Экологические проблемы современного животноводства (на примере коневодства)

NovaInfo 4, скачать PDF
Опубликовано
Раздел: Сельскохозяйственные науки
Просмотров за месяц: 2
CC BY-NC

Аннотация

За последние десятилетия произошло серьёзное обострение экологического кризиса. Стремительное развитие научно-технического прогресса и созданных им мощных средств воздействия человека на среду своего обитания, интенсивная эксплуатация природных ресурсов и хищническое отношение к ним, растущее загрязнение почвы, воды и воздуха обусловили взрыв экологической ситуации. В то же время потребности развития цивилизации стимулируют всё большее и большее увеличение масштабов общественного производства. Всё это тяжёлым бременем ложится на природу. Происходит массовая гибель лесов, отравление рек и водоёмов, расширение зоны пустынь, исчезают многие виды животных и растений.

Ключевые слова

АГРОЭКОЛОГИЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, КОНЕВОДСТВО, КОННОЗАВОДСТВО, ЧАСТНАЯ ЗООТЕХНИЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЭКОТОКСИКАНТЫ, ДЕТОКСИКАНТЫ, ИСКУССТВЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, АГРОТЕХСИСТЕМЫ

Текст научной работы

За последние десятилетия произошло серьёзное обострение экологического кризиса. Стремительное развитие научно-технического прогресса и созданных им мощных средств воздействия человека на среду своего обитания, интенсивная эксплуатация природных ресурсов и хищническое отношение к ним, растущее загрязнение почвы, воды и воздуха обусловили взрыв экологической ситуации. В то же время потребности развития цивилизации стимулируют всё большее и большее увеличение масштабов общественного производства. Всё это тяжёлым бременем ложится на природу. Происходит массовая гибель лесов, отравление рек и водоёмов, расширение зоны пустынь, исчезают многие виды животных и растений.

В результате значительно ухудшившейся экологической обстановки вредные химические вещества (экотоксиканты) вместе с пищей, водой и воздухом проникают в организм человека и животных и в сочетании с вредными физическими воздействиями приводят к резким изменениям в иммунной системе, а затем к её неожиданным реакциям. В результате поражаются собственные органы и ткани организмов.

В настоящее время в России и странах СНГ сложилось бедственное экологическое положение: насчитывается 290 районов с неблагоприятной окружающей средой.

На территории Российской Федерации 99 городов, в том числе Москва и Санкт-Петербург, находятся в зоне повышенной загрязнённости. В их атмосфере практически постоянно превышаются ПДК как минимум двух — трёх вредных веществ. Только 15% российских горожан проживает на территории с допустимым уровнем загрязнения воздушного бассейна.

В результате неэффективного ведения сельского хозяйства огромные территории Российской Федерации оказались в экологически опасном состоянии. Остаточное количество пестицидов обнаружено в 20% проб, взятых в почве 198 тысяч га сельскохозяйственных угодий.

Только в 1991 году в Российской Федерации произошло 116 природных катастроф и 264 аварии, в том числе и экологического характера.

Несомненно, обострение экологического кризиса вызывает необходимость международного сотрудничества для сохранения окружающей природной среды.

Сельскохозяйственные животные, в том числе и лошади, являются одним из основных компонентов природной среды и важной составной частью природных богатств. Сохранение всего видового многообразия животных, охрана среды их обитания, условий размножения и путей миграции, рациональное использование и воспроизводство животного мира — главное требование природоохранного законодательства.

Между тем, в литературе практически отсутствуют сведения об экологических проблемах в коневодстве и коннозаводстве и способах их решения. У исследователей в связи с этим может сложиться ложное впечатление об отсутствии таких проблем и экологическом благополучии в

данной отрасли сельского хозяйства. Однако, согласно статистическим данным, падёж лошадей в странах мира вследствие поражения только ядовитыми веществами колеблется в пределах 0,4 — 4,4%.

По этой причине проведение экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве является важной и актуальной задачей.

Настоящая работа выполнена в рамках Координационной научно-технической программы исследований по коневодству на 2001 — 2005 г.г. (научное направление 3: «Усовершенствовать существующие и разработать новые технологии в животноводстве (коневодстве) на основе биологизации и экологизации процессов, обеспечивающие производство конкурентно-

способной продукции»), в соответствии с научной программой Министерства образования и науки РФ «Университеты России» (УР.05.01.044) и тематическими планами НИР ГОУ ВПО Санкт-Петербургского государственного университета сервиса и экономики и Всероссийского научно-исследовательского института коневодства РАСХН (п. Дивово, Рязанская область), а также явилась частью исследований заказ-наряда 33.94 ГКВО РФ «Разработка научных основ процесса биотрансформации органических веществ и биополимеров».

Автор благодарит д.с.-х.н., профессора Сергиенко Сергея Семёновича и д.б.н., профессора Сергиенко Галину Фёдоровну за постоянную помощь и поддержку при выполнении диссертационной работы и ценные замечания, сделанные при её обсуждении.

Целью настоящей работы явилось решение комплекса ключевых проблем в области экологии сельскохозяйственных животных (лошадей).

Поставленная цель включала решение следующих основных задач:

  1. Всесторонне проанализировать существующие экологические проблемы отрасли;
  2. Разработать концепцию развития экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве и определить направления перспективных экологических исследований;
  3. Изучить влияние лошадей на окружающую среду, а также разработать схему и алгоритм мониторинга наземных экосистем для оценки и прогнозирования риска развития заболеваний сельскохозяйственных животных исследуемых регионов;
  4. Изучить влияние лошадей на человека и объекты его хозяйственной деятельности, улучшить качество существующих органических удобрений, разработать способы защиты от биоповреждений древесины, а также разработать промышленную экологически безопасную технологию утилизации конской подстилки с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов (биотрансформация конской подстилки);
  5. Изучить влияние окружающей природной среды на лошадей;
  6. Детально изучить антропогенное влияние на лошадей, в рамках экологического мониторинга провести комплексное исследование экологической чистоты кормов, воды и кобыльего молока в различных конехозяйствах, а также изыскать эффективные детоксиканты при отравлениях токсическими агентами лошадей и предложить доступные детоксиканты экологически опасных олигомеров оксида гексафторпропена;
  7. Разработать, исследовать и внедрить в конехозяйствах новые биостойкие, негорючие, формостабильные и химически стойкие композиционные материалы на основе древесины;
  8. Определить возможные чрезвычайные ситуации экологического характера на территориях действующих конных заводов и зоны экологического нарушения экосистем;
  9. В системе среднего профессионального образования при отработке педагогической модели профессора Тарасова Л.В. «Экология и диалектика» внедрить в учебный процесс специальный раздел «Экологические проблемы в коневодстве и коннозаводстве» в предмет «Экология» (основы);
  10. Использовать результаты проведённых научных исследований в системе высшего профессионального образования при чтении курса лекций и проведении практических занятий по дисциплинам «Коневодство и верховая езда», «Животноводство» и «Основы ветеринарии».

Основные положения:

  • Теоретическое обоснование и концепция развития экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве и направления экологических исследований в отрасли;
  • Схема искусственной экологической системы конехозяйства;
  • Новый научный термин «иппогенный экологический фактор»;
  • Результаты исследования влияния лошадей на окружающую природную среду, человека и объекты его хозяйственной деятельности;
  • Алгоритм и схема экологического мониторинга наземных экосистем для оценки и прогнозирования риска развития заболеваний лошадей исследуемых регионов;
  • Новое эффективное органическое удобрение на основе фосфогипса и конского навоза;
  • Новая экологически безопасная технология утилизации лигноцеллюлозных субстратов с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов (способ биотрансформации конской подстилки);
  • Метод оценки количественных и качественных изменений конской подстилки в процессе её биотрансформации;
  • Результаты исследования влияния окружающей среды на лошадей;
  • Результаты исследования антропогенного влияния на лошадей (воздействие пестицидов, тяжёлых металлов, соединений фтора и др.);
  • Применение N-тиоформил-N΄-фенилгидразина в качестве аналитического реагента на висмут в биологических материалах лошадей;
  • Особенности токсического действия олигомеров оксида гексафторпропена на животных в опытах in vivo;
  • Метод определения содержания угарного газа в воздухе помещений конехозяйств;
  • Результаты комплексного исследования экологической чистоты кормов, воды и кобыльего молока в различных конехозяйствах;
  • Эффективные детоксиканты при отравлениях токсическими агентами лошадей: D-глюкуроновая кислота, активированный уголь (различные марки), пектины, полученные из различных видов растительного сырья;
  • Предложенные детоксиканты экологически опасных олигомеров оксида гексафторпропена: кумыс и кобылье молоко;
  • Новые негорючие, формостабильные, биологически и химически стойкие композиционные материалы из древесины, пропитанной нетоксичными функциональными производными перфторированных карбоновых кислот для получения долговечных полов в конюшнях;
  • Научные принципы содержания и эколого-гигиенические аспекты использования рабочих лошадей в конехозяйствах, на малых фермах и личных подворьях;
  • Возможные чрезвычайные ситуации экологического характера на территориях конных заводов;
  • Результаты практического использования проведённых экологических научных исследований в системе высшего и среднего профессионального образования.

В результате проведённых исследований впервые:

Разработана концепция развития экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве и определены направления экологических исследований в отрасли (новое научное направление) и предложен новый научный термин «иппогенный экологический фактор». Разработано и исследовано новое эффективное органическое удобрение за счёт внесения многотоннажного промышленного отхода — фосфогипса в конский навоз. Разработана экологически безопасная технология утилизации конской подстилки с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов Aspergillus niger 412. Предложены новые эффективные детоксиканты при отравлениях лошадей токсическими агентами. Разработаны, исследованы и внедрены в конехозяйствах новые негорючие, формостабильные, биологически и химически стойкие композиционные материалы из древесины, пропитанные нетоксичными функциональными производными перфторированных карбоновых кислот и изучена их зоогигиеническая значимость.

Практическое значение состоит в получении новых знаний в области экологии, иппологии и частной зоотехнии. Разработаны схема и алгоритм мониторинга наземных экосистем для оценки и прогнозирования риска развития заболеваний лошадей исследуемых регионов. Разработано и исследовано новое эффективное органическое удобрение на основе фосфогипса. Разработана впервые промышленная экологически безопасная технология утилизации конской подстилки с помощью микроорганизмов. Предложены и внедрены эффективные детоксиканты при отравлениях лошадей токсическими агентами и доступные детоксиканты экологически опасных олигомеров оксида гексафторпропена. Разработаны, исследованы и внедрены в конехозяйствах новые, формостабильные, негорючие, химически и биологически стойкие композиционные материалы на основе предобработанной древесины. Теоретические обобщения и практические предложения используются в учебном процессе в учебных заведениях сельскохозяйственного, экологического и биотехнологического профиля всех уровней и на курсах повышения квалификации специалистов АПК и сервиса.

Методы исследований: физико-химические, токсикологические, микробиологические; методики синтезов, способы выделения и очистки соединений. Приведены марки приборов, с помощью которых регистрировались спектры, проводился газохроматографический анализ и элементный микроанализ. Определены физические константы веществ. Контроль за ходом реакций и чистотой химических соединений осуществлялся методом тонкослойной хроматографии (ТСХ).

Опыты по определению параметров токсичности вредных веществ (экотоксикантов) проводили на лабораторных животных (белых мышах) на кафедре гигиены труда Санкт-Петербургской государственной медицинской академии имени И.И. Мечникова совместно с к.м.н. Пушным Г.В. Токсикологические исследования проводили согласно ГОСТ 12.1.005-88

«Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Приведены способы получения и спектральные характеристики олигомеров (димера и тримера) оксида гексафторпропена, N-тиоформил-N΄-фенилгидразина — аналитического реагента на катионы Bi 3+ в биоматериалах и гиппуровой кислоты — продукта жизнедеятельности лошадей. Приведена методика определения фторид-анионов в биологических материалах сельскохозяйственных животных.

Подробно рассмотрены процессы биотрансформации конской подстилки (лигноцеллюлозных субстратов, ЛЦС) и условия культивирования штаммов мицелиальных грибов-целлюлозодеструкторов: Aspergillus niger 412 и Aspergillus species BKMF-3101D. Приведены оптимальные составы микробиологических питательных сред и экспериментальные результаты определения в продуктах биоконверсии аминокислот и жирных карбоновых кислот.

Все эксперименты, представленные в работе, воспроизведены.

Статистическую обработку полученных экспериментальных результатов проводили по стандартной программе, составленной с использованием общепринятых статистических методов (Плохинский Н.А., 1970 г.; Ашмарин И.П. и др., 1975 г.; Джонсон Н., Лион Ф., 1980 г.). Все доверительные интервалы рассчитывались для вероятности Р = 95%.

Выводы

  1. Впервые разработана концепция развития экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве и определены направления экологических исследований в отрасли на среднесрочную перспективу. Впервые предложен научный термин «иппогенный экологический фактор»;
  2. Повышение интенсификации и концентрации сельскохозяйственного производства, а также узкая специализация без необходимого комплекса природоохранных мер в отрасли — кратчайший путь к экологическому неблагополучию;
  3. Установлено, что в результате интенсивного неконтролируемого выпаса лошадей наступают следующие негативные экологические последствия: вытаптывание растительности, уплотнение почвы, ухудшение подроста деревьев, селективное поедание растительности, эрозия почвы, обеднение окружающей среды водой и питательными элементами;
  4. Разработаны схема и алгоритм мониторинга наземных экосистем для оценки и прогнозирования риска развития заболеваний лошадей исследуемых регионов;
  5. Разработано и исследовано новое эффективное органическое удобрение за счёт внесения многотоннажного промышленного отхода — фосфогипса в конский навоз. Установлено, что навозные компосты, приготовленные с добавлением фосфогипса в норме 30 т/га, при внесении под картофель и томаты повышают на 15 — 20% урожайность этих паслёновых культур. Также навозные компосты с фосфогипсом можно применять под пропашные культуры и многолетние травы;
  6. Впервые разработана промышленная экологически безопасная технология утилизации конской подстилки с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов Aspergillus niger 412. В продукте биотрансформации определён аминокислотный состав белковой части, а также жирнокислотный состав липидов;
  7. Методом ИК-спектроскопии проведена оценка количественных и качественных изменений чистой и грязной конской подстилки в процессе её биотрансформации. Степень утилизации лигноцеллюлозных субстратов в результате биотрансформации составила более 85%;
  8. Изучено воздействие абиотических и биотических экологических факторов на лошадей;
  9. Детально изучено антропогенное влияние на лошадей. В рамках экологического мониторинга проведено комплексное исследование экологической чистоты кормов, воды и кобыльего молока в различных конехозяйствах. Предложены эффективные детоксиканты при отравлениях токсическими агентами лошадей: активированный уголь марки «АГ-3», «Агросорб», D-глюкуроновая кислота и пектины, полученные из различных видов растительного сырья;
  10. Исследованы токсикологические свойства димера и тримера оксида гексафторпропена в опытах in vivo. Установлены классы токсичности и опасности вредных веществ согласно ГОСТ 12.1.005-83 — 3-ий класс для димера оксида гексафторпропена и 2-ой — для тримера оксида гексафторпропена. В качестве эффективных детоксикантов экологически опасных олигомеров оксида гексафторпропена предложены кобылье молоко и продукт его переработки — кумыс, имеющие уникальный биохимический состав. При этом олигомеры оксида гексафторпропена будут выделяться из организма человека в виде соответствующих перфторкарбоновых кислот и нетоксичных сложных эфиров циклических форм лактозы, D-глюкозы и D-галактозы;
  11. Разработаны, исследованы и внедрены в конехозяйствах новые формостабильные, негорючие, биологически и химически стойкие композиционные материалы из древесины, пропитанные нетоксичными функциональными производными перфторированных карбоновых кислот;
  12. Возможные чрезвычайные ситуации экологического характера на территориях Калининградского и Лужского конных заводов носят схожий характер. В соответствии с существующей классификацией уровней экологического нарушения экосистем, территории действующих Калининградского и Лужского конных заводов следует отнести к зоне экологического риска.

Предложения производству

  1. Повысить устойчивость сельскохозяйственного производства на основе роста его продуктивности и получения продукции животноводства (коневодства) и растениеводства, отвечающей нормативным требованиям к качеству;
  2. Принимая во внимание негативные факторы влияния окружающей среды и человека (техногенное воздействие) на лошадей, необходимо внедрять эффективную систему природоохранных практических мероприятий на конных заводах, в конноспортивных школах и секциях, школах верховой езды, лечебных учреждениях, применяющие иппотерапию и других хозяйствах, в которых содержат лошадей. Цель данных мероприятий — обеспечить здоровье лошадей и условия их нормального воспроизводства. Для этого необходимо регулярно проводить исследования на содержание токсичных веществ в кормах, заготовленных, например, с городских газонов, и биологических материалах лошадей (крови, моче, слюне, поту);
  3. Использовать в конехозяйствах разработанное нами новое эффективное органическое удобрение на основе конского навоза с внесённым фосфогипсом;
  4. Использовать разработанную нами промышленную экологически безопасную технологию утилизации конской подстилки с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов;
  5. Применять эффективные детоксиканты при отравлениях токсическими агентами лошадей: D-глюкуроновую кислоту, активированный уголь марки «АГ-3», «Агросорб» и пектины, полученные из различных видов растительного сырья;
  6. Применять доступные детоксиканты экологически опасных олигомеров оксида гексафторпропена: кумыс и кобылье молоко;
  7. В конехозяйствах применять новые биостойкие, негорючие, формостабильные и химически стойкие композиционные материалы из древесины, пропитанные функциональными производными перфторированных карбоновых кислот;
  8. В конехозяйствах и других животноводческих хозяйствах оборудовать в соответствии с ветеринарно-санитарными требованиями специальные площадки для сбора, карантирования, биотермического обеззараживания естественных отходов и последующего их вывоза на поля в качестве органического удобрения;
  9. Переоборудовать в соответствии с ветеринарно-санитарными требованиями навозосборники и навозохранилища во всех конехозяйствах с учётом поголовья животных и оборота ёмкостей;
  10. Провести паспортизацию всех конехозяйств;
  11. В целях улучшения условий труда, режима отдыха работников конехозяйств привести в соответствие с ветеринарно-санитарными и санитарно-противоэпидемическими требованиями санитарно-техническое благоустройство и оснащение животноводческих помещений, предусмотрев в первую очередь: устройство ветеринарно-санитарного пропускника; устройство уборных, канализации и водонепроницаемого выгреба, недоступного для животных; устройство умывальников и заземлённых электрополотенцев; наличие во всех производственных помещениях бачков с дезрастворами; устройство помещения для приёма пищи; обеспечение работников конехозяйств спецодеждой в соответствии с отраслевыми нормами; оборудование помещения для чистки, сушки и глажения спецодежды, а также дезкамеры для спецодежды; устройства помещения для гигиенических процедур и комнаты отдыха для работников конехозяйств;
  12. В городской черте заготовку сена и зелёной массы следует проводить в относительно экологически безопасных районах (скверы, сады, парки);
  13. В летнее время систематически практиковать пастьбу лошадей в руках, при этом осуществляется контролируемый выпас животных и значительно экономятся дорогостоящие корма;
  14. Использовать результаты проведённых научных исследований и материалы диссертации в системе высшего и среднего профессионального образования, включив специальный раздел «Экологические проблемы в коневодстве и коннозаводстве» при чтении курса лекций и проведении практических занятий по дисциплинам «Экология», «Природопользование», «Коневодство и верховая езда», «Животноводство» и «Основы ветеринарии».

Читайте также

Цитировать

Зачиняев, Я.В. Экологические проблемы современного животноводства (на примере коневодства) / Я.В. Зачиняев. — Текст : электронный // NovaInfo, 2011. — № 4. — URL: https://novainfo.ru/article/278 (дата обращения: 30.09.2022).

Поделиться