конопли среднерусского экотипа с более высокими показателями содержания целлюлозы (не менее 65%), что существенно увеличит рентабельность возделывания культуры в промышленных масштабах.

2.6 Селекция на устойчивость к основным вредителям и заболеваниям

Коноплю повреждают около 75 видов насекомых, наиболее вредоносными из которых являются конопляная блоха, стеблевой (кукурузный) мотылёк, конопляная листовёртка, конопляная шипоноска, конопляный минёр и различные виды совок [8]. Конопляная блоха (Psylliodes attenuata Koch.), стеблевой (кукурузный) мотылёк (Ostrinia nubilalis Hb.) и акклиматизировавшаяся в последнее десятилетие конопляная листовёртка (Grapholita delineana) – наиболее вредоносные вредители конопли в зоне среднерусского коноплесеяния.

Селекция на устойчивость к вредителям не имела заметных успехов в обозримом прошлом, поэтому определённые надежды возлагаются на применение достижений генной инженерии в решении данной проблемы. Наносимый ими вред снижается при соблюдении агротехники выращивания.

Конопля поражается грибковыми, бактериальными и вирусными патогенами. При микроскопировании смывов с поражённых участков листьев на растениях конопли посевной могут быть идентифицированы возбудители ложной мучнистой росы (Pseudoperonospora cannabina Peglion), вертициллёза (Verticillium), септориоза (Septoria cannabis Sacc.) и Alternaria spp. На стеблях обнаруживаются Sclerotinia sclerotiorum и Botrytis cenerea Pers, вызывающие белую и серую гнили, и Phoma glomerata (серая пятнистость стеблей). Наиболее распространённые и вредоносные болезни посевной конопли – фузариоз, пятнистости и гнили стеблей [8, 106].

Основные меры борьбы с ними – выращивание конопли в севообороте, соблюдение агротехнических приёмов обработки почвы, своевременная уборка урожая и зачистка полей.

Устойчивость растений к названным заболеваниям находилась в селекционной проработке [81, 107]. Среди разнообразия коллекционных образцов были выявлены такие, на растениях которых даже при создании провокационного фона наблюдалась дифференцированная степень проявления той или иной болезни. Выделялись отдельные образцы с нулевой степенью проявления как отдельных заболеваний, так и их комплекса. Поэтому в характеристиках каждого сортообразца мировой коллекции конопли Всероссийского института растениеводства содержится информация на устойчивость, либо подверженность его тому или иному заболеванию. Следовательно, включение в селекционные программы сортообразцов, индифферентных к ряду специфических болезней культуры, помогает решать проблему создания сортов с независимой реакцией на воздействие комплекса патогенов.

3 Материал, методика, условия проведения НИР

3.1 Материал и методика исследований

В отчётном году исследования проводили в пространственно изолированном оценочном питомнике на естественном агрофоне. Объект исследований – 41 гибридная комбинация конопли посевной. Комплекс научно-исследовательских работ, предусмотренных рабочей программой задания, выполняли в полевых и лабораторных условиях.

Оценочный питомник закладывали без повторений, метод размещения номеров рендомизированный, площадь делянки – 2 м². Посев ручной под маркер с междурядьем 50 см. Норма высева семян – 50 шт./м погонный. Предшественник – чистый пар. Уходные работы – трёхкратное мотыжение.

Изучение селекционного материала – гибридных комбинаций – выполняли по общепринятым методикам [4, 107].

В изучение включены морфометрические (высота растения, техническая длина стебля, количество междоузлий, диаметр стебля в его центральной части), биохимические (содержание основных каннабиноидов в верхушках соцветий, содержание масла в семенах, хозяйственно полезные (семенная продуктивность, масса 1000 семян, масса стебля, содержание волокна в стебле, выход общего волокна, выход длинного волокна, гибкость и разрывная нагрузка чёсаного волокна) признаки и свойства растений. В период вегетации проводили оценку образцов по устойчивости к полеганию, поражению болезнями, повреждению вредителями.

Идентификацию и определение содержания основных каннабиноидов (ТГК, КБН, КБД, КБХ) проводили методом газожидкостного хроматографического (ГЖХ) анализа согласно [108]. Сбор верхушек соцветий на анализ проводили в фазу массовой бутонизации-начала цветения растений.

Каннабиноиды экстрагировали 96%-м этанолом. Идентификацию и определение содержания каннабиноидов выполняли методом газожидкостной хроматографии. Разделение каннабиноидов осуществляли с программированием температур на газожидкостном хроматографическом комплексе «Кристалл 2000М». Колонка капиллярная ZB-1, длина 30м. В качестве внутреннего стандарта использовали 0,5%-й раствор метилстеарата в этаноле.

Анализ содержания целлюлозы выполняли на кафедре органической и физической химии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва). Содержание целлюлозы в образцах костры проводили методом ближней инфракрасной спектроскопии. Модель прибора – SpectraStar XL 2500XL-R. В ходе анализа образцы измельчались на мельнице типа Циклон, из одного варианта костры отбирали 3 равных образца. После выполнения анализа рассчитан доверительный интервал с уровнем значимости 95%. Анализ проводили с использованием базы данных эталонных образцов прибора, прибор откалиброван по стандартам отражения NIST (Американский национальный институт стандартов).

Уборку и учёт урожая с питомника проводили путём скашивания стеблестоя и обмолота уборочных снопов после их сушки на стационаре. Урожай семян и стеблей приводили к стандартной (13% и 25%) влажности.

Определение содержания масла в семенах селекционных образцов выполняли в лаборатории химических анализов Пензенского ИСХ-филиала ФГБНУ ФНЦ ЛК по методу Лебедянцева — Раушковского [109].

Статистическую обработку экспериментальных данных с использованием вариационного анализа проводили согласно [110].

Исследования сопровождались наблюдениями, учётами и анализами:

– наблюдениями за температурой и осадками в период вегетации;

– фенологическими наблюдениями по методике ВНИИЛК [4];

– определением ценотических показателей селекционного материала в фазу массовых всходов и перед уборкой;

– определением содержания каннабиноидов методом газожидкостной хроматографии в фазу массовой бутонизации растений [108];

– учётом и удалением маскулинизированных типов и обычной поскони в посеве в фазу бутонизации растений;

– определением морфометрических характеристик растений (высота растения, техническая длина стебля, количество междоузлий, диаметр стебля в его центральной части) в фазу массового созревания семян;

– оценкой повреждения номеров вредителями и поражения болезнями по 5-балльной шкале;

– определением урожая растений методом сплошного учёта в фазу массового созревания семян;

– анализом структуры урожая семян, стеблей и волокна в лабораторных условиях по методике ВНИИЛК [4];

– анализом содержания масла в семенах [109].

Масло получали по ГОСТ Р 51 483–99. Идентификацию и определение содержания ВЖК триацилглицеролов выполняли методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ). Получение метиловых эфиров жирных кислот проводили по ГОСТ Р 51 486-99. Разделение метиловых эфиров выполняли на хроматографе «Кристалл 5000.1».

Условия анализа: капиллярная колонка HP–FFAP, 50 м×0,32 мм×0,5 мм; газ-носитель – азот; температура инжектора – 250°С; температура детектора – 280°С; температура термостата колонок – 140°С; программирование температур с 3 мин. от 140°С до 230°С со скоростью 4°С/мин.; длительность анализа – 60 мин.; объём вводимой пробы – 1 мкл.

Идентификацию пиков проводили по времени удерживания. Для идентификации жирных кислот использовали стандарты – метиловые эфиры жирных кислот фирмы «Sigma».

Количественную обработку хроматограмм выполняли по площадям пиков с применением компьютерной программы «Хроматэк Аналитик 2.5». Расчёт количественного содержания ВЖК проводили методом процентной нормализации по площади пика.

3.2 Агрометеорологические условия.

Данные по оценки периода вегетации растений конопли по фазам развития представлены в таблице 3.

Закладка питомника проведена 12 мая при установившейся среднесуточной температуре воздуха +14°C.

Период от посева до массовых всходов (12-23 мая) характеризовался наличием достаточного количества осадков на фоне невысоких среднесуточных температур воздуха +7…+12°C, причём минимальная температура дважды за период опускалась до отметки 0°C. Гидротермический коэффициент (ГТК) за этот период составил 12,8 единиц.

Таблица 3 – Агрометеоусловия вегетации конопли посевной в 2020 году (по данным Лунинского АМП)

*– температура среднемноголетняя;

**– осадки среднемноголетние

4 Результаты НИР

4.1 Фенологические наблюдения.

Закладка питомника проведена 12 мая при наступлении физической «спелости» почвы. Массовые всходы отмечены 23 мая, начало бутонизации – 30 июня, начало цветения – 10 июля. Массовое цветение и завязывание семян наблюдалось с 16 июля по 7 августа. Начало созревания семян отмечено в конце II декады августа, массовое созревание – в середине II декады сентября. Уборка проведена 17 сентября.

4.2 Полевая всхожесть семян и сохранность растений перед уборкой.

Полевая всхожесть семян номеров оценочного питомника варьировала от 27 до 76%, что объясняется неблагоприятным фоном пониженных температур, сопровождавших период «посев-всходы». Наибольшие показатели полевой всхожести отмечены на гибридной комбинации К-2.

Сохранность растений перед уборкой – интегральный показатель, зависящий от комплекса сопутствующих вегетационному периоду биотических и абиотических факторов, влияющих на формирование биоценоза растений. Показатели сохранности растений номеров оценочного питомника в конкретных условиях вегетации 2020 года варьировали от 79 до 88%. По совокупности сопутствующих факторов существенной разницы в показателях вариативной дифференциации данного признака не установлено.

4.3 Биоморфометрические показатели растений.

Данные показатели представленыв таблицах 4 и А1. Общая высота растений имела размах вариации от 125 см (средняя) до 233 см (очень высокая). Отмечена средняя вариабельность признака (11,0%).

Техническая длина стебля колебалась от 103 (очень короткая) до 194 (очень длинная) см. Вариабельность признака также средняя (12,1%).

Косвенный признак семенной продуктивности – длина соцветия – заключался в диапазоне значений от 21 до 54 см при высоком уровне вариабельности (23,3%).

Диаметр стебля в срединной части растений изменялся от 4 до 9 мм при среднем значении коэффициента вариации (12,5%).

Количество междоузлий растений варьировало от 9 до 15 шт. также со средним уровнем вариабельности признака (10,9%).

Средняя длина междоузлия растений сортов заключалась в диапазоне значений 12-15 см при низком значении коэффициента вариации (5,7%).

Важнейший для однодомных форм конопли признак – содержание обычной поскони – у номеров варьировал от 0 до 4% и имел высокий уровень вариабельности. Отсутствием обычной поскони обладали 15 гибридных комбинаций (36,6% изучаемых номеров).

Таблица 4 – Вариационные параметры биоморфометрических признаков растений, 2020 г.

4.4 Содержание основных каннабиноидов.

Содержание суммы основных каннабиноидов в растениях номеров составило 0,688-2,954%, в т.ч. ТГК – 0,023-0,094%. Данные признаки характеризовались высокими уровнями вариабельности. Также высокой вариацией обладали признаковые показатели других основных каннабиноидов (КБД, КБХ, КБН) (табл. 5, А2).

Таблица 5 – Вариационные характеристики содержания основных каннабиноидов растениях, %, 2020 г.

Наименьшим содержанием ТГК и суммы основных каннабиноидов обладала гибридная комбинация O-15 с абсолютными значениями по обоим показателям ниже Х_ср– 2σ.

Таким образом, в условиях вегетации 2020-го года 100% гибридных комбинаций имели абсолютные показатели по уровню содержания ТГК ниже законодательно допустимого значения (не более 0,1%) в 1,06-4,35 раза.

4.5 Параметры хозяйственно ценных признаков.

Хозяйственно важные признаки растений представлены в таблицах 6, 7, А3, А4.

Уборочная влажность семян растений варьировала от 15,2 до 27,4% и характеризовалась средней вариабельностью признака (17,6%). Наибольшей скороспелостью по критерию уборочной влажности семян отличалась гибридная комбинация М-300 Гр.

Семенная продуктивность растений варьировала сильно и изменялась от 1,2 (очень низкая) до 10,2 (очень высокая) г/раст.

Средняя масса стебля растений заключалась в пределах от 10,6 (очень низкая) до 52,4 (очень высокая) г/раст., также сильно варьируя по широте диапазона абсолютных значений.

Таблица 6 – Вариационные характеристики хозяйственно полезных признаков растений, 2020 г.

Масса 1000 семян растений колебалась от 12,4 г (мелкие) до 18,1 г (крупные). Вариабельность признака – слабая.

Содержание масла в семенах изучаемых номеров варьировало средне в диапазоне абсолютных значений от низкого (<28%) до высокого (>30%). Наибольшей масличностью (33,4%) обладала гибридная комбинация О-16.

Представляло актуальность дополнительное изучение содержания и компонентного состава высокомолекулярных жирных кислот (ВЖК) масла данного номера для определения приоритетных направлений его использования и перспектив вовлечения в селекционный процесс.

Известно, что эксклюзивной особенностью масла конопли является наличие комплекса γ-линоленовой, стеаридониковой и арахидоновой кислот. Эти высокомолекулярные жирные кислоты, имеющие в составе три и четыре двойные связи, характеризуют конопляное масло как эффективный продукт для профилактики и терапии многих заболеваний [111].

При соотношении ω-6 кислот к ω-3 кислотам, равном 3-4, масла полностью усваиваются организмом человека и теплокровных животных.

Содержание полиненасыщенных жирных кислот в масле конопли превосходит их содержание в масле льна на 3-5%, что обуславливает его ускоренное высыхание и техническое применение в лакокрасочной промышленности [112].

Вышеперечисленные достоинства конопляного масла подчёркивают актуальность создания перспективного исходного материала для селекции сортов двустороннего (волокно + масло) направления использования.

Экспериментально установлено, что основными ВЖК масла являются полиненасыщенные линолевая (56,8%), α-линоленовая (15,7%) и мононенасыщенная олеиновая (12,3%) кислоты (рисунок).

Рисунок – ГЖХ-хроматограмма высокомолекулярных жирных кислот масла семян гибридной комбинации О-16: миристиновая кислота (С14:0), пальмитиновая кислота (C16:0), пентодекановая (С15:0), пальмитолеиновая кислота (С16:1), стеариновая кислота (C18:0), олеиновая кислота (С 18:1), линолевая кислота (С18:2), α-линоленовая кислота (С18:3), γ-линоленовая кислота (С18:3), стеаридоновая кислота (С18:4), арахиновая кислота (С20:0), гондоиновая кислота (С20:1), эйкозадиеновая кислота (С20:2), арахидоновая кислота (С20:4), бегеновая кислота (С22:0), эруковая кислота (C22:1), докозадиеновая кислота (С22:2), лигноцериновая кислота (C24:0)

Их суммарное содержание достигает 85%. Содержание пальмитиновой кислоты составляет около 6%, стеариновой – 2,7%, γ-линоленовой – 3,3%. Эти шесть кислот составляют 97% триацилглицеролов масла семян сорта (табл. 7).

Содержание минорных жирных кислот составило (%): миристиновой – 0,034; пентодекановой – 0,014; пальмитиновой – 6,301, пальмитоолеиновой – 0,12; арахиновой – 0,880; гондоиновой – 0,458; эйкозадиеновой – 0,083; арахидоновой – 0,110; бегеновой – 0,364; эруковой – 0,035; докозадиеновой – 0,052; докозатриеновой – 0,084; лигноцериновой – 0,165, нервоновой – 0,052.

Омега-9 кислоты представлены, главным образом, олеиновой кислотой. Её содержание составляет около 12%. Содержание гондоиновой кислоты почти в 27 раз меньше.

Таблица 7 Жирнокислотный состав триацилглицеролов масла семян гибридной комбинации О—16, 2020 г.

Омега-6 жирные кислоты представлены главным образом линолевой (56,259%) и γ-линоленовой (3,308%) кислотами. Также отмечено следовое наличие арахидоновой кислоты (0,011%). Соотношение ω-6 к ω-3 кислотам в гибридной комбинации О-16 составило 3,5:1 (табл. 8).

Таблица 8 Содержание насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в масле семян гибридной комбинации О-16, 2020 г.

При таком соотношении ω-6 кислот к ω-3 кислотам масло полностью усваивается организмом человека и не вызывает побочных эффектов.

Выход волокна общий изменялся от высокого (25,3%) до очень высокого (32,8%) и был наибольшим у гибридных комбинаций К-3 и К-9. Отмечена слабая вариабельность признака.

Таблица 9 – Вариационные характеристики параметров волокна,

2020 г.

Выход длинного волокна заключался в диапазоне абсолютных значений от очень низкого (11,6%) до очень высокого (21,6%) при средней вариабельности признака. Наибольшие параметры по признаку имела гибридная комбинация К-7.

Продуктивность по волокну общему варьировала от 2,8 до 14,8 г/раст и имела высокую вариабельность. Наибольшие параметры по признаку имели гибридные комбинации Ю-2 и К-1, превосходящие критерий среднего квадратичного отклонения на Х_ср+2σ.

Продуктивность по волокну длинному составляла 1,6-9,4 г/раст и сильно варьировала по диапазону значений признака. Наибольшие параметры по признаку имела гибридная комбинация К-1, превосходящая критерий среднего квадратичного отклонения на Х_ср+2σ.

Разрывная нагрузка чёсаного волокна колебалась от очень низкой (<14,7 кгс) до средней (15,1-20,0 кгс) и характеризовалась высоким коэффициентом вариации. Гибкость чёсаного волокна также варьировала средне от 10,0 (очень низкая) до 18,6 (средняя) мм.

Анализ определения содержания целлюлозы в стеблях селекционных номеров показал размах вариации признака от 54,2 до 66,8% с низким коэффициентом вариации (3,9%). Достоверно наибольшие по критерию среднего квадратичного отклонения (σ) показатели по признаку, превышающие Х_ср+ 2σ, установлены у 3-х гибридных комбинаций: К-6, К-7, О-6 (табл. 8, А 5).

Сравнительный обобщённый анализ экспериментальных данных по содержанию целлюлозы в стеблях показал, что по результатам изучения нового исходного материала конопли посевной достоверно наибольшие параметры признака выявлены у селекционного номера К-6 (66,8%), что позиционирует его как наиболее перспективный для селекционного процесса на увеличение абсолютных показателей признака.

Таблица 10 – Вариационные параметры количественного содержания целлюлозы в стеблях селекционных номеров, 2020 г.

4.6 Фитосанитарная оценка. Полевая оценка растений на наличие болезней и вредителей показала, что в условиях периода вегетации 2020 г. отмечено слабое проявление пятнистостей листьев (Phyllosticta cannabis Speg., Macrosporium cannabinum) (табл. 11, А 6).

Таблица 11 – Оценка поражения болезнями и повреждения вредителями растений селекционных номеров, шт., 2020 г.

В течение вегетации наблюдалась слабая заселённость растений конопляной блохой (Psylliodes attenuata Koch.) на ранних этапах онтогенеза.

В фазу массового созревания семян присутствия стеблевого мотылька (Ostrinia nubilalis Hb.) и тли не отмечено.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённых исследований в 2020 году получены экспериментальные данные по результатам изучения количественных и качественных характеристик новых гибридных комбинаций конопли посевной. В оценочном питомнике в комплексном изучении находилось 7 биоморфометрических и 12 хозяйственно полезных признаков и свойств растений.

В условиях недостаточно увлажнённого периода вегетации слабой вариабельностью отличались признаки: «средняя длина междоузлия», «масса 1000 семян», «выход волокна общий». Средней вариабельностью характеризовались признаки «высота растения», «техническая длина стебля», диаметр стебля», «количество междоузлий», «уборочная влажность семян», «содержание масла», «выход длинного волокна», «разрывная нагрузка чёсаного волокна», «гибкость чёсаного волокна». Сильно варьировали признаки «длина соцветия», «содержание обычной поскони», «сумма и содержание основных каннабиноидов», «семенная продуктивность», «масса стебля», «продуктивность по выходу общего и длинного волокна».

Отсутствием выщепления обычной поскони характеризовались 15 номеров или 36,6% от их общего количества.

По признакам «семенная продуктивность», «средняя масса стебля», «масса 1000 семян», «содержание масла», «выход общего и длинного волокна», «гибкость чёсаного волокна» выделены номера, отличавшиеся высокими и очень высокими абсолютными признаковыми показателями.

Изучен жирнокислотный состав масла семян выделенной по признаку «содержание масла» гибридной комбинации. Масло холодного отжима отличается высоким уровнем полиненасыщенных кислот: линолевой (до 57%) и α-линоленовой (до 16%). Содержание мононенасыщенной олеиновой кислоты составляет 12%. Это позволяет использовать масло как на пищевые, так и на технические цели. Кроме того, жирнокислотный состав масла, включающий ценные γ-линоленовую (до 3,3%) и стеаридониковую (до 1,0%) кислоты, позволяет применять его как биологически активную добавку в рацион питания человека и кормов для сельскохозяйственных животных и птиц.

Признак «содержание целлюлозы» в стеблях растений в условиях вегетационного периода отчётного года характеризовался абсолютными значениями от 54% до 68% и обладал низкой вариабельностью признака. Наибольшими параметрами признака отличался селекционный номер К-6, с абсолютным значением, превышавшим критерий σ более чем в 2 раза по отношению к среднему значению по выборке. Содержание ТГК в растениях этого селекционного номера составило 0,043%, что более чем в 2 раза ниже законодательно допустимого уровня (0,1%).

Аналитические данные характеризуют селекционный номер К-6 как наиболее перспективный для предварительного размножения, проведения направленных отборов и продолжения полномасштабного селекционного процесса по направлению увеличения содержания целлюлозы в стеблях растений.

По основному лимитирующему признаку «содержание ТГК» у всех гибридных комбинаций установлены абсолютные показатели признака ниже законодательно допустимого значения (не более 0,1%) в 1,06-4,35 раза.

По отдельным направлениям селекции выделены следующие селекционные номера, в том числе:

– на повышение содержания масла в семенах: О-16;

– на увеличение выхода волокна общего: К-3;

– на увеличение выхода длинного волокна: К-7;

– на увеличение семенной продуктивности: С-150 гР;

– на понижение содержания ТГК и суммы каннабиноидов: О-15;

– на увеличение массы 1000 семян: З-3;

– на увеличение гибкости чёсаного волокна: З-4;

– на повышение разрывной нагрузки чёсаного волокна: О-16;

– на увеличение содержания целлюлозы в стебле: К-6.

– стабилизации признака однодомности: 15 номеров (без выщепления обычной поскони).

Список использованной литературы

Приложения

Реферат

молодняк крупного рогатого скота, коровы, куры-несушки, йодированное пищевое яйцо, молочный йодированный белок, органический селен, продуктивность, сохранность.

Отчет включает 74 страницы, 9 рисунков, 15 таблиц, 56 литературных источников.

Объектами исследований являлись дойные коровы, куры-несушки, молоко, пищевые яйца, кровь животных

Цель исследований: Разработка премикса на основе полученных биотехнологическим путём органических форм селена и йода для повышения естественной резистентности сельскохозяйственных животных и птицы, а также получения продуктов, обогащённых органическим селеном и йодом, для профилактики дефицитных состояний у населения.

Задачи:

— разработка состава премикса на основе органических форм селена и
йода;

— проведение испытаний эффектисности влияния разработанного премикса на основные показатели здоровья и продуктивности с/х животных и птицы;

— изучение содержания селена и йода в основных продуктах — мясе,
яйцах, молоке — полученных от опытных животных и птицы;

-разработка нормативно-технической документации на премикс и его
производство;

— разработать научно-практические рекомендации по применению йод-селен-содержащего премикса для повышения продуктивных параметров сельскохозяйственных животных и птицы.

Включение в рацион кормления молочных коров и кур-несушек органических форм йода и селена в виде ковалетно связанного йода и селенопирана нормализует обмен веществ и энергии на уровне клетки в организме, что усилит работу иммунной системы и повышает естественную резистентность животных и птицы..

Введение

К числу приоритетных направлений, входящих в Стратегию научно-технологического развития Российской Федерации (до 2035 г.) относится создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания. Особое внимание должно быть уделено производству пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми микронутриентами, в частности йодом.

Адекватное потребление йода является важнейшим условием, обеспечивающим здоровье человека. На протяжении многих лет проблема нехватки йода у населения России стоит крайне остро – около ста миллионов россиян подвержены заболеваниям щитовидной железы. Йод ответственен за здоровье последующих поколений, нормального развития плода, здоровье матери. Нехватка природных соединений йода в продуктах питания приводит к существенной потере интеллектуального, образовательного и профессионального потенциала нации и обуславливает высокую медико-социальную зна­чимость проблемы йододефицита и необходимость реализации мер по его профилактики [1,2]. Цель исследований: Разработка премикса на основе полученных биотехнологическим путём органических форм селена и йода для повышения естественной резистентности сельскохозяйственных животных и птицы, а также получения продуктов, обогащённых органическим селеном и йодом, для профилактики дефицитных состояний у населения.

Поскольку одним из основных физиологических источников поступления йода для человека являются продукты питания животного происхождения, во многих странах реализуются государственные программы по коррекции содержания йода в пище путем производства обогащенных продуктов питания (яиц, молока, мяса) [3,4,5,6,7].

Обогащение пищевых яиц йодом в природной, ковалентной форме,- перспективное направление в практике птицеводства [8]. Йодированные яйца кур широко представлены в торговой сети в качестве самостоятельного бренда. В России заявляемое производителями содержание йода в яйце составляет от 27 до 50 мкг. Европейские производители поставляют яйца с содер­жанием йода в среднем 10-25 мкг/яйцо или менее. Максимальное содержание йода в яйцах отмечается в США и Великобритании и составляет в среднем 30 мкг/яйцо, максимально — 50 мкг/яйцо [9,10,11]. Основная проблема в попытке йодирования яиц на современном этапе посредством неорганических форм йода (преимущественно йодидами и йодатами) приводит к тому, что 1) невозможно контролировать стабильное количество йода в яйце и 2) для получения большего количества йода в яйце требуется в несколько раз (в 3-5) добавлять токсичные формы неорганических соединений йода в корма (премиксы и добавки), что негативно влияет на здоровье и сохранность кур-несушек, а также приводит к деформациям яиц.

Так, например, для получения достаточного количества йода в яйце, необходимо увеличить содержание элемента в корме птицы. В ЕС максимально безопасным для получения обогащенных яиц признан уровень содержания йода в кормах кур 5 мг/кг, при этом расчетное со­держание йода в яйце составит около 70 мкг. Gesellschaft fur Ernahrungsphysiologie (Общество Физиологии Питания, Германия) и Национальный Исследовательский Совет (США) установили ми­нимальные необходимые уровни содержания йода в корме для кур-несушек в 0,5 мг/кг, при этом расчетное содержание йода в яйце составляет не менее 10 мкг/яйцо [11,12]. В России содержание йода в кормах составляет 0,6-1,0 мг/кг.

Для получения йодированных яиц в рационе кур-несушек в качестве источника йода чаще всего применяют минеральные соли. Однако их использование имеет ряд недостатков. Эти соединения не стабильны, разлагаются в процессе приготовления и хранения комбикормов. Выделяющийся йод соединяется с другими биологически активными веществами и превращается в неусвояемые для организма животных формы [13]. Применение йодидов и йодатов в составе кормов не позволяет получать йодированные яйца со стабильным и контролируемым содержанием йода. Кроме того, при термической обработке яиц происходят значительные потери (до 60%) неорганического йода [3]. Все это обуславливает необходимость поиска новых более стабильных источников йода в комбикормах. К таким соединениям относятся органические формы микроэлемента, в частности йодированные молочные белки, исследуемые в настоящей работе.

Задачи:

— разработка состава премикса на основе органических форм селена и
йода;

— проведение испытаний эффективности влияния разработанного премикса на основные показатели здоровья и продуктивности с/х животных и птицы;

— изучение содержания селена и йода в основных продуктах — мясе,
яйцах, молоке — полученных от опытных животных и птицы;

-разработка нормативно-технической документации на премикс и его
производство;

— разработать научно-практические рекомендации по применению йод-селен-содержащего премикса для повышения продуктивных параметров сельскохозяйственных животных и птицы.

1. Обзор литературы

1.1 Современное состояние вопроса

Товарное производство молочной продукции в своей основе имеет несколько основных целей, таких, например, как наполнение рынка качественными продуктами питания, создание рабочих мест, внедрение инноваций для повышения эффективности производства, извлечение прибыли и других. При этом основная задача: нарастить производство для полного обеспечения потребностей страны отечественным молоком, так и остается не выполненной. С 2005 по 2016 год производство молока в сельскохозяйственных организациях выросло на 1 млн тонн или на 8%. За 12 лет не смотря на все усилия предприятий и огромные субсидии государства прирост производства молока в России составил всего лишь 8%! На фоне новостей об открытии новых ферм в разных регионах страны статистические данные вынуждают констатировать, что общее поголовье дойных коров в РФ снижается в среднем на 1% в год (по данным ФСГС 2017г)

Ни для кого не является секретом, что при интенсивном производстве молока животных ставят в достаточно жесткие условия производственного процесса, которые не только негативно отражаются на текущем здоровье молочного стада, но резко сокращают продолжительность их жизни, а также существенно снижают вероятность рождения здорового жизнеспособного потомства. Заболевания, получаемые в процессе хозяйственной деятельности человека (содержание коров, питание, уход и т.п.), часто являются основной причиной выбраковки коров, что ведет к снижению сроков продуктивного использования. Так, Г. Калиевская (2002) сообщает, что «из 1122 выбракованных коров на долю выбывших по причине нарушения обмена веществ приходится 51,1% коров, заболевания половых органов – 16,2, пищеварения – 16,9, что также в определенной степени связано с нарушением обмена веществ, и лишь 1,2% коров выбракованы как малопродуктивные, 8,3 – по болезни вымени и 1,2% по различным инфекциям. В результате в хозяйстве снизилось долголетие коров с 3,12 отелов до 2,66 и увеличился сервис-период с 97,1 до 154 дней.»

Задача, которую научное сообщество решало последние 100 лет, была направлена на создание генетически обусловленных пород, способных дать возможность коровам реализовать свою максимальную производительность по молоку. При этом в большинстве случаев не учитывались совсем, либо учитывались в незначительной степени кормовые составляющие этого прогресса. А как показывает практика исследования микроэлементного состава трав, то в последнее время эти показатели существенно снизились {Закон Ю. Либиха, Работы Тимирязева К.А. и Прянишникова Д.И.}. «Медленный рост урожайности в предшествующие годы, — указывает академик В. Д. Панников, — во многом объясняется тем, что баланс питательных веществ в земледелии страны в течение длительного времени нарушался и складывался отрицательно, то есть со значительным дефицитом»

Следовательно, с течением времени требуется все больше усилий со стороны специалистов по кормам добавлять в рационы коров важнейшие микроэлементы и аминокислоты, от которых зависят процессы метаболизма у животных. Так на современном этапе для предотвращения йоддефицитных состояний у животных сначала активно пропагандировался йодид калия, но после сбора доказательной базы о летучести йодид-иона было принято решение многих премиксеров перейти на йодат кальция. Вне зависимости от неорганической формулы в ЖКТ (желудочно-кишечный тракт) происходит частичное всасывание йодид иона. Вот что об этом писали в отчете № 72 «Международная Химическая оценка» в первом проекте, подготовленным Джоном Ф. Ришером и л. Сэмюэлем Китом для Агентства по регистрации токсичных веществ и болезней (АЦДР), Атланта, Джорджия, США в 2004 году: «В серии исследований Arrington (1965) проводилось испытания по выживаемости детенышей, продолжительности деторождения и наличия/отсутствия признаков лактации у лабораторных животных, получавших в рационе йод, в виде йодида натрия или калия. Крысам породы Лонг-Эванс вводили йод из расчета 2500 мг/кг в рацион питания на 12 дней. В результате имел место более высокий показатель смертности у новорожденных, менее 10% новорожденных детенышей выживали в течение 3 дней. Было также зафиксировано увеличение продолжительности родов, у примерно 25% крыс роды продолжались в течение 24 часов или больше. Признаков начала лактации не наблюдалось» (Arrington et al., 1965). Детенышей сирийских хомяков кормили рационами, содержащими йод, в дозировках из расчета 2500 мг/кг во время последней части беременности в течение 12 дней, потребление корма у них снижалось примерно на 10% по сравнению с контролем, а отъемные массы выживших детенышей были значительно меньше на 21 день после родов. Выживаемость детенышей, сроки беременности, родоразрешения и лактация не были затронуты лечением (Arrington et al., 1965). Голландских и Новозеландских кроликов кормили рационами, содержащими йод по 250, 500 или 1000 мг / кг (йодид калия или натрия четко не указан) в течение 2-5 дней до родов. При дозах 250 или 500 мг/кг, включенных в рацион за 2 дня до родов, выживаемость детенышей снижалась на две трети. На более длительной продолжительности дозировки или на больших дозах, выживание было <5%. Детеныши были нормальными по размеру и развитию, но обычно умирали в течение первых нескольких часов после рождения (Arrington et al., 1965).»

Актуальность настоящей работы сводится также к тому, чтобы пересмотреть существующие положения о введении неорганических форм йода в рацион питания молочных коров с целью снижения негативных последствий для организма коровы и ее потомства, и заменить их на нетоксичные, природные формы, в частности на ковалентно связанный йод в составе премикса «Зоо-Прост».

На международной научно-практической конференции, посвященной актуальным проблемам генетики и репродуктивной биологии животных (ВНИИГРЖ, 2014), была освещена тема улучшения и поддержания здоровья животных и, что, это особенно важно, для импортного племенного скота, долголетие и здоровье которого может быть улучшено посредством использования новых современных форм микроэлементов органического характера и правильным подходом в кормлении (Фомичев Ю.П. 2014, Материалы Международной конференции). При этом особое внимание было уделено роли специфических микроэлементов и, в частности ковалентно связанному йоду, в питании высокопродуктивных молочных коров, которые могут профилактировать многие причины болезней и бесплодия коров.

Активное направление составляют разработки различного рода гормонов искусственного происхождения, действия которых направлены на скорейшие осеменение коровы и последующие «выбросы» молока. Это приводит к «изнашиванию» организма животного, быстрой выбраковки и к появлению более слабого потомства {Методические рекомендации для ветеринарных специалистов. Москва, 2014 год}.

После анализа различных научных источников как отечественных, так и зарубежных мы пришли к выводу, что собранные и проведенные многочисленные исследования в области биологической доступности различных форм йода (неорганические соединения, клатраты, органические соединения, полученные путем искусственного синтеза и т.п.), суммарно отстаивают общую точку зрения о введении усредненных норм потребления неорганического йода для человека. В том числе и экстраполируя опыт на животных. Доказывая негативный эффект воздействия сверх нормированных доз йода практически все эти исследования сводятся к результату потребления небольших доз, но постоянно. У человека это все равно приводит к развитию гипертиреоза и прочих заболеваний. Что касается животных, и в частности коров, то небольшие дозы йодата кальция сразу не «убивают» коров, а постепенно выводят их жизненно важные системы из строя, в конечном итоге происходит выбытие животных по видимым и установленным причинам, хотя все это могло произойти и в силу ежедневной интоксикации минеральными веществами, среди которых был и неорганический йод.

Важную роль в процессе обмена веществ и энергией мы отводим так называемым катализаторам обменных процессов. На молекулярном, а еще более правильно на субатомном уровне в составе полимолекул, к таким катализаторам мы относим ковалентно связанный йод.

Последние научные работы, исследовавшие процессы метаболизма и улучшение качества и количества молока, были направлены на сбор данных о действии йода в составе минеральных неорганических премиксов с целью минимизации ущерба для здоровья животных. Для восполнения столь необходимого всем живым организмам йода, специалисты по кормам рекомендовали неорганические формы этого важного микроэлемента. Так, вначале был использован йодид калия, который явился не столь эффективным уже на стадии производства и заготовки кормов (поскольку йодид достаточно летуч и активен), и в последствие — йодат калия или кальция. А так как данные вещества являются по сути токсичными и не предназначены в процессе Эволюции к употреблению животными (чисто человеческое «изобретение»), то производители опускают упоминание, что входит в состав премикса, указывая лишь содержание атома йода и его дозировку.

Коровы, как и любое животное, подвержены заболеваниям, но вследствие «инертного» отношения к ним со стороны людей, а в основном их расценивают как источник извлечения прибыли, основное направление медикаментозного воздействия направлено на излечение болезней и поддержание качества молока. Не секрет, что для определенного круга людей болезни коров являются источником извлечения личной выгодны (закупка препаратов, услуги, работа, выбраковка и т.п.). В некоторых регионах выбраковка стада компенсируется из бюджета. В общем, существует множество инструментов немотивирующих к созданию иного здравого подхода к проблеме оздоровления стада, поддержанию генетики, сохранению породы и получению более качественной продукции – молока – с высокой производительностью. Необходимо задуматься о смене мотивационных фактов с негативных на позитивные. Вознаграждать труд людей не по итогам «излечения» болезней или выбраковки стада, а по недопущению их в хозяйствах, по сохранению поголовья и по получению правильного функционального продукта.

Вот в таких условиях мы и предлагаем изучить результаты проведенных длительных экспериментов по созданию принципиально нового продукта для поддержания обменных процессов у животных.

Основные проблемы, с которыми сталкивается отрасль животноводства (в частности КРС молочно-товарные фермы) сегодня, являются:

• Отсутствие позитивной мотивации у персонала, знаний, умений навыков, а также коррупционная составляющая.
• Генетически зависимые отношения с импортом семени и с использованием не отечественных пород коров.
• С каждым годом ухудшающая кормовая база в силу объективных и субъективных причин (нарушен кругооборот микроэлементов, загрязнение среды, усиление роли неорганической химии и т.п.)
• Сокращение окупаемости основных фондов (собственно коров). Сегодня окупаемость наступает после 4 периодов лактации, а только в Московской области средняя продолжительность жизни коровы составляет не более 3 периодов лактации (точнее 2,8)
• Удлинение сроков сервис-периода для высокопроизводительных коров. Сегодня он доходит до 270 дней. Средний показатель по Московской области около 180 дней. В СССР сервис-период составлял не более 45-60 дней. (Госкомстат СССР. 1980 год)
• Снижение качества и количества молока. Так коровы со среднем надоем около 20 литров в сутки считаются высокоудойными. При этом показатели молока сильно варьируются и зависят не только от времени года, но и в значительной степени от кормовой базы. Но отмечается тенденция ухудшения показателей молока в качестве сырья для сыроварения. Практически не осталось предприятия сыроварения, которое бы не использовало в своем производстве искусственные ферменты и закваски, поскольку их уже нет в исходном сырье.
• Полное отсутствие связи между наукой и производственной базой. 90-е годы заложили глубокие противоречия между научно-обоснованным подходом и практическим применением достижений внутри хозяйствующих субъектов. Наука пыталась «выживать» и подписывала удобные результаты применения сомнительных достижений. Ответственность за результаты здоровья и продолжительности жизни животных, равно как и качество и количество продукции, производимой ими, сегодня переложена на фирмы-поставщики кормов, ветпрепаратов, премиксов и прочих добавок. Центры развития знаний перенесены на центры коммерческого интереса, отсюда и конфликты сторон.

Не существует, по нашему мнению, более актуальных проблем в животноводческой отрасли, которые не требовали бы скорейшего, оперативного вмешательства агропромышленных элит, органов государственной и региональной власти, специалистов и экспертов, работающих в системе АПК. Если мы не начнем решать эти проблемы сегодня, то под угрозой исчезновения окажется вся система животноводства. Под ударом уже оказалась национальная безопасность в области обеспечения качественной продукцией нашего подрастающего поколения и нации в целом. Санкции, которые будут наложены в сфере поставки семени, качественных добавок и скота – вот страшный удар, который мы должны всеми силами суметь максимально нивелировать, а еще лучше не допустить.

1.2 Йод и селен в рационе сельскохозяйственных животных и птиц

Обеспечение населения высококачественными продуктами животноводства возможно лишь на базе полноценного кормления животных. Важнейшим фактором балансирования рационов по комплексу питательных и биологически активных веществ является использование микродобавок, среди которых особое место занимают микроэлементы селен и йод.

В последние годы во всем мире врачи-диетологи уделяют большое внимание коррекции недостатка селена и йода у различных групп населения.

Обогащение ими рационов кормления животных – один из способов решения этой проблемы. При скармливании селена и йода животным получают продукцию с повышенной концентрацией в ней этих элементов, что дает возможность восполнить их дефицит в питании человека (Папазян Т.Т., 2002).

Однако предложенные в настоящее время разными авторами нормы скармливания микроэлементов селена и йода различным сельскохозяйственным животным и птице ориентировочны и не могут быть приняты повсеместно в России. Необходимо отметить, что ранее не достаточно изучалось комплексное влияние селена и йода на продуктивность и обмен веществ сельскохозяйственных животных и птицы, хотя в отдельных источниках отмечается, что одновременный дефицит этих микроэлементов приводит к более высокой степени гипотиреоидизма, чем дефицит в составе рациона одного йода (Arthur J.R., Beckett G.J., 1994). Недостаток селена в организме животных снижает функциональную активность гормонов щитовидной железы, препятствуя синтезу йодтирониндейодиназы, которая превращает тироксин в более активную форму трийодтиронин (Arthur J.R., Nikol F., Beckett G.J., 1992; Шацких Е.В., Гафаров Ш.С., Бояринцева Г.Г., 2006).

Известно, что среди локальных и системных функций микробиоты кишечника животных важное место занимает улучшение всасывания различных соединений, включая микроэлементы. В экспериментах на животных и клинических исследованиях установлено, что нарушение формирования кишечной среды негативно сказывается на всасывании нутриентов и, особенно на усвоение минеральных веществ, витаминов, и в конечном итоге на состояние иммунитета (Васильев А.В., Петухов А.Б., Мальцев Г.Ю., 2004).

В последнее десятилетие пробиотические и пребиотические препараты в кормлении сельскохозяйственных животных широко применяются с целью нормализации пищеварительных и обменных процессов, а также стимуляции повышения их продуктивных качеств. Известно, что для всасывания селена и йода важное значение имеет РН среды содержимого кишечника, в регуляции которого принимает участие микрофлора. Чаще всего в кишечнике уменьшается количество бифидобактерий, которые выполняют ряд важных функций: защищают слизистую от проникновения в кровь патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, в процессе жизнедеятельности синтезируют антибиотикоподобные вещества, органические кислоты, препятствующие развитию патогенов (Цогоева Ф., Кизинов Ф., 2005).

В настоящее время селен в малых дозах признан незаменимым микроэлементом для сельскохозяйственных животных (Болотников, Конопатов, 1987). Многочисленные опыты как отечественных, так и зарубежных ученых подтвердили положительное влияние селена на воспроизводительную функцию животных и жизнеспособность потомства (Алешко, 1971; Кудрявцева, 1974; Cantor, Scott, 1974).

Применение препаратов селена в кормлении приобретает особую актуальность в связи с резким снижением количества животных кормов (основных источников селена), широким использованием продуктов микробиологической промышленности, применением технологий заготовки и подготовки кормов к скармливанию с высокотемпературными обработками [селен начинает улетучиваться из кормов уже при (50-60) оC]. У многих веществ, обладающих канцерогенным действием, обнаружена способность резко увеличивать выделение селена из организма более чем в 20 раз и вызывать значительный дефицит этого элемента даже в случаях поступление в организм в дозах, превышающих обычно рекомендуемые (Дюкарев, Клочковский, Дюкар, 1985).

Наиболее распространенными препаратами селена, используемыми в кормлении животных, являются селенит и селенат натрия.

Селенит  натрия  содержит  селена 45,7 %, селенат натрия – 41,4 %. Доступность селена для птицы из селенита натрия составляет 74 %. Доступность селената для птицы ниже, чем селенита (Кузнецов, Кузнецов, 2001). Селенат натрия – относительно стабильное соединение, он менее вреден для других ингредиентов премиксов и менее токсичен по сравнению с селенитом.

Если селенит всасывается через мембраны щеточной каймы в начальном отделе тонкого кишечника, то селенаты – в средней и каудальной за счет механизмов активного транспорта. Абсорбцию селена из селенита стимулируют цистеин и глутатион, а ингибируют метионин и его аналоги (Кузнецов, 1991).

Селенит натрия кормовой (0,1 %) является препаративной формой селенита натрия с добавлением инертных наполнителей, которые вводят в комбикорм непосредственно перед раздачей и тщательно перемешивают.  Однородность  смешивания  достигает (95-96) %. Низкая концентрация селена по чистому веществу (0,046 %) обеспечивает не только удобство, но и безопасность применения препарата в производстве комбикормов и премиксов.

Несмотря на огромное биологическое значение селена, он не находил долгое время широкого применения в кормлении птицы. Лишь в отдельных странах его включали в состав комбикормов и премиксов. Между тем большинство кормов, используемых в птицеводстве, не обеспечивает потребности птицы в этом микроэлементе. Обычный хозяйственный рацион содержит (0,03-0,1) мг/кг селена. Однако предложенные разными авторами нормы скармливания птице селена ориентировочны. Не определены также потребности в селене для птицы различного направления продуктивности, а также в отдельные периоды индивидуального развития.

Для восполнения дефицита селена в кормах используют различные источники, из которых наибольшее распространение получили селенит натрия и натрий селенисто-кислый 5-водный. Их дозы (1-2) г на 1 т корма (Шкарин, 2004). Применять селенит натрия молодняку птицы разрешается с первых дней жизни из расчета 1 мг препарата на 10 кг корма (Гробовский, 1973).

После вывода, особенно на 5-й день жизни, концентрация витамина Е в печени цыплят, индюшат, гусей, уток резко падает – более чем в 20 раз. В то же самое время активность глутатионпероксидазы повышается к моменту вывода, что дало основание назвать селен главным постнатальным антиоксидантом. Этот фактор является одним из важных в обеспечении высокой жизнеспособности в течение первых 10 дней жизни цыплят.

Для птицы селенит натрия можно добавлять в питьевую воду. Для этого 10 мг препарата растворяют в 100 л воды и разливают по поилкам в течение (2-4) дней подряд (Дюкарев и др. 1985). В опытах Л.М. Борисовой (1969) применение селенита натрия с водой оказалось более эффективным, чем с кормом. Это, возможно, связано с более равномерным распределением препарата, а также лучшим всасыванием его в желудочно-кишечном тракте. В. Шипилов (2000) предлагает норму ввода селенита натрия кормового для птицы от 100 до 450 г на 1 т комбикорма.

Профилактический и ростовой эффект микродобавок селена к рациону цыплят-бройлеров [(0,2-0,4) мг/кг сухого вещества], особенно на фоне нестабильного липидного питания, наблюдали многие исследователи (Георгиевский, 1970; Цалс, 1972; Нурмухаметова, 1984; Девеча, 1984).

По данным Г.П. Белехова и А.А. Чубинской (1965), положительное действие селена сказывается на предупреждении и лечении экссудативного диатеза у цыплят в количестве 0,08 мг на 1 кг живой массы.

А. Хенниг (1976) минимальную потребность в селене для всех сельскохозяйственных  животных  и  птицы  устанавливает  на  уровне (0,08-0,1) мг/кг, причем эта величина может несколько изменяться в зависимости от концентрации серы в рационе. В некоторых случаях для устранения экссудативного диатеза цыплят необходимы дозы селена выше 0,1 мг/кг корма.

Оптимальным уровнем селена в кормах для птиц С.Н. Касумов (1981) предлагает считать (0,1-0,3) мг/кг, недостаточным – менее 0,1 мг/кг, токсичным – более 3,0 мг/кг. По его мнению, содержание элемента в рационе должно находиться на уровне: для цыплят (0,20±0,05), утят и индюшат (0,25±0,05), кур-несушек – (0,15±0,05) мг/кг корма. В.И. Георгиевским и др. (1985) установлена потребность в селене на уровне 0,06 мг/кг (в виде селенита) для максимального роста и ингибирования перекисного окисления. В то же время добавка 0,1 мг селена к рациону кур с уровнем селена (15-30) мкг/кг увеличивала яйценоскость, повышала выводимость и жизнеспособность молодняка и предотвращала появление экссудативного диатеза. В целом оптимальный уровень селена в кормах 0,1 мг/кг, недостаточный – менее 0,1 мг/кг, токсический – (5,0-8,0) мг/кг.

В.В. Дюкарев, А.Г. Клочковский, И.В. Дюкар (1985) потребность в селене при использовании доброкачественных кормов оценивают в (0,1-0,3) г в 1 т корма. Л.И. Тучемский (1999) определяет потребность в селене для птицы (0,15-0,2) мг/кг корма. Т.М. Околелова и др. (1999) определяют нормы ввода добавок селена в комбикорма для цыплят-бройлеров 0,15 г/т. Минимальный предел, при котором наступает явление токсикоза (селеноза), по В.В. Ермакову и В.В. Ковальскому (1974), 2,5, по Б.Д. Кальницкому (1985) – (3,0-4,0) мг селена на 1 кг сухого вещества корма.

По данным Э. Визнера (1976), А.В. Атлавина и др. (1990), при содержании селена в рационе 5 мг/кг корма снижаются темпы роста, яйценоскость и выводимость цыплят, при 8 мг/кг отмечаются тяжелые патологии у цыплят, а при 10 мг/кг наблюдается полное прекращение выводимости цыплят.

По данным И.А. Девеча (1991), стимулирующим является содержание селена от 0,19 до 5,08 мг/кг сухого вещества корма, токсическим — 7,58 мг/кг. С.Г. Кузнецов (1992) считает токсичным корм, содержащий (7,0-10,0) мг селена на 1 кг сухого вещества.

А.И. Тишков, Л.И. Войтов (1989) установили видовую чувствительность птицы к селениту натрия: наиболее чувствительны к нему индюшата, затем цыплята-бройлеры, утята. Минимальная токсическая доза селенита натрия, способная вызвать изменения в клиническом статусе цыплят-бройлеров, – 1,70 мг/кг, острый токсикоз – (13,76-27,52) мг/кг, хронический токсикоз – (1,70-7,83) мг/кг массы тела в течение 14 суток применения.

Следовательно, при введении препаратов селена в рационы птицы необходимо тщательно соблюдать дозировку и обеспечивать равномерное смешивание их с комбикормом.

В качестве источников йода можно использовать большое количество препаратов, появившихся в последние годы, однако классическими являются йодат кальция – 65,0 % йода, йодат калия – 59,0 % и йодид калия – 76,5 % (Фелтвелл, Фокс, 1983).

Йодистый натрий (NaI) и йодистый калий (KI) – основные соединения йода, применяемые в качестве добавок. Однако эти соединения нестабильны, катализируют процесс их окисления соединения железа, меди и марганца.

Йодид калия легко растворим в воде. Из препарата йод усваивается на (25-35) %. Йодистый калий по сравнению с йодистым натрием более стоек и менее гигроскопичен, поэтому его применяют в зоотехнической практике для предотвращения гипотиреоза.

Соли йода стабилизируют восстановителями, имеющими щелочную реакцию (тиосульфат натрия, двууглекислый натрий, стеарат кальция), так как перекиси и кислоты переводят йод в молекулярную форму. Применение стеарата кальция повышает стабильность йодистого калия в (1,7-1,8) раза и дает возможность увеличивать сроки хранения премиксов почти в 2 раза. Смешивание йодида калия перед введением в премикс с (8-24) % (по массе йодида) природного цеолита позволяет повысить сохранность йода в 3,5 раза, срок хранения премикса – с 4 до 12 месяцев (Кузнецов и др., 1992).

Йодаты калия и кальция меньше разрушают витамины А и Е, чем йодиды, нетоксичны и более стабильны, чем йодид калия или натрия.

В большинстве применяемых подкормок, полисолях, брикетах, комбикормах и препаратах йод не стабилизируется и улетучивается в процессе изготовления и хранения, или соединяется с другими биологически активными веществами и превращается в неусвояемые для организма животных формы (Кузнецов, 1991).

В связи с высокой летучестью йода содержание КI в корме снижается уже через 1 месяц на 25 %, через 2 месяца на 50 %, через 5 месяцев на 78 %, через год – на 90 %. Для стабилизации йодидов в условиях комбикормовых заводов используют тиосульфат, бикарбонат натрия или стеарат кальция. Этот процесс очень трудоемок и затратен (Лебедев, 1990). При стабилизации КI бикарбонатом натрия повышается сохранность йода на (10-12) % в течение первых двух месяцев (Кузнецов, Батаева, Овчаренко и др., 1992).

При невозможности использования йодистых подкормок в кормовой смеси йодид калия или натрия вводят в питьевую воду в количестве 2,0 г на 100 л воды (Георгиевский, 1970). Добавки соединений йода в корма и питьевую воду увеличивают рост, яйценоскость птицы (Вишняков и др. 1971; Гусаков, Островский, 2002; Евхутич, Лебедева, 2005), оплодотворяемость яиц и выводимость молодняка (Петров, 1963). Оптимизация содержания йода в рационах путем микродобавок йодистых соединений повышала мясную продуктивность кур на (7-37) %, а яйценоскость – на (6-26) % (Егоров, 1973; Кашин, 1987). Обнаружено, что лучше росли цыплята, которые регулярно, начиная с первого дня жизни, получали добавку йодистого калия в составе рациона (Горянов, 1959).

Токсический избыток йода в рационе птицы маловероятен, так как толерантность к данному элементу высокая. При дозах выше оптимальных в 300-1000 раз у кур временно прекращалась яйцекладка и ухудшались инкубационные качества яиц (Георгиевский и др., 1979).

Потребность в йоде зависит от возраста, физиологического состояния и его концентрации в корме. Ориентировочные нормы содержания йода в кормах для удовлетворения физиологических потребностей для птицы – (0,3-1,0) мг/кг сухого вещества корма (Хенниг, 1976; Георгиевский и др., 1979). По данным П.Д. Евдокимова и В.Д. Артемьева (1974), наиболее эффективны следующие дозы йодистого калия: цыплятам – 0,2 мг, курам – 0,5 мг на голову в сутки. По мнению Я.М. Берзиня и В.Т. Самохина (1968), общая потребность птицы в йоде составляет 0,58 мг на 1 кг сухого вещества рациона. Достаточным количеством йода для нормального роста и функции щитовидной железы у цыплят С.И. Вишняков, А.Н. Апухтин и В.С. Иноземцев (1971) считают (0,3-0,4) мг на 1 кг корма.

У птицы, как и у других сельскохозяйственных животных, недостаток йода сказывается, прежде всего, на эмбриональном развитии. Эти нарушения наблюдались в опытах А. Хеннига (1976) при содержании йода в корме менее 0,15 мг на 1 кг корма. Племенным курам требуется йода около 0,5 мг/кг. Рекомендуемые А.М. Венедиктовым и А.А. Ионасом (1979) нормы йода для птицы составляют (в мг на 1 кг сухого вещества рациона): куры – (0,3-1,0), индейки – 1,0, гуси – 1,0 утки – 1,0.

В.В. Дюкарев, А.Г. Ключковский, И.В. Дюкар (1985) рекомендуют вводить в комбикорм 0,7 г йода на 1 т. Ориентировочные рекомендации ВНИТИП по нормам ввода йодистого калия в комбикорма следующие (г/т): куры племенные и промышленных стад – 3,0, бройлеры от 1 до 30 дней и от 31 до 70 дней – 3,0. Л.И. Тучемский (1999) определяет потребность в йоде для взрослых племенных кур – 2,0, молодняка всех видов – (0,4-0,6), а для бройлеров быстрорастущих кроссов – 1,0 мг/кг корма. Признаки недостаточности проявляются при содержании в корме йода менее  (0,2-0,15) мг/кг. Т.М. Околелова и др. (1999) определяют норму ввода йода в комбикорма для цыплят-бройлеров 0,7 г/т.

При недостатке селена в организме животных снижается активность целого ряда важнейших ферментов, нарушаются процессы нейтрализации гидроперекисей и перекисей липидов, развивается оксидантный стресс. Дефицит йода влияет в первую очередь на функцию щитовидной железы, недостаточная выработка тиреоидных гормонов ведет к нарушению практически всех видов обмена веществ у животных и развитию тяжелых патологических состояний.

Кроме того, йод и селен функционально связаны между собой, поскольку последний входит в состав фермента йодтирониндейодиназы, обеспечивающего трансформацию тироксина в трийодтиронин. Недостаток в организме этих двух микроэлементов может служить одним из главных факторов риска в провоцировании йодцефицитных состояний, в первую очередь эндемического зоба (P.R. Larsen, M.J. Berry, 1995). Дефицит селена вызывает симптомы гипотиреоидизма, вследствие чего снижается уровень обменных процессов в организме и невозможна полная реализация генетического потенциала продуктивности животных и птицы (JI.A. Решетник, Е.О. Парфенова, 2001).

Совместное использование селена и йода для повышения продуктивности сельскохозяйственных животных и оптимизации их гомеостаза представляет несомненный интерес, однако в доступной нам литературе этот вопрос недостаточно освещен.

До настоящего времени не было систематизированных данных о содержании йода и селена в основных типах почв Кемеровской области, в растениях, произрастающих на этих почвах, и животноводческой продукции местного производства. С учетом того, что биологический круговорот химических элементов происходит в пищевой цепи почва — растение — животное — человек, информация о содержании в различных звеньях этой цепи тех или иных элементов, в частности селена и йода, имеет большое теоретическое и практическое значение.

В последние годы во всем мире врачи-диетологи уделяют большое внимание коррекции недостатка у различных групп населения селена и йода. Обогащение ими рационов животных — один из способов решения этой проблемы. При скармливании селена и йода животным получают продукцию с повышенной концентрацией микроэлементов, что дает возможность восполнить их дефицит в питании человека (A. Aro et. al., 1996). Наиболее перспективной в этом отношении является продукция птицеводства, особенно куриные яйца (Т. Папазян, 2002). Литературные источники, освещающие данный вопрос, немногочисленны и разноречивы.

1.3 Органический йод – новое решение проблемы йоддефицитных состояний.

Йод и селен являются важнейшими микроэлементами, необходимыми для поддержания гомеостаза тиреоидных гормонов [ 1 ]. Селен необходим для иммунной, мозговой и мышечной функций и необходим для репродуктивной функции [ 2 , 3 , 4 ]. Йод необходим для производства тиреоидных гормонов, трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4), которые необходимы во время беременности и в младенчестве для развития головного мозга и неврологии [ 5, 6 ]. Дефицит йода признан самой предотвратимой причиной психических расстройств и является одной из основных проблем общественного здравоохранения во всем мире [ 7]

Йодирование соли является главным подходом во всем мире к контролю и профилактике дефицита йода, и мониторинг программ йодирования соли показал, что это эффективная стратегия [ 13, 14, 15]. В некоторых европейских странах, включая Великобританию, директивные органы неохотно внедряют программу йодирования соли, поскольку это может противоречить усилиям Общественного здравоохранения по сокращению потребления соли для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний [ 14 ]. В связи с растущей проблемой дефицита йода и отсутствием профилактических мер с использованием йодированной соли требуются альтернативные стратегии для повышения йодного статуса.

Во многих странах, которые не внедрили обязательную программу йодированной соли, включая Великобританию, молоко является наиболее важным диетическим источником йода [ 16 , 17 , 18 , 19, 20 , 21 , 22 ]. Для взрослого населения Великобритании (19-64 года) молоко и молочные продукты обычно вносят 35% в суточное потребление йода и 6% в диетическое потребление Селена [ 12 ].Расчетное потребление питательных веществ основано на данных о составе пищевых продуктов [23 ], которые могут не дать точной оценки потребления йода и Селена, поскольку концентрации йода и Селена систематически не обновлялись в течение многих лет [ 24, 25]. Вариации содержания микроэлементов в аналогичных пищевых продуктах и изменения состава питательных веществ с течением времени также могут ограничивать точность данных о составе пищевых продуктов, используемых для оценки диетических приемов [ 26 ].

Более 2 млрд. населения мира и 50 млн. жителей России проживают на территориях с недостаточностью йода. Более того, реальное потребление йода с пищей и водой у ста миллионов россиян составляет всего 40-80 мкг в сутки, то есть в 2-3 раза меньше рекомендуемого уровня. Недостаточное потребление йода создает серьезную угрозу здоровью и приводит к существенной потере интеллектуального, образовательного и профессионального потенциала нации. Поэтому проблема снижения распространенности йоддефицита имеет первоочередное значение для населения страны.

В организме взрослого человека содержится всего 20 – 30 мг йода, из которых 10 –15 мг сконцентрировано в щитовидной железе. Йод является единственным из известных в настоящее время микроэлементов, участвующих в построении гормонов, а именно тиреоидных гормонов щитовидной железы, определяющих физическое и умственное развитие человека и нормальное протекание всех без исключения обменных процессов.

В ходе эволюции у человека и животных выработалась сложная и эффективная система по обеспечению организма йодом, включающая механизмы его поглощения, модификации и транспорта в виде различных органических и неорганических соединений. При этом восполнение метаболического пула йодидов происходит непрерывно, как за счет экзогенных, так и за счет эндогенных источников.

Основное количество йода поступает в организм с пищевыми продуктами растительного (30 –35%) и животного (60-56%) происхождения. И лишь небольшая его доля – с водой (3%) и воздухом (3%). Йод в ЖКТ восстанавливается до йодидов (I^—), после чего быстро и почти полностью всасывается, и поступает в кровь. При нормальной функции почек более 90% йода выводится с мочой. Лишь незначительная его часть выделяется через кишечник.

Из окружающей среды в организм человека йод поступает в двух формах: неорганической и органической. Йод поступает из кишечника в кровь в неорганической форме – в виде йодидов, йодсодержащих аминокислот и йодированных жирных кислот. Неорганические соединения йода положительных степеней окисления при попадании в кишечник восстанавливаются до йодид – ионов.

Многочисленные исследования показали, что потребление продуктов с высоким содержанием неорганического йода может привести к негативным последствиям для человека. Особенно значимые отрицательные явления наблюдаются при потреблении обогащенной йодитами или йодатами поваренной соли. Они обусловлены прежде всего слишком высокой, физиологически неадекватной скоростью поступления неорганического йода во внутреннюю среду организма и последующего его захвата клетками щитовидной железы. Это приводит к появлению в щитовидной железе локальных очагов гипертрофии и гиперплазии ее клеток – тиреоцитов, что в дальнейшем может приводить к появлению тиреотоксикозов, тиреоидитов, диффузного токсического зоба и даже к развитию опухолей щитовидной железы.

Это подтверждается выводами исследований, проведенных ВОЗ в различных странах мира, наиболее подверженных йододефициту. Они следующие:

1. Увеличение частоты йод-индуцированного тиреотоксикоза может быть вызвано относительно небольшим возрастанием потребления йода, в то же время вероятность заболевания значительно увеличивается при резком возрастании количества потребляемого йода.

2. Не существует такого содержания йода в соли, которое бы обеспечило абсолютную защиту от распространения йод-индуцированного тиреотоксикоза среди населения, ранее испытывавшего нехватку этого элемента.

3. В целом для здоровья населения преимущества коррекции дефицита йода путем всеобщего йодирования соли превосходят по значимости опасность заболевания йод-индуцированным тиреотоксикозом.

Иными словами можно сказать, что от профилактики йододефицита с помощью йодированной соли «больше пользы, чем вреда». В связи с этими формулировками доводы специалистов – медиков, диетологов, технологов пищевых производств о необходимости и абсолютной эффективности применения йодированной соли для профилактики дефицита йода являются малоубедительными и спорными.

Совместными программами ЮНИСЕФ, РАММ (программа устранения дефицита пищевых микрокомпонентов), ICCIDD (Международный совет по борьбе с заболеваниями, вызываемыми йодной недостаточностью) и ВОЗ продолжают предпринимаются значительные усилия по ликвидации йодной недостаточности.

Однако, обещание ВОЗ ликвидировать дефицит йода во всем мире к 2000 году остается невыполненным. В 2002 году на специальной сессии Генеральной Ассамблеи ООН по вопросам материнства и детства, посвященной проблеме йоддефицитных заболеваний, было решено принять максимум усилий для ликвидации йоддефицита до 2005 года. И вновь эта задача выполнена не была. Это является важнейшим доказательством неправильности используемого подхода. Дефицит йода продолжает оставаться серьезной проблемой, остро стоящей перед правительствами 192 стран мира, которую необходимо решить в ближайшее время.

Сегодня назрела острая необходимость в разработке новых эффективных и безопасных подходов к решению этой важнейшей для человечества проблемы. И природа сама показывает человеку способ ее решения. Подсказкой является потребление людьми продуктов питания, содержащих значительные количества органического йода (морская рыба, морепродукты, молоко, мясо и т.д.).

Известно, что жители Японии и Юго-Восточной Азии потребляют от 1 до 10 мг и более йода в сутки. Это в десятки и сотни раз превышает рекомендуемую ВОЗ (2001г.) норму среднесуточного потребления йода, которая составляет всего 150 мкг. При этом японцы не только не имеют побочных эффектов, которые появляются при потреблении высоких доз неорганического йода, но и имеют самую высокую в мире продолжительность жизни, а индекс интеллектуального развития (IQ) у них около 130 единиц (у европейцев около 120). Убедительным примером благоприятного влияния на организм человека потребления органического йода являются его выраженные радиопротекторные свойства, которые помогли жителям Японии пережить и ядерные бомбардировки в 1945 году, и аварию на атомной электростанции в Фукусиме в 2011 году.

К сожалению, в последние годы в России примерно в 4 раза снизилось потребление морской рыбы, богатой органическим йодом, а также значительно уменьшилось потребление мяса и молока, где его тоже содержится значительно больше, чем в растительной пище. Эти печальные факты вносят существенную лепту в развитие йоддефицитных заболеваний в нашей стране.

Очевидно, что одним из реальных шагов восполнения нехватки этого элемента в масштабах России и в мире может быть организация производства продуктов питания массового потребления, обогащенных органическим йодом.

Для реализации этого нового подхода к решению йоддефицитных состояний необходимо в ближайшее время осуществить следующие мероприятия:

1. Провести метрологическую оценку основных физико-химических показателей, характеризующих понятие «органический йод», разработать его стандарт и методы контроля в продуктах питания, БАД к пище и лекарственных средствах.
2. Провести клинико-нутрициологические исследования с целью уточнения основных физиолого-биохимических механизмов усвоения и метаболизма неорганического и органического йода в организме у различных категорий населения.
3. Уточнить физиологически адекватные нормы среднесуточного потребления органического йода для различных категорий населения.
4. Организовать промышленное производство субстанции органического йода для пищевой промышленности.
5. Разработать нормативные документы по производству пищевых продуктов, обогащенных определенным количеством органического йода.
6. Осуществить широкомасштабное внедрение этих продуктов в ходе реализации федеральных и региональных программ по профилактике йоддефицитных состояний у детей и взрослых.
7. Обеспечить эффективный оперативный контроль за ходом реализации этих программ, включающий постоянный мониторинг показателей, характеризующих обмен йода в организме, а также содержание органического йода в продуктах питания.

До сих пор среди специалистов не существует единого мнения по вопросу о том, что такое органический йод. В широком понимании к «органическому йоду» относят все соединения йода с белками, аминокислотами, полисахаридами, липидами и другими биополимерами, которые встречаются в живых организмах.

И вновь природа помогает человеку определиться в понятии «органический йод». В организме человека и животных йод присутствует в виде неорганических соединений — йодидов и органических — тиреоглобулина, йодированных аминокислот – монойодтиронина и дийодтиронина, йодсодержащих (до 65% йода) гормонов – тироксина и трийодтиронина, а также промежуточных продуктов их метаболизма. В циркулирующей крови около 75% йода находится в виде органических соединений, а остальная часть представлена йодид-ионом. Очевидно, что в обмене йода значительную роль играет органический йод.

Всем живым существам присуще такое явление как «органификация йода». Например, в щитовидной железе человека ежесекундно происходит ферментативное присоединение неорганического йода к аминокислотам белка – тиреоглобулина (йодирование). В результате реакции гидрофильного замещения йодид (J^—) встраивается вместо водорода в молекулу аминокислоты – тирозина, образуя прочную связь с углеродом (С – J) и при этом одновременно приобретает положительную валентность (J⁺). Органический йод – это единственный из всех макро- и микроэлементов, который ковалентно связывается с молекулами различных белков. Именно благодаря своей положительной валентности органический йод способен проявлять все свои многообразные удивительные биологические свойства, в том числе через йодсодержащие гормоны – тироксин и трийодтиронин, участвующие в регуляции всех обменных процессов в организме человека. Кроме щитовидной железы процессы «органификации йода» в меньшей степени осуществляются в молочной и слюнных железах, а также других тканях и органах.

Все млекопитающие, включая и человека, при рождении потребляют в основном органический, связанный с белками молока матери, йод. С этим связано чрезвычайно важное значение положительного баланса йода в организме беременных и кормящих женщин.

В других живых организмах органический йод присутствует также в виде моно – и дийодтирозинов. Особенно много их в морских гидробионтах, таких как морские губки, ежи, водоросли и т.д.

У человека существуют два различных механизма всасывания, усвоения и метаболизма неорганического и органического йода. В конечном итоге эти механизмы и определяют эффективность и безопасность различных подходов по профилактике йоддефицита. Следует отметить, что высказываемое многими зарубежными и отечественными исследователями мнение о главной регулирующей роли дейодиназ печени в усвоении и метаболизме органического йода сильно упрощено и спорно. Подтверждением этого является неоспоримый факт высокого содержания йода в моче японцев (от 1,5 до 10 тысяч мкг йода в литре), что возможно только в случае всасывания и метаболизма органического йода. Для справки: ВОЗ считает нормальным уровень йода 100 мкг/л.

По-видимому, эффективность потребления органического йода определяется, во-первых, сложной системой его распределения и аккумуляции в организме, во-вторых слаженной работой не только дейодиназ печени, но и дейодиназ в тканях и органах, определяющих оптимальный уровень обмена йода в целом, и в-третьих, работой «йодного насоса», определяющего скорость и количество усвоенного щитовидной железой йода.

Для правильного понимания этого процесса необходимо проведение углубленных научных исследований, в том числе с меченым органическим (связанным с белками) и неорганическим йодом.

В 40-50-е годы прошлого века за рубежом и в СССР были сделаны многочисленные попытки использования йодированных белков в медицине, фармацевтической и пищевой промышленности, а также сельском хозяйстве. Но, несмотря на полученные положительные результаты, этот подход не нашел дальнейшего практического применения по следующим основным причинам:

1. Сильный разброс массового содержания органического йода, а также наличие в йодированных белках больших остаточных количеств неорганического йода (в форме йодидов и молекулярного йода) не позволяли обеспечить нормирование органического йода при обогащении продуктов питания.
2. Использование химических методов йодирования белков приводило к их изменению и загрязнению продуктами реакции (в том числе хлорорганическими соединениями и молекулярным йодом), что вызывало многочисленные побочные эффекты при их применении.
3. Отсутствие промышленного биотехнологического оборудования и процессов (ультра- и нанофильтрации, сублимации, хроматографии и т.д.) не позволяло обеспечить физико-химические свойства и чистоту получаемых йодированных белков, тем более в промышленных масштабах.

В начале этого века ряд отечественных предприятий приступил с производству йодированных белков («Тиреойод», «Йодказеин», «Биойод», «Йоддар»), которые начали все шире применяться для обогащения пищевых продуктов (молочные, мясные, кондитерские и хлебобулочные изделия). В связи с этим особенно актуальными становятся вопросы, насколько эти новые продукты отвечают требованиям понятия «органический йод».

«Биойод» представляет собой смесь полноценных белков сыворотки молока, содержащих 2,5% ковалентно-связанных с ними атомов йода. Йод встраивается в молекулу аминокислоты тирозина или гистидина и имеет положительную валентность (J⁺), в которой он проявляет свои биологические функции.

Йодированные белки получают по оригинальной запатентованной технологии с помощью ферментативного метода. Именно этим способом осуществляется йодирование во всех животных и растительных организмах.

Качество и безвредность обеспечивается очисткой готового продукта с помощью макро-, микро- и ультрафильтрацией. Это позволяет полностью избавить конечный продукт от несвязавшегося неорганического йода (J² и J^-).

Благодаря ковалентной связи йода с и белками, «Биойод» обладает высокой стабильностью при нагреве (до 300^о С), устойчивостью к свету и нагреванию при длительном хранении, что исключает возможность отрицательного воздействия свободного йода на физико-химические показатели и органолептические характеристики готовой продукции.

Проведенные исследования структуры и подлинности ферментативно йодированных молочных сывороточных белков подтвердили наличие в их составе йодированных аминокислот, в частности, моно- и дийодтирозинов.

Дополнительные исследования одного из молочных белков, входящих в состав «Биойода» — лактоальбумина, имеющего исходную массу 14174 Dа с помощью MALDI-спектрометрии показали, что при йодировании происходит существенное изменение масс-спектра йодированного белка, при этом появляются сигналы, соответствующие белкам, содержащим 1, 2 и 3 атома йода в молекуле, с массой 14340, 14460 и 14593 Da соответственно (рис. 1).

Рисунок 1 — MALDI масс-спектры фракций, полученных в результате обращено-фазной хроматографии йодированного (сплошная линия), и нейодированного (пунктир) белка.

Предлагаемый биотехнологический способ йодирования белков обеспечивает:

• сохранение нативных свойств белков, содержащих стандартное содержание органически связанного йода (массовая доля 2,5 %);
• отсутствие неорганического йода (йодидов и молекулярного йода), а также потенциально токсичных веществ и реагентов в конечном продукте;
• получение в промышленных масштабах йодированных пищевых белков с чистотой белка свыше 90%.

В ходе эксперимента на мышах было показано, что «Биойод», содержащий [¹²⁵I] подвергается в желудочно-кишечном тракте эффективному протеолизу. Тирозин, входящий в состав молочных сывороточных белков и содержащий [¹²⁵I] в органической форме подвергается быстрому всасыванию и метаболизму, при этом большая часть метаболизированного йода выводится с мочой. Часть [¹²⁵I] включается в щитовидную железу животных, а значительное количество [¹²⁵I] пополняет пул йода в мышечной ткани, печени и почках.

Для изучения биологической эффективности усвоения йода из йодированных молочных сывороточных белков «Биойод» было проведено обследование добровольцев, детей и беременных женщин. Согласно эпидемиологическим критериям оценки степени тяжести йоддефицитных заболеваний ЙДЗ, предложенных ICCIDD, а также методическим указанием МУ 2.3.6.1064-01 Минздрава РФ. Обследование состояло из определения концентрации йода в разовой порции мочи. Определение уровня экскреции йода с мочой проводили в разовой утренней порции мочи арсенитно-цериевым методом.

С целью оценки эффективности и безвредности йодированных белков «Биойод» были проведены исследования на взрослых мужчинах-добровольцах, беременных женщинах и детях. Добровольцы принимали «Биойод», в котором содержалось 100 мкг органически связанного йода, в течение двух месяцев 2 раза в день (утром и вечером), женщины – по 50 мкг, а дети – по 25 мкг соответственно. Динамика изменений содержания йода в моче показана на рис.2. Полученные данные свидетельствуют об эффективности усвоения йода из «Биойода». В результате проведенных исследований было установлено, что длительное применение йодированных белков не вызывает токсических и аллергических реакций.

Увеличение медианы йодурии добровольцев через 2 месяца с 94 мкг/л до 308 мкг/л подтверждает включение компенсаторных механизмов организма, обеспечивающих выведение излишков йода с мочой.

Рисунок 2 — Содержание йода в моче после потребления «Биойода» у различных групп населения

Масштабные клинико-нутрициологические исследования, проведенные в 2009 г. совместно со специалистами ГУ «Научный центр здоровья детей РАМН» и НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков (г. Москва), показали положительное влияние применения «Биойода» в составе кондитерского батончика, содержащего 200 мкг органического йода в 100 г продукта, на физическое и умственное здоровье школьников.

Медиана йодурии у обследованных учащихся в динамике годового использования йодированного батончика в рационе (2-3 раза в неделю по 35-20 гр.) увеличилась с 63 до 126 мкг/л (в 2 раза).

Аналогичные положительные результаты были получены при добавления в рацион школьников Ставропольского края обогащенного «Биойодом» хлеба. По результатам этой апробации, а также испытаний, проведенной на детях ГУ «Научный центр здоровья детей РАМН», обогащенный хлеб рекомендован для использования в питании организованных детских коллективов.

В настоящее время кондитерские и хлебобулочные изделия, обогащенные «Биойодом», имеют рекомендации к применению у детей с трехлетнего возраста и поставляются в организованные дошкольные и школьные коллективы г. Москвы и других регионов страны.

Апробация «Биойода» с целью профилактики йодной недостаточности у детей и взрослых убедительно выявила следующие его преимущества, а именно:

• отсутствие побочных эффектов, позволяющее применять его в высоких дозах при тяжелых формах йоддефицита;
• высокую биологическую доступность органической формы йода и выраженный профилактический эффект;
• высокую технологичность, простоту введения йодированных белков в продукты на любом этапе технологического цикла их производства с полным сохранением основных физико-химических свойств.

Таким образом, предварительные исследования показали высокую эффективность и безвредность применения «Биойода» — полного аналога природного органического йода — для профилактики йоддефицита и нормализации обмена йода у детей и взрослых.

2. Собственные исследования

2.1 Материалы и методы исследований

В рамках исследований по данной тематике проведены научный и научно-производственный эксперимент в условиях вивария университета на курах-несушках и в условия ООО «Красная Горка» Колышлейского района Пензенской области на молочных коровах.

В рамках работы проводились совместные исследования с учеными Института биологии и иммунологии размножения при Болгарской Академии Наук, г. София, Болгария. Исследования по содержанию йода в молоке и пищевых яйцах проводились согласно договору о научном сотрудничестве с ООО НПФ «МОБИТЕК-М» г. Боровск, Калужской области.

Проведены две серии исследований на курах-несушках и молочных коровах (рис.3). Исследования осуществляли на фоне cбалaнcиpoванного кopмления по ocновным показателям в соответствии с нормами и рационами РАСХН (Ш.А. Имангулов, 2000; А.П. Калашников, В.И. Фисинин, В.В. Щеглова, Н.И. Клейменов, 2003).

В первой серии опытов были сформированы четыре группы кур-несушек в каждой по 50 голов, которых содержали на основном рационе (ОР). Птице I опытной группы с ОР скармливали неорганические формы селена в дозе 0,3 мг на 1 кг корма в виде селенита натрия и йод в дозе 0,5 мг на 1 кг корма в виде йодита калия, II опытной группе органические форы селена в виде селенопирана и молочного йодированного белка в дозах J 0,5 мг на 1 кг корма и Se 0,3 мг на 1 кг корма, III опытной группы – органические форы селена в виде селенопирана и молочного йодированного белка — J в дозах 0,7 мг на 1 кг корма и Se 0,9 мг на 1 кг корма.

Во второй серии были сформированы две группы молочных коров по 30 животных в каждой. Коров и контрольной, и опытной групп содержали на фоне ОР. Кроме того, молочным коровам опытной группы скармливали органические форы селена в виде селенопирана и молочного йодированного белка в дозах J 5 мг на1 голову в сутки и Se на 1,75 мг на1 голову в сутки.

Рисунок 3 — Схема проведенных опытов

В ходе исследований определялись следующие показатели:

Биохимические – содержание селена в молозиве коров и в сыворотке крови телят; содержание общего белка, альбумина, мочевины, глюкозы,

Гематологические – лейкограмма; количество лейкоцитов в 1 л крови; количество эритроцитов в 1 л крови, количество тромбоцитов в 1 л крови содержание гемоглобина.

Зоотехнические – живая масса; абсолютный, относительный и среднесуточный приросты живой массы; температура; частота сердечных сокращений и дыхательных движений.

Лабораторные исследования проводились в межфакультетской биохимической лаборатории по описанными ниже методами.

Определение общего белка в сыворотке крови

Для определения общего белка использовали биуретовый метод, основанный на так называемой «цветной биуретовой реакции», в ходе которой белки реагируют в щелочной среде с сульфатом меди с образованием соединений, окрашенных в фиолетовый цвет, интенсивность окраски зависит от концентрации общего белка в плазме.

Для опытной пробы к 0,1 мл плазмы прибавляли 5 мл рабочего раствора биуретового реактива и смешивали, избегая образования пены. Для холостой пробы использовали дистиллированную воду, для калибровочной – раствор калибратора. Выдерживали при комнатной температуре (20-25⁰С) 30 минут. Пробы фотометрировали против контрольной (холостой) пробы при длине волны 540 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см не позже, чем через час после начала инкубации.

Концентрацию общего белка (С) рассчитывали в г/л по формуле 1:

(1)

где Е _пробы – экстинкция опытной пробы;

Е _{калибр.} – экстинкция калибровочной пробы;

70 – концентрация белка в калибраторе в г/л.

Определение альбумина в сыворотке крови

Для определения концентрации альбумина использовали унифицированный колориметрический метод с бромкрезоловым зеленым. Принцип которого основан на том, что альбумин образует окрашенный комплекс с бромкрезоловым зеленым в слабокислой среде в присутствии детергента. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации альбумина в пробе.

Для опытной пробы к 0,01 мл плазмы приливали 2 мл монореагента, для калибровочной пробы применяли раствор калибратора, для контрольной — дистиллированную воду. Пробы тщательно перемещивали и инкубировали 5 минут при комнатной температуре. Измеряли оптические плотности опытной и калибровочной проб против контрольной пробы при длине волны 628 нм (620-640 нм). Расчет концентрации (С) альбумина в пробе проводили по формуле 2:

(2)

где Е _пробы – оптическая плотность исследуемой пробы;

Е _{калибр.} – оптическая плотность калибровочной пробы;

60 г/л – концентрация альбумина в калибраторе.

Определение мочевины в сыворотке крови

Для определения концентрации мочевины в плазме крови использовали уреазный/фенол-гипохлоритный метод по конечной точке. Мочевина поддействием фермента уреазы гидролизуется с образованием аммиака и углекислоты. Ионы аммония в щелочной среде в присутсвии нитропруссида раегируют с фено-гипохлоритным реагентом, образуя окрашенный комплекс синего цвета. Интенсивность окраски реакционной среды пропорциональна концентрации мочевины в пробе и измеряется фотометрически.

Для опытной пробы к 0,1 мл реактива 1 (стабилизирующий раствор уреазы) приливали 0,01 мл плазмы, для контрольной пробы использовали дистиллированную воду, колибровочной пробы — раствор калибратора. Реакционную смесь перемешивали и инкубировали не менее 5 минут при комнатной температуре. После окончания инкубации во все пробы вносили 1 мл реагента 2 (фенол/нитропрууидный реагент) и 1 мл реагента 3 (гипохлотит натрия), тщательно перемешиваои и инкубировали не менее 20 минут при температуре 37⁰С. После окончания инкубации измеряли оптическую плотность опытной и калибровочных проб против контрольной пробы при длине волны 540 нм.

Расчет производили по формуле 3:

(3)

где С – концентрация мочевины, ммоль/л;

Е_пробы — оптическую плотность пробы;

Е_{калибратор} — оптическую плотность калибратора;

5 ммоль/л – концентрация мочевины в калибраторе.

Определение общего холестерина в плазме крови

Для определения концентрации общего холестерина в плазме крови использовали энзиматический колориметрический метод.

Для опытной пробы к 0,02 мл плазмы добавляли 2 мл рабочего реагента, для контрольной пробы использовали дистиллированную воду, для калибровочной — калибратор. Реакционную смесь тщательно перемешивали и инкубировали не менее 15 минут при комнатной температуре. После окончания инкубации измеряли оптическую плотность опытной и калибровочной проб против контрольной пробы при длине волны 500 нм.

Расчет концентрации холестерина (С, моль/л) проводили по формуле:

где Е _пробы – оптическая плотность исследуемой пробы;

Е _{калибр.} – оптическая плотность калибровочной пробы;

5,17 ммоль/л – концентрация холестерина в калибраторе.

Определение липопротеидов высокой плотности в плазме крови

Для опытной пробы к 0,15 мл плазме добавляли 0,3 мл осаждающего реагента, для холостой пробы использовали дистиллированную воду, для калибровочной пробы применяли раствор холестерина. Хорошо перемешивали и оставляли на 10 минут при комнатной температуре. Опытные пробы центрифугировали в течение 10 минут. Прозрачный супернатант использовали для определения концентрации ЛПВП. Для этого в опытной пробе использовалит 0,2 мл супернатанта и 2,0 мл рабочего реагента для определения холестерина. Реакционную смесь тщательно перемешивали и инкубировали не менее 10 минут при комнатной температуре (20-25⁰С) и измеряли оптическую плотность опытной и калибровочной проб против контрольной пробы при длине волны 500 нм. Расчет концентрации (С) ЛПВП проводили по формуле:

(5)

где Е_оп и Е_ст – экстинкции опытной и калибровочной проб, измеренные относительно контрольной пробы;

1,29 – концентрация холестерина ЛПВП в калибраторе.

Определение концентрации глюкозы в сыворотке крови

Для определения содержания глюкозы в сыворотке крови использования набор реагентов «Фотоглюкоза» для количественного определения содержания глюкозы в крови и моче глюкоозооксидазным методом.

Принцип метода заключается в том, что Глюкозоксидаза окисляет D-глюкозу до глюкуроновой кислоты с образованием перекиси водорода; последняя под действием пероксидазы реагирует с 4-аминоантипирином и фенолом с образованием окрашенного продукта, интенсивность окраски которого пропорциональна концентрации глюкозы в анализируемом образце и измеряется фотометрически.

Определение концентрации глюкозы в сыворотке крови

Для определения концентрации глюкозы в сыворотке крови использовали энзиматический колориметрический метод без депротеинизации.

Принцип метода заключается в том, что β-D-глюкоза под действием фермента глюкозооксидазы окисляется с образованием эквимолярного количества перекиси водорода. Образующаяся перекись водорода при участии фермента пероксидазы способствует окислительному азосочетанию 4-аминоантипирина и фенола с образованием окрашенного соединения (хинониминовый краситель). Интенсивность окраски реакционной среды пропорциональна содержанию глюкозы в исследуемом материале и определяется фотометричски при длине волны 500 нм.

Определение концентрации железа в сыворотке крови

Для определения концентрации железа в сыворотке использовали набор реагентов для определения концентрации железа в сыворотке и плазме крови колориметрическим методом без депротеинизации «Железо ОльвексДиагностикум».

Принцип метода состоит в том, что в кислой среде под действием детергента белковые комплексы, связывающие железо, дислоцируют, и железо восстанавливается до Fe⁺⁺. Ион двухвалентного железа связывается с хромогеном, образуя окрашенный комплекс, концентрация которого пропорциональна концентрации железа в образце и измеряется фотометрически. Комплексы хромогена с ионами цинка и меди маскируются, образуя не окрашиваемые комплексы с хелатором, что обеспечивает более точное определение концентрации железа, свободное от интерференций.

Определение концентрации кальция в сыворотке крови

Для определения содержания кальция в сыворотке крови использовали набор реагентов для определения концентрации кальция в сыворотке и плазме крови унифицированным колориметрическим методом с о-крезолфталеин комплексом «Кальций ОльвексДиагностикум»

Принцип метода заключается в том, что кальций в щелочной среде образует окрашенный комплекс с о-крезолфталеин комплексом. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации кальция в пробе измеряется фотометрически.

Определение концентрации неорганического фосфора в сыворотке крови. Для определения концентрации неорганического фосфора в сыворотке крови использовали набор реагентов для определения неорганического фосфора в сыворотке и плазме крови спектрофотометрическим (UV) методом «Фосфор неорганический ОльвексДиагностикум».

Метод основан на способности фосфат-ионов образовывать в кислой среде с молибдатом аммония в присутствии детергента фосфорномолибденовый комплекс, оптическая плотность которого при длине волны 340 нм пропорциональна концентрации неорганического фосфора в исследуемом образце.

Определение концентрации аланинаминотрансферазы.

Для определения активности фермента аланинаминотрансферазы (АлАт) в сыворотке крови использовали набор реагентов для определения каталитической концентрации аминотрансферазыАлАт в сыворотке крови «Аминотрансфераза ALT 360 БИО-ТЕСТ».

Принцип метода состоит в том, что аланин-аминотрансферазакаталиризует реакцию между L-аланином и 2-оксоглутаратом, в результате которой они превращаются в L-глутамат и соль пировиноградной кислоты. Определение основано на измерении оптической плотности гидразонов 2-оксоглутаровой и пировиноградной кислот в щелочной среде. Гидразон пировиноградной кислоты обладает более высокой оптической плотностью.

Определение концентрации аспартатаминотрансферазы.

Для определения концентрации аспартатаминотрансферазы (АсАТ) в сыворотке крови использовали набор реагентов для определения каталитической концентрации аминотрансферазыАсАт в сыворотке крови «АминотрансферазаACT 360 БИО-ТЕСТ».

Принцип метода заключается в том, что аспартат-аминотрансфераза катализирует реакцию между L-аспартатом и 2-оксоглутаратом, в результате которой они превращаются в L-глутамат и оксалацетат. Определение основано на измерении оптической плотности гидразонов 2-оксоглутаровой и пировиноградной кислот в щелочной среде. Гидразон пировиноградной кислоты, возникающий при самопроизвольном декарбоксилированииоксалацетата, обладает более высокой оптической плотностью.

Определение содержания селена

Содержание селена в сыворотке крови определялось флюориметрическим методом в модификации Тутельяна В.А., Хотимченко С.А., Голубкиной Н.А. с использованием флюориметра «Флюорат-02-2М». Сущность метода заключается в мокром сжигании образца смесью азотной и хлорной кислот. В последующем восстанавливали шестивалентный селен до четырехвалентного внесением концентрированной соляной кислоты с образованием комплекса селенистой кислоты с 2,3-диаминонафталином – пиазоселенола, величена флюоресценции которого пропорциональна содержанию селена в пробе. По данной методике нижний предел определения микроэлемента селена – 0,08 мкг/дм³.

При определении концентрации селена важное значение имеет подготовка пробы. Для мокрого сжигания в специальные пробирки вносили по 0,5 мл сыворотки крови. Калибровочную кривую строили по стандартному раствору селенита натрия. Проверку проводили с помощью образцов сравнения с известным содержанием селена (лиофилизированные мышечные волокна, сухое молоко).

Минерализация проб осуществлялась в блоке сжигания при следующем температурном режиме: 120 ^оС – 1 час, 150 ^оС – 1 час, 180-185 ^оС – 1,5 часа. Для удаления следов азотной кислоты блок сжигания охлаждали до 150 ^оС, вносили в пробы 1-2 капли перекиси водорода и выдерживали при указанной температуре 10 минут. Чтобы восстановить шестивалентный селен до четырехвалентного к пробам приливали по 1 мл 6 молярного раствора соляной кислоты и выдерживали при 110 ^оС 10 минут, после чего вносили в пробы по 1 мл дистиллированной воды. Конденсация селенистой кислоты с 2,3-диаминонафталином производилась путем добавления к каждой пробе 1 мл раствора (рН которого предварительно доводилась до 1,0-1,5). Пробы выдерживали 30 минут при 50 ^оС и затем подвергали экстракции гексаном в течение 50-60 секунд. Величину флюоресценции определяли при длине возбуждения 376 нм и длине эмиссии 519 нм на флюориметре «Флюорат-02-2М».

Определение йода.

Содержание общего йода в корме, в желтке и белке яйца – методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (МС-ПСП), атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП). Содержание общего йода в белке и желтке (при определении йодтирозинов) — инверсионно-вольтамперометрическим методом по МУК 4.1.1187-03 [15]. Содержание моно- и дийодтирозинов в желтке и белке – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спекторометрическим детектором по ГОСТ 33422-2015.

Гематологические исследования проводили с помощью автоматического гематологического ветеринарного анализатора BC-2800Vet, который является количественным счётчиком форменных элементов крови с дифференциацией лейкоцитов для диагностического использования в ветеринарных лабораториях.

Принципы измерения WBC (лейкоцитов). Лейкоциты считаются и измеряются по методу Coulter. Этот метод основывается на измерении изменений электрического сопротивления, возникающего при прохождении клетки крови через апертуру известных размеров. Электроды погружены в жидкость с 2х сторон апертуры, чтобы создать электрический путь. Когда каждая частица (клетка) проходит через апертуру, возникает мимолётное электрическое сопротивление между электродами. Это изменение производит измеряемый электрический импульс.

Рисунок 4 – Проведение гематологических исследований

Количество образовавшихся сигналов является количеством частиц, которые прошли через апертуру. Амплитуда каждого импульса пропорциональна объёму каждой частицы. Каждый импульс усиливается и сравнивается во внутренних электронных схемах, которые принимают импульсы только определённой амплитуды. Если образованный импульс выше порога WBC, он считается как WBC(лейкоцит).

Измерение HGB (гемоглобина). Гемоглобин определяется колориметрическим методом. Разбавленный WBC/HGB раствор доставляется в кювету WBC, где перемешивается с некоторым количеством литика, который превращает гемоглобин в гемоглобиновый комплекс, который измеряется на длине волны 525нм. Источник света находится на одной стороне кюветы и выделяет луч монохроматического света, чья центральная волна 525нм; и затем измеряется с помощью фотосенсора на противоположенной стороне. Сигнал затем усиливается и напряжение измеряется и сравнивается с референсным считыванием бланка (считывание только когда 35 в кювете дилюент). Гемоглобин рассчитывается с помощью уравнения и выражается в г/Л. HGB(г/Л) = Constant×Log 10 (фототок бланка/фототок образца)

Принципы измерения RBC (эритроцитов). Эритроциты считаются и измеряются по методу Coulter. Этот метод основывается на измерении изменений электрического сопротивления, возникающего при прохождении клетки крови через апертуру известных размеров. Электроды погружены в жидкость с 2х сторон апертуры, чтобы создать электрический путь. Когда каждая частица (клетка) проходит через апертуру, возникает мимолётное электрическое сопротивление между электродами. Это изменение производит измеряемый электрический импульс. Количество образовавшихся сигналов является количеством частиц, которые прошли через апертуру. Амплитуда каждого импульса пропорциональна объёму каждой частицы. Каждый импульс усиливается и сравнивается во внутренних электронных схемах, которые принимают импульсы только определённой амплитуды. Если образованный импульс выше порога RBC, он считается как RBC.

Эритроциты RBC (10¹²/Л) является числом эритроцитов, измеренных напрямую из эритроцитов, проходящих через апертуру.

Тромбоциты PLT (10⁹ /Л) меряется напрямую из тромбоцитов, проходящих через апертуру.

Статистическая обработка. Полученные экспериментальные данные обрабатывали на персональном компьютере с использованием программы Microsoft Office Excel. Проводили вычисление cpеднeго знaчeния, стaндаpтнoгo (cpеднeквадpатичного) oтклoнeния и стaндapтной ошибки среднего. Значимость различий между двумя средними оцeнивaлaсь по критерию Стьюдента (t). Выборочные параметры, приводимые далее в таблицах, имеют следующие обозначения: М – среднее, m – ошибка среднего, n – объем анализируемой подгруппы, р – достигнутый уровень значимости.

2.2 Результаты научных исследований на молочных коровах

Принимая во внимание значительное влияние факторов среды таких, как кормление, температурно-влажностные параметры окружающей среды и физиологическое состояние организма коров на потребность и метаболизм йода и селена была изучена дозировка его ввода в рацион кормления коров. В течение зимне-весеннего периода содержание ковалентно связанного йода в составе молочного йодированного белка в рационе кормления повышали с 118 мкг/г до 192 мкг/г, что обеспечило поступление его в составе рациона в зимне-весенний период в количестве 2,95 мг/гол/сут., в летний период 3,00 — 6,00 мг/гол/сут. и в осенне-зимний период – 16.5-19,2 мг/гол/сут. Содержание селена в составе селенопирана в рационе кормления повышали с 3,2 мкг/г до 12,5 мкг/г, что обеспечило поступление его в составе рациона в зимне-весенний период в количестве 0,312 мг/гол/сут., в летний период 0,312-0,625мг/гол/сут. и в осенне-зимний период – 1,25 мг/гол/сут. (Табл. 1).

Таблица 1 — Включение органических форм йода и селена в рацион опытной группы коров

**КД – кормовая добавка

Включение в рацион питания коров ковалентно связанного йода и органического селена в течение зимне-весенне- летнего и осенне-зимнего периодов повысило его содержание в крови на 16,6 – 66,7% (Р <0,001) по отношению к контрольной группе. (Табл.2).

Таблица 2 — Содержание йода в крови коров по периодам опыта. (М±m)

*Р<0,001

Повышение содержания йода в крови повлияло на его содержание в молоке. Так в начале эксперимента содержание йода в молоке коров составляло 180 мкг на литр молока, а в осенне-зимнее время количество йода в молоке увеличилось до 400 мкг в литре. Наблюдается прямая зависимость содержания йода в сыворотке крови и молоке.

Йод влияет на органы и ткани непосредственно и как составная часть гомонов щитовидной железы – тироксина и трийодтиронина, без которых невозможно нормальное функционирование организма. Эти гормоны контролируют функционирование всех систем, рост и дифференцировку тканей, поглощение кислорода, состояние центральной и периферической нервной системы, влияют на скорость метаболизма, теплообразование, жировой, углеводный и белковый обмен, обмен витаминов, воды и электролитов.

Лактирующие коровы имеют большую потребность в йоде, чем нелактирующие, так как около 10 % потребленного йода выделяется с молоком и может возрастать при повышении продуктивности. Некоторые компоненты (белковые добавки) рациона могут снижать доступность йода из кормов и являться зобогеным фактором.

Недостаток йода у крупного рогатого скота проявляется гипофункцией щитовидной железы. Длительная нехватка йода приводит к снижению молочной продуктивности и рождению телят с зобом. Недостаточность йода проявляется в снижении его концентрации в молоке и плазме крови (10-20 мкг/л в молоке и меньше 40 мкг/л в плазме крови). Если в средней пробе молока, полученного от стада коров, меньше 20 мг/л, то в рационе возможен дефицит йода. Необходимо указать, что при избыточном употреблении йода в составе неорганических форм, таких как йодид калия или йодат кальция, для профилактики йоддефицитных состояний у животных не дали серьезных практических результатов. Следовательно, использование неорганических форм йода, или на фоне их органических клатратов, которые по существу не отличаются от первых, не привело к снижению заболеваемости у коров и к их продолжительному периоду лактации.

Таблица 3- Содержание селена в крови коров по периодам опыта. (М±m)

Результаты исследований по содержанию селена в сыворотке крови коров указывают на существование слабого дефицита микроэлемента в организме животных. Снижение селена в сыворотке крови наблюдается в зимне-весенние месяцы. Применение в кормлении коров кормовой добавки на основе органических форм йода и селена позволило увеличить содержание селена в сыворотке крови на 5,3-19,5%. Особенно существенна разница в зимний период, когда содержание микроэлемента в кормах значительно меньше по сравнению с летним периодом. Как следствие этого наблюдается повышение микроэлемента селена в молоке. Если у коров в рационе которых отсутствовали добавки (отрицательный контроль) среднее содержание селена составляла 20 мкг/л, то в группе где применяли испытуемую кормовую добавку количество селена возросла до 53 мкг/л.

Таким образом, использование новой кормовой добавки для коров на основе органических форм йода и селена способствует повышению функциональных качеств молока. Поэтому испытуемую добавку можно рекомендовать как источник для обогащения молока и молочных продуктов через организм животного.

В рамках данных исследований было изучено влияние ковалентно связанной формы йода и селена на состояние фосфорно-кальциевого обмена у коров по показателям титрования молока СаСl2 Тº (А.А.Кабышев,)

Роль кальция в организме неизмеримо велика. Ионы Са2+ являются кофакторами многих ферментов, вместе с белами-модуляторами служат посредником в передаче сигналов. Кальций участвует в секреции, оплодотворении, мембранной проницаемости, мышечном сокращении. Множество интрацеллюлярных процессов, от митоза и рождения клеток, до апоптоза и их гибели регулируются кальцием при участии специфически распознающих его белков (кальмодулина, кальэлектринов, кальпаинов и т.д.) От кальция зависит генерация потенциалов действия и электромеханическое сопряжение, передача гормонального сигнала и клеточной локомоции (передвижения). Кальций регулирует и скорость жизненно важных внеклеточных процессов – например, свертывание крови. Будучи важным регулятором, ион кальция, в то же время ядовит для клеток, и значительное повышение его внутриклеточной концентрации запускает механизмы клеточной гибели, участвуя в некробиозе и апоптозе. Внутри клеток концентрация кальция в 10000 – 100000 раз меньше, нежели снаружи. Поэтому, уровень кальция вне и внутри клеток подлежит контролю, а при попадании в цитозоль кальций эффективно секвестируется (удаляется) митохондриями, эндоплазматичеким ретикулумом.

В ходе исследования был выявлен кумулятивный эффект применения ковлентно связанного йода и селена при обмене фосфатов. Метаболизм кальция в организме тесно связан с обменом фосфатов, связывающих большую часть внеклеточного кальция в виде кристаллов гидросиапатита (Са10(РО4)6(ОН)2), в композитных минерализованных структурах – костях. В организме 98% кальция и 85% фосфора связано в костях и зубах.

Именно роль фосфата, как ключевого участника энергетического метаболизма, главного внутриклеточного аниона, концентрация которого в клетках в 100 раз превышает наружные, предопределила биологический выбор кальция на роль убиквитарного (повсеместного) регулятора. Во внеклеточных жидкостях фосфат находится в форме фосфолипидов (около 70%) и неорганического фосфата. В плазме крови фосфаты представлены в виде свободных ионов (80%) либо связаны с белками. Одной из основных функций неорганического фосфора в организме является буферная функция. Фосфат может связывать свободный ионизированный кальций; поэтому, если уровень плазменного неорганического фосфата увеличивается, то содержание кальция уменьшается. Концентрация ионов кальция в межклеточной жидкости и крови равна 9-11 мг/дл. Половина из них — ионы кальция в растворенном состоянии, другая половина — в соединении с альбумином. Во внутриклеточной жидкости концентрация кальция в тысячи раз меньше. Разность концентрации создается главным образом Са-АТФазой при участии системы ионных каналов. Регуляция Са2+ в крови и межклеточной жидкости регулируется эндокринными гормонами, именно на которых и повлияло постоянное использование ковалентно связанного йода, в основном паратгормоном, кальцитонином и кальцитриолом.

Близкая физико-химическая аналогия катионов Са2+ и Мg2+ привела к тесному переплетению их метаболизма. Магний — важный кофактор некоторых аденилатциклаз, фосфатаз и фосфорилаз. Участник трансфосфорилирования, что связывает его судьбу в организме и с фосфором. Большая часть магния (60%) тоже депонируется в скелете.

В плазме 40% кальция связано с белками, в основном с альбумином (связанная форма кальция), 15% — с кислыми органическими анионами (комплексная форма кальция), а остальной кальций находится в свободной форме.

Количество общего кальция в плазме понижается при гипоальбуминемиии, но это не оказывает влияние на содержание катиона кальция. Содержание ионизированного кальция в плазме находится в обратной зависимости от рН и от концентрации фосфат–аниона: гиперфосфатемия и алкалоз способствуют появлению признаков гипокальциемии, хотя уровень общего кальция при этом не меняется. Ацидоз и гипофосфатемия, наоборот, повышают содержание ионизированного кальция в плазме.

Фосфор в отличие от кальция, абсорбируется в ЖКТ, напротив, очень активно. В дополнении к 5% фосфора, депонированным в костях и зубах, мягкие ткани содержат существенную часть связанного фосфора и фосфат-аниона (до14 %). Всего 1% фосфора находится во внеклеточной жидкости. Макроэргические фосфатные соединения и фосфорилированные активные метаболиты в нормальных условиях не могут свободно покидать клетки. Поэтому, только 12% фосфатов плазмы связаны с белками, остальные представлены свободными фосфат-анионами. Уровень фосфора в плазме зависит от факторов, регулирующих обмен кальция. Кроме этого, обмен фосфора определяется ходом энергетического метаболизма в клетках. В.С. Ильин считает, что «говорить надо не о фосфорном, а об «углеводно-фосфорном обмене», имея в виду исключительную зависимость судьбы фосфата от катаболизма углеводов.» При активации синтеза гликогена фосфаты переходят внутрь клеток. Поэтому, глюкоза, инсулин, сахаристая пища – вызывают гипофосфатемию из-за перемещения фосфат-анионов в клетки. Алкалоз, особенно, дыхательный, также провоцирует гипофосфатемию, как полагают М.М. Горн с соавтотами (1999) в силу активации клеточного гликолиза образования фосфорсодержащих метаболитов глюкозы. Дыхательный ацидоз, после торможения гликолиза за счёт накопления молочной кислоты, наоборот приводит к выходу фосфата из клетки и гиперфосфатемии. В силу этих некальциевых факторов, влияющих на уровень фосфора в плазме, концентрация фосфатов имеет четкий суточный ритм, тогда как у ионизированного кальция такой периодизм отсутствует.

Использование ковалентно связанного йода и селена в составе кормовой добавки благоприятно повлияло и на обменные процесс по магнию. Магний — преимущественно, внутриклеточный катион, четвертый по абсолютному содержанию в организме. Во внутриклеточной жидкости его концентрация в 8 раз выше, чем вне клетки. Магний всасывается в тонком кишечнике, при участии, витамина D примерно на 40% от его поступления с пищей. Избыток фитиновой кислоты и жирных кислот отрицательно влияют на его абсорбцию. Высокие концентрации магния в кишечном содержимом мешают всасыванию кальция, но не наоборот. Магний экскретируется почками, причем эффективность его реабсорбции может достигать 95%. Почки варьируют экскрецию магния в равновесном объёме, по отношению к его поступлению.

В связи с разной физиологической потребностью коров в период репродуктивного цикла и лактации соотношение кальция, фосфора и магния в рационе меняется. Так, в период за три недели до отёла рекомендуется снижать содержание кальция в рационе, а его соотношение к фосфору должно составлять не более 0,8-1. В этот период важно обеспечить достаточный уровень магния в рационе. Использование ковалентно связанного йода скорректировало данный метаболизм на клеточном, биохимическом уровне, где непосредственно йод выступил катализатором обменных процессов.

При достаточном наличии кальция в организме происходит резкое снижение его содержания в крови. Чаще всего это вызвано излишним содержанием кальция в рационе сухостойных коров, что приводит к нарушению его регуляции паращитовидной железой, которая регулирует накопление и выделение кальция из костяка. Выделенный с молоком кальций восполняется в недостаточном количестве, т.к. после отёла паращитовидная железа не в состоянии быстро восполнить свою функцию.

Классическим методом профилактики послеродового пареза является «тренировка» паращитовидной железы во время сухостойного периода. Цель «тренировки» — повышение уровня паратгормонов для быстрой мобилизации кальция из костяка скелета сразу после отёла. Для этого ограничивают обеспеченность рациона кальцием. Дефицит магния не способствует образованию паратгормонов, участвующих в процессе мобилизации кальция из костяка после отёла, поэтому оптимальное соотношение Ca:P:Mg = 0,6:1:1.

Включение в рацион коров йода и селена оказало положительное влияние на число случаев нарушения фосфорно-кальциевого обмена и степень тяжести его проявления, которое определяли путем титрования свежевыдоенного молока CaCl2 по Кабышеву А.А. Выяснилось, что у коров контрольной группы с признаками нарушения и средней тяжести по периодам опыта наблюдалось у 10 — 66,6%, а высокой степени тяжести — у 10-20% поголовья. У коров опытной группы эти показатели были ниже и составили соответственно – 10-50% и 0 -14,2%. (Табл.4,5).

Изучение содержания мочевины в молоке, в качестве показателя состояния энерго-протеинового отношения в рационе коров, в течение зимне-весенне-летнего периода показало, что оно в зимне-весенний период было в норме и не различалось между группами коров. В летне-пастбищный период наблюдалось значительное ее повышение, которое было выше критического

Таблица 4 — Анализ данных титрования свежевыдоенного молока CaCl₂ по А А Кабышеву*.

*Значение показателей — это разница между результатами титрования молока с и без СаСl2, Tº.

Таблица 5 — Распределение коров по степени тяжести нарушения фосфорно-кальциевого обмена, %

Уровня -35 мг%, что связано с повышенным поступлением протеина с пастбищной молодой травой без дополнительной энергокомпенсацией. Включение в рацион ковалентно связанного йода в этот период позволило снизить содержание мочевины в молоке. Однако в последующие месяцы (август — декабрь) у коров, получавших КСЙ, содержание ее в молоке превышало таковой у контрольных, что может быть связано как с действием жаркой погоды в этот период, так и нормализующим действием гормонов щитовидной железы на энергетический обмен (Табл.6). Это демонстрирует природный механизм циркуляции связанных форм йода, при котором количество поступающего связанного йода не является токсичным и не влияет негативно на основные процессы в общей эндокринной системе коров.

Таблица 6 — Содержание мочевины в молоке коров по месяцам года

*Значения содержания мочевины в молоке. При содержании белка в молоке <3,20%

Содержание мочевины <,15,0 указывает на недостаток энергии и протеина в рационе; возможные последствия нагрузка на печень, скрытая течка, медленная ацетонемия, кисты, желтое тело, проблемы с копытами, снижение продуктивности;- при содержании мочевины 20 – 30 – кормление в порядке; — при > 35 мг/% –недостаток энергии, слишком много белка; последствия — кисты, понос, заболевания копыт.

Изучение межсуточного обмена веществ (белковый, азотистый, углеводный, липидный и минеральный) у коров в опыте проводили по скрининговым биохимическим показателям сыворотки крови.

Показатели белкового обмена у коров обеих групп в течение всего периода наблюдения были близкими и равнялись в среднем по содержанию общего белка, альбумина и глобулина, а также по их соотношению, соответственно у коров контрольной группы 88,2 г/л, 26,8 г/л, 61,3 г/л и 0,43, а у коров опытной группы 89,8, 26,9, 62,9 и 0,43. Однако по сезонам года у коров между группами имелись различия. Так, у коров опытной группы наблюдалось более высокое содержание в сыворотке крови общего белка в феврале, апреле, августе и декабре, которое составило 90,8-96,8 г/л., что было выше физиологической нормы, равной 72,0-86,0 г/л. Это повышение произошло за счет увеличения в сыворотке крови глобулиновой фракции, которая была равна 63,9 – 69,4 г/л. У коров контрольной группы повышение содержания общего белка и глобулинов в сыворотке крови отмечалось только в августе и декабре, которое было равно 91,3-99,3 г/л и 64,2-72,7г/л, соответственно, что указывает на не благоприятное действие как факторов кормления, так и климатических. По содержанию альбумина в сыворотке крови коров между группами по периодам исследования наблюдались различия. У коров контрольной группы его содержание в сыворотке крови было одинаковым на протяжении зимне-весенне-летнего периода и равнялось 27,0-27,5 г/л, что укладывалось в физиологическую норму -27-43 г/л.,а в последующий осенне-зимний период его содержание снизилось и составило 25,3 и 26,8 г/л. в то время , как у коров опытной группы в зимне-весенний период содержание его было ниже физиологической нормы и нормализовалось в летний период достигнув 29,0 г/л что превысило его содержание у коров контрольной группы в этот период наблюдения. Оно также было выше и в декабре. Эти данные могут указывать на повышение анаболических процессов в эти периоды года. В содержании мочевины в сыворотке крови у коров обеих групп наблюдалось повышение от зимнего сезона к летнему при более низком ее содержании у коров опытной группы, что может свидетельствовать о лучшем использовании азотистых веществ корма и синтетической способности печени, связанной с влиянием связанного йода (Табл.7).

Таблица 7- Белковый и азотистый обмен у первотелок

Так, в июле-августе содержание мочевины в сыворотке крови коров контрольной группы составило 7,75 и 7,82 ммоль/л, что было выше физиологической нормы, равной 3,30-7,49 ммоль/л а у коров опытной группы 7,33 и 7,57 ммоль/л, что практически не превышало верхнее референтное значение нормы. Следует отметить, что в летний период повышение содержание мочевины в сыворотке крови у коров обоих групп положительно коррелировало с повышением ее содержания в молоке. Так у коров контрольной группы содержание мочевины в молоке в июле-августе составило 43,2 и 39,0 мг% а у коров опытной группы 38,9 и 45,4 мг%, что свидетельствует о нарушении энерго-протеинового баланса в рационе.

В содержании креатинина в сыворотке крови также имелись различия у коров между группами, что может быть связано с одной стороны с энергетическим обменом в мышечной ткани, с другой — как отражение ее массы в организме. Однако все эти изменения были в пределах физиологической нормы (табл.8).

Содержание глюкозы в сыворотке крови обеих групп коров повышалось от зимы к лету при относительно равном ее содержании и было в пределах физиологической нормы или несколько превышало ее верхний предел (табл.8). Так, наибольшее содержание глюкозы в сыворотке крови у коров контрольной и опытной группы наблюдалось в августе, которое составило соответственно 4,38 и 4,37 ммоль/л, что может также указывать на напряженность в энергетическом обмене. Стоит отметить тот факт, при что добавлении карамельного сиропа в зимний период для поддержания энергообмена количество глюкозы в крови не изменилось. Это может указать на тот факт, что выработка гормонов и инсулина было в норме.

В содержании триглицеридов в сыворотке крови имелась тенденция к их повышению от зимы к весне, и оно было выше у коров опытной группы, которую можно отнести к действию связанного йода на липидный обмен в направлении коррекции энергетического обмена. Содержание фосфолипидов в сыворотке крови у коров обеих групп было сходным и равнялось 2,18-2,87 ммоль/л и 2,09 – 2,75 ммоль соответственно у коров контрольной и опытной группы, за исключением их содержания у коров опытной группы в июле месяце, когда оно составило 3,21 ммоль/л. Фосфолипиды являются важной субстанцией в организме. Их главная роль — поддержание структурной формы ячеек путем создания двойного липидного слоя, определяющего прочность внутреннего покрова клеток. Фосфолипиды обладают гепатопротекторными и метаболическими свойствами, играют роль клеточных барьеров, растворяют «плохой» холестерин, поддерживают здоровье нервной системы, благотворно влияют на работу органов пищеварения и очищают печень от токсинов.

Содержание холестерина в сыворотке крови коров обеих групп было наибольшим в весенний период и равнялось у коров контрольной группы -5,20 -5,73 ммоль/л в апреле –июне и 5,51 ммоль/л в апреле у коров опытной группы. В остальные периоды оно было близким, но было выше физиологической нормы, равной – 2,2 -3,3 ммоль/л. (табл.8).

Анализ данных по минеральному обмену показал, что в содержании в сыворотке крови кальция, фосфора, магния, железа и хлоридов значимых различий не наблюдалось и оно укладывалось в пределы референтных значений физиологической нормы. То же самое наблюдалось и в содержании селена, меди и цинка.

Таблица 8 — Показатели углеводно-липидного обмена

Однако, у коров опытной группы интенсивность минерального обмена происходила на более низком уровне активности щелочной фосфатазы, чем у коров контрольной группы. Эти различия по отдельным периодам наблюдения составили 7,5 – 16,1%. В целом активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови обеих групп коров была в пределах физиологической нормы, равной 17,50 – 152,70 МЕ/л. (табл.9).

Анализ данных функционального состояния печени показывает, что у коров обеих групп содержание в сыворотке крови билирубина было выше физиологической нормы, при чем у коров опытной группы его содержание превышало таковое у контрольных в течение зимне-весеннего периода, и только в летний период было ниже.

Таблица 9 – Показатели минерального обмена

При физиологической норме содержания билирубина в сыворотке крови 0,20-5,10 мкмоль/л его содержание в сыворотке крови коров контрольной группы составило 7,73-12,31 мкмоль/л, а у коров опытной группы 9,23-13,06 мкмоль/л. Эти данные свидетельствуют о повышенной метаболической нагрузки на печень. Об этом также свидетельствует повышенная активность АЛТ, которая участвует в процессе переаминирования данной аминокислоты с образованием кетокислоты, которая в дальнейшем окислятся в цикле трикарбоновых кислот с освобождением энергии. Следует заметить, что в августе содержание билирубина в сыворотке крови опытной группы коров было ниже на 23,8%, чему контрольных, что свидетельствует о нормализующем действии связанного йода на энергетический обмен и, следовательно, на функциональное состояние печени. (Табл.10) Такое влияние возможно при интенсивной нагрузке минеральных составляющих в питании коров, так как многие из них являются токсичными и должны поступать в организм животного в связанной форме.

Таблица 10 — Функциональное состояние печени.

Повышение активности в сыворотке крови АСТ также может отражать повышенную нагрузку на сердечно сосудистую систему организма коров. У коров опытной группы ее активность в течение всего периода наблюдения была выше, чем у коров контрольной группы на 9,0-22.6%, что может свидетельствовать о непосредственном действии связанного йода, через повышение активности щитовидной железы.

Ковалентно связанный йод в составе органического премикса «Зоо-Прост» оказал благоприятное действие на морфо-гематологические показатели крови. Так, количество лейкоцитов в крови коров, получавших данный продукт в течение зимне-весенне-летнего периода, было меньше на 18,5 — 23,5%, а количество эритроцитов в этот период несколько больше. В последующий осенне-зимний период в их содержании наблюдалась тенденция к снижению. Однако кровь коров опытной группы при этом была более насыщена гемоглобином. (Табл.11)

Таблица 11 -Морфо-гематологические показатели крови первотелок

В ней его содержание в течение всего периода наблюдения было равно 89,8 -102,7 г/л , в то время как у коров контрольной группы оно составило 82,9-95,8 г/л, что было меньше на 1,4 -7,8%., что в свою очередь повысило гематокрит, который составил у коров опытной группы 37,0-41.1% против 36,1-38,9%. у контрольных. Данные результаты свидетельствуют, что ковалентно связанный йод оказал на организм коров оздоровительный эффект, создал условия для повышения интенсивности процессов обмена веществ, путем лучшего обеспечения их кислородом. То есть использование в питании премикса может заложить основу формирования и нормального функционирования иммунной системы коров.

Включение органического йода в рацион коров оказало положительное влияние на молочную продуктивность, химический состав молока, на его гигиенические и технологические свойства. (табл.12) При этом отмечалось у 4-х первотелок опытной группы укороченная лактация. С учетом завершенной лактации в течение 305 дней средняя продолжительность ее составила по группе 294 дня, а по контрольной группе продолжительность лактации позволила посчитать продуктивность первотелок за 305 дней.

Среднесуточный удой молока первотелок опытной группы в течение лактации составил 21,1 кг, что было выше на 8,8%, чем в контрольной. При этом показатели его качества имели значительные различия. Так, содержание жира в молоке первотелок опытной группы было выше на 0,55%, лактозы на 0,13%, а содержание белка ниже на 0,07%. В итоге содержание сухих веществ в молоке первотелок опытной группы составило 13,41 %, что было выше на 0,41%, чем у контрольных. В результате за лактацию в среднем от первотелки опытной группы было получено на 47,78 кг жира и на 7,54 кг белка больше, чем от первотелки контрольной группы. Оно также положительно отличалось по кислотности и термостабильности и содержало меньше соматических клеток, что может отражать антисептическое действие на молочную железу. (табл.12).

Таблица 12 — Молочная продуктивность и качество молока первотелок

При исследовании влияние связанного йода на функцию воспроизведения исходили из того, что его дефицит у коров нарушает цикличность течки и снижает оплодотворяемость. Использование в ранних работах иных форм йода, как это видно из литературы, не дало столь значимых результатов, а проведенные нами ранее исследования четко показали способность связанного йода проходить печеночный барьер и формировать нормальные обменные процессы в клетках организма мышей.

Так вот, включение ковалентно связанного йода в рацион коров в дозе 5 мг/гол/день и селена в дозе 1,75 мг/голову /день оказало положительное действие на воспроизводительную функцию. За 9 месяцев опытного периода в опытной группе из 23 коров, получавших связанный йод, плодотворно осеменилось 13 (56,5%) при продолжительности сервис-периода равном 98 дням, в то время как в контрольной группе коров плодотворно осеменилось только 6 из 26 голов (23,0%) при продолжительности сервис-периода — 162 дня. То есть, применение именно ковалентно связанного йода в питании коров позволило в два раза повысить результативность осеменения и сократить продолжительность сервис-периода на 64 дня. (табл.13).

Таблица 13 — Влияние ковалентно связанного йода и селена на показатели воспроизводства коров (Данные за 9 месяцев опыта)

По результатам, полученным за зимне-весенне-летний период, включение в рацион коров ковалентно связанного йода в дозе 5 мг/гол/день -уточнить позволило увеличить его концентрацию в крови и оказать положительное оздоровляющее действие на организм в целом, которое проявилось в нормализации фосфорно-кальциевого обмена, в снижении в крови количества лейкоцитов и повышении количества эритроцитов, гемоглобина и гематокрита. Это дало возможность нормальному функционированию эндокринной системы, иммунной системы, быстрому восстановлению репродуктивной функции, выработки качественного продукта (молока) в период активной лактации и других.

У коров, получавших ковалентно связанный йод, отмечено увеличение содержания жира, лактозы и сухих веществ в молоке. Молоко характеризовалось улучшенными технологическими свойствами, в нем содержалось меньшее количество соматических клеток.

Проведенные исследования согласуются с данными, полученными Moschini M , Battaglia M, Beone GM, (2010), в ходе эксперимента на молочных коровах установлено, что при включении в рацион кормления животных кормовых добавок с йодом и селеном увеличивается концентрация данных микроэлементов в молоке и молочных продуктах, повышается молочная продуктивность коров. Полученные результаты подчеркивают возможность обогащения йода в молоке и селена в сыре за счет скармливания животным.

Не маловажным вопросом остается экономический аспект применения премикса. Так было показана экономическая эффективность применения премикса в хозяйстве. При ежедневных затратах в период лактации и за один месяц до отела увеличение затрат на использование премикса составляло не более 10 рублей в сутки, что в конечном итоге составило около 3 300 рублей за весь период на одну голову. А увеличение надоев с повышенным качеством молока превысили доход на одну голову в размере 6 000 рублей. Это дало возврат инвестиций около 100 процентов только за счет молока, а с учетом снижения затрат на ветпрепараты и общее содержание коровы экономический эффект окажется еще выше. При этом сейчас мы не можем точно подсчитать суммарный эффект (за период до 4 лет). Но предполагаем, что выживаемость таких коров переместит период выбытия с нынешних 2,8 до 3,5 — 4 периодов лактации. То есть предположительно при использовании премикса в процессе кормления дойного стада, мы можем довести процент выбраковки коров по причинам йоддефицита до минимума, что позволит полностью окупать основные фонды фермерских хозяйств. Применение ковалентно связанного йода в питании коров позволило повысить показатели воспроизводства – плодотворное осеменение и значительное сокращение продолжительности сервис периода. В целом по хозяйству возможно получить значительный прирост показателей производства молока и сохранения основного стада, а также дать возможность рождению более здорового поколения.

По итогам проведенных всесторонних исследований применения ковалентно связанного йода в составе аминокислотного- белкового премикса, пришли к однозначному выводу о целесообразности использования предложенного нового органического премикса для восполнения рациона питания высокопроизводительных коров основным микроэлементом – йодом. Это позволит решить несколько основных задач.

• Нормализует метаболизм (обмен веществом и энергией) на уровне клетки в организме коров, что усилит работу иммунной системы и повысит резистентность коров к внешним факторам раздражения;
• Существенно сократит сервис-период при восстановлении организма животного после отела, что значительно снизит производственные издержки для предприятия.
• Повысит качество и количество молока в период лактации, что принесет дополнительный источник дохода и покроет затраты по внесению премикса непосредственно в условиях хозяйства или на кормозаготовительных комплексах.
• Сохранит здоровье животным и позволит продлить производственный цикл (периоды лактации) у животных до достижения уровня рентабельности.
• Привлечет внимание хозяйствующих субъектов к результатам деятельности научных организаций, что повысит авторитет науки и установит внутриструктурные связи.

2.3 Результаты научных исследований на курах-несушках

Одним из основных физиологических источников поступления йода и селена для человека являются пищевые продукты животного происхождения.

Обогащение пищевых яиц йодом и селеном в природной, ковалентной форме, перспективное направление в практике птицеводства [8]. Йодированные и селенизированные яйца кур могут широко представлены в торговой сети в качестве самостоятельного бренда. В России заявляемое производителями содержание йода в яйце составляет от 8 до 15 мкг/яйцо, а селена от 2 до 5 мкг/ яйцо. Европейские производители поставляют яйца с содержанием йода в среднем 10-25 мкг/яйцо и селена 5-7 мкг/яйцо. Максимальное содержание йода в яйцах отмечается в США и Великобритании и составляет в среднем 30 мкг/яйцо, максимально — 50 мкг/яйцо.

Основная проблема в попытке йодирования и селенизирования яиц на современном этапе посредством неорганических форм йода и селена (преимущественно йодидами, йодатами, селенитами) приводит к тому, что для получения большего количества йода и селена в яйце требуется в несколько раз (в 3-5) добавлять токсичные формы неорганических соединений в корма (премиксы и добавки), что негативно влияет на здоровье и сохранность кур-несушек, а также приводит к деформациям яиц.

Для получения йодированных яиц в рационе кур-несушек в качестве источника йода чаще всего применяют минеральные соли. Однако их использование имеет ряд недостатков. Эти соединения не стабильны, разлагаются в процессе приготовления и хранения комбикормов. Выделяющийся йод соединяется с другими биологически активными веществами и превращается в неусвояемые для организма животных формы. Применение йодидов и йодатов в составе кормов не позволяет получать йодированные яйца со стабильным и контролируемым содержанием йода. Кроме того, при термической обработке яиц происходят значительные потери (до 60%) неорганического йода. Применение неорганических форм селена опасно для кур. Все это обуславливает необходимость поиска новых более стабильных источников йода и селена в комбикормах. К таким соединениям относятся органические формы микроэлемента, в частности йодированные молочные белки и селенопиран.

Согласно расчетным данным концентрация йода в корме должна составлять 1 мг/кг (йод вводится в премикс в виде йодида калия). Дополнительное внесение 70 мг/кг кормовой добавки, содержащей йод в органической форме, должно обеспечить увеличение содержания йода на 0,5 мг/кг. Суммарное содержание йода должно составить 1,5 г/т.

В результате исследований было установлено, что концентрация йода в корме кур-несушек равна 1,28±0,12 г/т, т.е. практически соответствовало заявленному количеству.

2.3.1 Определение содержания йода и селена в яйце

Для определения содержания йода яйца отбирались 1-3 раза в неделю в ходе всего опыта.

Динамика концентрации йода в белке и желтке в ходе эксперимента представлена на рисунках 5,6.

Рисунок 5 – Динамика концентрации йода в желтке

в течение эксперимента

Как видно из рисунка 5 уже к 10 суткам эксперимента концентрация йода в желтке значительно увеличивается по сравнению с контрольными значениями. Количество йода в желтке в первой опытной группе, где в рацион кормления включали неорганические формы йода и селена составило 1,07 мкг/г, что на 28,6% и 69,9% ниже относительно второй и третей опытных групп, где применяли органические формы селена и йода. К 20 суткам эксперимента наблюдается аналогичная динамика накопления микроэлемента в пищевых яйцах. Однако, отмечено снижение уровня йода в желтке яиц контрольной группы по сравнению с данными, полученными в начале эксперимента, возможно это связано с тем, что происходит снижение запасов микроэлементов организма.

На рисунке 6 приведена динамика концентрации йода в белке в ходе эксперимента.

Рисунок 6 – Динамика концентрации йода в белке в ходе эксперимента

Представленные результаты показывают, что к 10 суткам исследований отмечено значительное повышение уровня йода в белке яиц третьей опытной группы, который составил 0,26 мкг/г, по сравнению с первой и второй опытными группами.

Необходимо подчеркнуть, что увеличение концентрации йода в белке и желтке по сравнению с контролем наблюдалось уже на третьи сутки после начала кормления кур-несушек молочным йодированным белком и селенопираном. При исключении его из корма концентрация микроэлемента снижалась практически до контрольных значений уже через 2-3 дня.

На рисунке 7 приведена динамика концентрации селена в желтке в ходе эксперимента.

Анализирую данные полученные в ходе эксперимента стоит отметить, что начиная с третьих суток эксперимента установлено повышение уровня селена в желтке пищевых яиц, к 10-м и 20-м суткам исследований установлено значительное наполнение микроэлемента в опытной второй и третьей группах, в которых птица получала органическую форму селена в виде селенопирана.

Рисунок 7– Динамика концентрации селена в желтке в ходе эксперимента

На рисунке 8 приведена динамика концентрации йода в белке в ходе эксперимента.

Рисунок 8 – Динамика концентрации селена в белке

в ходе эксперимента

Проводя изучение динамики концентрации селена в белке можно отметить, что в контрольной группе к 20 –м суткам отмечена тенденция к значительному снижению микроэлемента в белке пищевых яиц. Во второй опытной группе наблюдалось постепенное увеличение селена в белке.

Концентрация йода и селена в пищевых яйах в ходе научного эксперимента представлена в таблице 14.

Таблица 14 – Содержание йода и селена в яйцах

Анализ данных таблицы 2 показывает, что уже к 10-м суткам опыта содержание йода в белке, желтке и в целом в яйце значимо отличается от контрольного, превышая его более чем 1,5-2 раза.

Также наблюдается прямая зависимость содержания йода и селена в яйце от концентрации в корме микроэлемента в органической форме и неорганическом виде. При внесении органических форм йода и селена в корм в количестве 0,5 г/т в яйце обнаруживается в среднем 50 мкг йода и селена мкг, при увеличении концентрации в корме до 0,7г/т йода и селена содержание йода в яйце возрастает до 65 мкг, а селена до 18 мкг.

Результаты нашего эксперимента подтверждаются рядом данных зарубежных исследований, в которых установлено, что при включении в рацион кормления термически обработанного льняного семени, миниральных веществ и витаминов происходит обогащение пищевых яиц биологически активными веществами – повышается количество омега-3 жирной кислоты, витамина Д, фолиевой кислоты, витамина Е, йода и селена. Пищевая ценность обогащенных яиц  была оценена у животных и у добровольцев-людей с точки зрения их влияния на липиды крови. Установлено, что данный продукт улучшает концентрацию в крови омега-3 жирных кислот, холестерина ЛПВП, холестерина ЛПНП и триглицеридов (Bourre JM, Galea F, 2006; Bargellini A, Marchesi I, 2008).

2.4. Изучение содержания в яйце йодтирозинов

В йодированном молочном белке йод присутствует в связанном виде как моно- и дийодтирозины. В связи с этим представляло интерес изучение содержания йодированных аминокислот в яйце (табл.15). Яйца для анализа были отобраны во время первого периода опыта.

Таблица 15 – Содержание монойодтирозина (МИТ) и дийодтирозина (ДИТ) в яйце

Полученные данные показывают, что 95,5% обнаруживаемого в яйце йода приходится на ковалентно связанную (органическую) форму — на моно- и дийодтирозины. Причем более высокая концентрация в яйце монойодтирозина по сравнению с дийодтирозином соответствует содержанию аминокислот в йодированном белке.

2.5. Установление потерь йода в яйце при термической обработке

При обогащении яиц йодом необходимо учитывать возможную потерю его при термической обработке. Данная постановка вопроса необходима для акцентирования внимания к тому факту, что человек употребляет в основном яйца, прошедшие термическую обработку. А на данном этапе все яйца, которые были йодированы посредством токсичных неорганических форм йода (йодидами и йодатами), теряют основное количество йода и утрачивают свой статус йодированных. Таким образом, данная акция подрывает сам смысл йодирования и носит лишь маркетинговый характер, а потребитель не получает заявленного качества продукта, что подрывает рыночную нишу йодированных яиц.

В настоящем опыте была проведена оценка сохранности йода в яйце при варке (яйцо варили в кипящей воде в течение 15 мин.), а также при приготовлении глазуньи (жарка до готовности). Результаты представлены на рисунке 9.

Рисунок 9 – Изменения концентрации йода в яйце при тепловой обработке (концентрация йода до варки принята за 100%)

В ходе исследования установлено, что потери йода в белке и желтке не превышали 6% и не являлись статистически значимыми. Значимо не увеличилась и концентрация йода в воде, в которой варилось яйцо. Полученные данные свидетельствуют о практически полной сохранности йода при варке яиц.

Таким образом, проведенные исследования показывают, что использование в рационе кур-несушек молочного йодированного белка позволяет получить йодированное яйцо с управляемым содержанием органического йода от 50 до 70 мкг. Йод в йодированное яйце сохраняется и после термической обработки.

В результате эксперимента на курах несушках установлено:

1. Зоотехнические показатели птицы, получавшей в составе корма молочный йодированный белок, соответствовали средним по хозяйству. Продуктивность кур-несушек за время опыта увеличилась на 0,8%.

2. Использование в рационе кур-несушек молочного йодированного белка позволяет увеличить концентрацию йода в яйце в 3-4,9 раза по сравнению с контролем. Увеличение концентрации йода и селена в белке и желтке по сравнению с контролем наблюдается уже на третьи сутки после начала кормления кур-несушек молочным йодированным белком и селенопираном.

3. Наблюдается прямая зависимость содержания йода и селена в яйце от концентрации в корме микроэлемента в органической форме и неорганическом виде. При внесении органических форм йода и селена в корм в количестве 0,5 г/т в яйце обнаруживается в среднем 50 мкг йода и селена мкг, при увеличении концентрации в корме до 0,7г/т йода и селена содержание йода в яйце возрастает до 65 мкг, а селена до 18 мкг.

5. На моно- и дийодтирозины приходится 95,5% обнаруживаемого в яйце йода.

6. Потери йода и селена в белке и желтке при варке не превышают 6% , что свидетельствует о практически полной сохранности йода при термической обработке яиц.

6. Настоящее, йодирова-селенизированное яйцо с заданными параметрами по количеству йода и селена в каждом яйце с использование нетоксичной, природной формы можно получать на постоянной основе и без ущерба для кур-несушек.

Выводы

1. Включение в рацион кормления молочных животных органических форм йода и селена в виде ковалетно связанного йода и селена нормализует обмен веществ и энергии на уровне клетки в организме коров, что усилит работу иммунной системы и повышает естественную резистентность коров.
2. Ковалентно связанный йод и селен в составе органический соединений оказал благоприятное действие на морфо-гематологические показатели крови. Количество лейкоцитов в крови коров, получавших данный продукт в течение зимне-весенне-летнего периода, было меньше на 18,5 — 23,5%, а количество эритроцитов в этот период больше.
3. Включение ковалентно связанного йода в рацион коров в дозе 5 мг/гол/день и селена в дозе 1,75 мг/голов/день оказало положительное действие на воспроизводительную функцию -позволило в два раза повысить результативность осеменения и сократить продолжительность сервис-периода на 64 дня.
4. Включение органического йода и селена в рацион коров оказало положительное влияние на молочную продуктивность, химический состав молока, на его гигиенические и технологические свойства. Среднесуточный удой молока первотелок опытной группы в течение лактации составил 21,1 кг, что было выше на 8,8%, чем в контрольной.
5. Зоотехнические показатели птицы, получавшей в составе корма молочный йодированный белок, соответствовали средним по хозяйству. Продуктивность кур-несушек за время опыта увеличилась на 0,8%.
6. Использование в рационе кур-несушек молочного йодированного белка позволяет увеличить концентрацию йода в яйце с 12,5 мкг до 64 мкг по сравнению с контролем, селена с 9,8 мкг до 16 мкг. Увеличение концентрации йода и селена в белке и желтке по сравнению с контролем наблюдается уже на третьи сутки после начала кормления кур-несушек молочным йодированным белком и селенопираном.
7. Наблюдается прямая зависимость содержания йода и селена в яйце от концентрации в корме микроэлемента в органической форме и неорганическом виде. При внесении органических форм йода и селена в корм в количестве 0,5 г/т в яйце обнаруживается в среднем 50 мкг йода и селена мкг, при увеличении концентрации в корме до 0,7г/т йода и селена содержание йода в яйце возрастает до 65 мкг, а селена до 18 мкг. На моно- и дийодтирозины приходится 95,5% обнаруживаемого в яйце йода.
8. Потери йода в белке и желтке яиц кур-несушек, получавших органический йод, при варке не превышают 6%, что свидетельствует о практически полной сохранности йода при термической обработке яиц.

Список литературы

1. Архипов А.В. Организация контроля полноценности кормления высокопродуктивных коров // Ветеринария сельскохозяйственных животных. − 2005. − № 8. − С.61-67.
2. Буряков Н., Косолапов А. Жидкие полисахариды в кормлении высокопродуктивных коров.// Российский ветеринарный журнал. − 2013. − № 3. − С. 34-36.
3. Блоун Р., Де Роо Д. Здоровье и воспроизводительная функция высокопродуктивных коров. // Ветеринария сельскохозяйственных животных. − 2009. − № 1. − С. 28-29.
4. Волгин В., Бибикова А., Романенко Л. Оптимизация питания высокопродуктивных коров. // Животноводство России. − 2007. − спецвыпуск. – С. 31-32
5. Вольтамперометрическое определение йода в пищевых продуктах. Методические указания МУК 4.1.1187-03. Минздрав России. Москва. 2003.
6. Георгиевский В.И. Физиология сельскохозяйственных животных. – М.: − 1990. − 512 с.
7. Герасимов Г.А., Фадеев В.В., Свириденко Н.Ю. и др. Йоддефицитные заболевания в России. – М.: Адамантъ, 2002. – 168 с.
8. Гланц, С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. – М.: Практика, 1999. – 459 с.
9. Голубкина, Н. А. Флуориметрический метод определения селена / Н.А. Голубкина // Журнал аналитической химии. – 1995. – Т. 50, № 5. – С. 492–497.
10. Горбатова К.К. Химия и физика молока. – Санкт-Петербург: ГИОРД, 2004. − 288 с
11. Доклад №72 Агентства по токсической безопасности и здоровью. Атланта, США, 2005 год.
12. Дунин М.И., Мороз Т.А., Матвеева Е.А. Влияние органических препаратов йода на биохимические показатели крови и репродукцию у коров. // Зоотехния, -2017, -№2, — С.17-19.
13. Кондрахин И.П., Архипов А.В., Левченко В.И. и др. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики. − М.: КолосС, 2004. − 520 с
14. Кирилов М., Головин А., Кузнецов Ю., Перцев С. Лакто-Энергия для лактирующих коров // Комбикорма. − 2007. − № 2. − С. 60-61
15. Киселев С., Петухова М. Полноценное кормление коров // Животноводство России. −2007. − Спецвыпуск. − С. 29-30.
16. Калашников А.П., Фисинин В.И., Щеглов В.В. и др. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. – М.: …., 2003. − 456 с.
17. Камышенков В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностики, -М.; -МЕД-пресс-информ, -2009, -с.303-322.
18. Научные основы кормления сельскохозяйственной В. И. Фисинин [и др.]. — Сергиев Посад: ВНИТИП 2009. — 351 с.
19. Плещук Л. Воспроизводительная способность коров // Молочное и мясное скотоводство. − 2002. − № 7. − С.13-15.
20. 15.Петрухин И.В. Корма и кормовые добавки. − М.: Росагропромиздат, 1989. − С. 426-429.
21. Рядчиков В.Г., Дубинина А.П. Сень Т.А., Гуляхова О.Г. Оптимизация уровня концентратов в рационе коров в переходный период // Зоотехния. − 2012. − № 1. − С.10-12.
22. Спиридонов А.А. Обогащение йодом продукции животноводства. Нормы и технологии / А.А. Спиридонов, Е.В. Мурашова, О.Ф. Кислова — Санкт-Петербург: ООО «СПС Принт», 2012. — 140 с.
23. Тохметов Т.М., Профилактика дефицита йода в рационах коров // Сельское, лесное и водное хозяйство, -2013. № 3, [Электронный ресурс] – URL httpHYPERLINK «http://agro.snauka,ru/2011/12/75»://HYPERLINK «http://agro.snauka,ru/2011/12/75″agroHYPERLINK «http://agro.snauka,ru/2011/12/75».HYPERLINK «http://agro.snauka,ru/2011/12/75″snaukaHYPERLINK «http://agro.snauka,ru/2011/12/75»,HYPERLINK «http://agro.snauka,ru/2011/12/75″ruHYPERLINK «http://agro.snauka,ru/2011/12/75″/2011/12/75.
24. Фисинин В.И. Птицеводство России — стратегия инновационного разви­тия. // ГНУ Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства, 2009 г. Москва, 2009.
25. Фомичев Ю.П., Гусев И.В., Хрипякова Е.Н. Жизнеспособность молочных коров, подвергнувшихся транспортному и технологическому стрессу на фоне применения в питании органической формы йода. Доклады ТСХА, -2016, -Вып. 288, -Ч.1, -С.323-327.
26. Фомичев Ю.П., Никанова Л.А., Нетеча З.А., Хрипякова Е.Н., Кузнецов А.С., Таранович А.П. Применение пропиленгликоля и конъюгированной линолевой кислоты в кормлении молочных коров // Матер. IV межд. конф. «Актуальные проблемы биологии в животноводстве». − Боровск: ВНИИФБиП, 2006. – С. 111-113.
27. Фомичев Ю.П., Давыденков Г.В. Комплексное применение холин-хлорида, L-карнитина и Экостимул – 2 в профилактике кетоза у высокопродуктивных молочных коров // Известия ОГАУ. − 2010. − Т. 28. − № 4. − С. 244-248.
28. Фомичев Ю.П.. Никанова Л.А., Некрасов Р.В., Чабаев М.Г., Гусев И.В. и др., Нетрадиционные корма из некондиционных продуктов пищевой промышленности в питании крупного рогатого скота и свиней – Дубровицы, ВИЖ им. Л.К.Эрнста, -2015. -80 с.
29. Хинталь Т.В. Дефицит йода и йоддефицитные заболевания: актуальность проблемы профилактики и лечения в Российской Федерации// Эндокринология.– 2010.- №1.- С.25-28.
30. Шантыз А.Х., Перспективы применения йодсодержащих препаратов в ветеринарии: Автореф. дис. док. вет. наук, — Краснодар, 2014, -40 с.
31. Шванская И.А., Коноваленко Л.Ю. Использование отходов перерабатывающих отраслей в животноводстве. ( Научно-ааналитический обзор), -М.; — ФГБНУ « Росинформагротех» -2011, — 96 с.
32. Эттер Лорен, . The Wall Street Journal/ Перевод : Кирилл Крюкин «Ведомости» (http://www.agrobel.by/ru/node/6481)
33. Bell A.W. Regulation of organic nutrient metabolism during transition from late pregnancy to early lactation // J. Anim. Sci. − 1995. − Vol. 73. − P. 2804-2819.
34. Drackley J.K. Biology of dairy cows during the: The final frontier?. − J. Dairy Sci. − 1999. − Vol. 82. − P. 2259-2273.
35. Goff J.P. Pathophysiology of calcium and phosphorus disorders // Vet. Clin. N. Am. Food Anim. Pract.− 2000. − Vol. 16. − P. 319-337.
36. Horst R.L., Goff J.P., Reinhardt T.A.. Calcium and vitamin D metabolism in the dairy cow. − J. Dairy Sci. − 1994. − Vol. 77. − P. 1936-1951.
37. Koelemann E. Optimal liver support for healthy cow during transition // All About Feed. − Vol. 2. − No. 2. − Р. 14-15.
38. Overton T.R., Waldron M.R. Nutritional management of transition dairy cows; strageggies to optimize methabolic health // J. Dairy Sci. − 2004. – Vol. 87. − E.Suppl. − P. 103-119.
39. Pinotti L., Baldi A., Politis I., Rebucci R., Sangalli L., Dell^ʼOrto V. Rumen-protected choline administration to transition cows: Effects on milk production and vitamin E status // J. Vet. Med. − 2003. − Vol. 50. − P. 18-21.
40. Reynolds C.K., Aikman P.C., Lupoli B., Humphries D.J., Beever D.E. Splanchnic metabolism of dairy cows during the transition from late gestation through early lactation. − J. Dairy Sci. − 2003. . − Vol.86. − P. 1201-1217.
41. Suryasathaporn W., Heuer C., Noordhuizen-Stassen E.N., Schukken Y.H. Hyperketonemia and the impairment of udder defense: A review // Vet. Res. − 2000. − Vol. 31. − P. 397-412.
42. Stokes, S.R., J.P. Goff. Evaluation of calcium propionate and propylene glycol administered into the esophagus at calving // Prof. Anim. Sci. − 2001. − Vol.17. − P. 115-122.
43. Als, С, M. Haldimann, Е. Burgi, F. Donati, H. Gerber and B. Zimmerli. Swiss pilot study of individual seasonal fluctuations of urinary iodine concentration over two years: is agedependency linked to the major source of dietary iodine? // Eur. J. Clin. Nutr. 2003 May; 57(5), 636-46. — 2003.
44. SCF. Opinion of the Scientific Committee of Food on Tolerable Upper Intake Level of Iodine. European Commission. Directorate C; 2002.
45. WHO. UNICEF & ICCIDD. Assessment of iodine deficiency disorder monitoring their elimination. 3rd ed. Geneva, Switzerland: WHO, 2007.
46. Bruhn, J.C., A.A. Franke, R.B., Bushnell, et al. Sources and Content of Iodine in California Milk and Dairy Products. Journal of Food Protection 46:41-46. — 1983.
47. Hardmann, M., A. Alt, A. Blanc, K. Bloundeau. Iodine content of food groups.// Journal of food Composition and Analysis, 18, 2005.
48. Kaufmann S., J. Kursa, V. Kroupova, W.A. Rambeck. Iodine in milk by supplementing feed: An additional strategy to erase iodine deficiency. Vet. Med. — Czech, 43, 173-178. — 1998.
49. FEEDАР Panel, EFSA. Opinion of the Scientific Panel on Additives and Product or Substances Used in Animal Feed on the Request from the Commission on the Use of Iodine in Feeding Stuffs. The European Food Safety Authority Journal 2005; 168.
50. WHO and FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). Guidelines on fortification with micronutrients. 2006.
51. Кузнецов С.Г. Биологическая доступность минеральных веществ для животных из корма, добавок, химических соединений / С.Г. Кузнецов // Сельскохозяйственная биология. — 1991. — №6. — С. 150-160.
52. Ljublinskij S, Savchik S, Smirnov S. The Method of Obtaining Biologically Active Food Supplements. Patent No. 2212155 of the Russian Federation of 18.07.2002.
53. Bourre, JM, An important source of omega-3 fatty acids, vitamins D and E, carotenoids, iodine and selenium: a new natural multi-enriched egg / Bourre JM, Galea F. // Journal Nutria Health Aging. – 2006. — №10(5). Р.371-376.
54. Bargellini, A. Selenium interactions with essential and toxic elements in egg yolk from commercial and fortified eggs./ Bargellini A ¹, Marchesi I , Rizzi L , and etc. / // Journal Trace Element Medical Biology/ — 2008/ — №22(3). Р.234-241.
55. O’Kane, SM. The Effect of Processing and Seasonality on the Iodine and SeleniumConcentration of Cow’s Milk Produced in Northern Ireland (NI): Implications for Population Dietary Intake. / O’Kane SM , Pourshahidi LK , Mulhern MS , and etc. // Nutrients. – 2018. — №10(3). Р. 401-408
56. Moschini M . Iodine and selenium carry over in milk and cheese in dairy cows: effect of diet supplementation and milk yield. Moschini M., Battaglia M., Beone GM.  and etc. // Animal. – 2010. — №4(1). Р.147-155.