Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:Реактивность крупного рогатого скота в различных экологических условиях Южного Урала

1 ' , 0c öS /Л9/К

/

Оренбургский государственный аграрный университет

На правах рукописи

Ж у ков

Алексей Петрович

Реактивность крупного рогатого скота в различных экологических условиях Южного Урала

(оценка и способы коррекции)

' 16.00.02. - патология, онкология и морфология животных

Диссертация на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук

Научные консультанты:

заслуженный деятель науки РФ, доктор ветеринарных наук, профессор В.М. Мешков; доктор биологических наук, профессор В.А. Сафонова

Оренбург - 1998

Оглавление

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 4

И. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

2.1. Природно-климатические особенности области 9

2.1.2. Экономическая характеристика ... ............10

2.1.3. Основные экологические проблемы ... 12

2.1.3.1. Состояние атмосферного воздуха 15

2.1.3.2. Радиационная обстановка __.......................................... «17

2.2. Неспецифическая резистентность как защитная

функция организма . 19

2.2.1. Функциональные системы резистентности 25

2.2.2. Зависимость неспецифических механизмов

защиты от сезона года 31

2.3. Влияние факторов внешней среды на организм животных 34

2.3.1. Особенности ведения животноводства в условиях

езко кон тинентального климата 34

2.3.2. Информативность гематологических критериев при оценке возрастных особенностей и воздействия экстремальных

факторов окружающей среды , ; 37

2.4. Иммунокоррекция и элиминация тяжелых металлов из организма животных............. .. ... .. 41

2.5. Действие ионизирующей радиации в малых дозах на

организм животных 44

2.5.1. Управление иммунологической реактивностью 4.6

III. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 55

3.1. Общие принципы и подходы 55

3.2. Исследование систем организма животных 60

3.3. Обработка результатов исследований 62

IV. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 64

4.1. Характеристика наиболее типичных биогеоценозов

Южного Урала........................................................................64

4.1.1. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в

почвах различных экологических районов 71

4.1.2. Содержание марганца, меди, цинка, никеля, свинца, молибдена и кобальта в кормах и воде 78

4.1.3. Характеристика основных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе различных экологических зон 86

4.1.4. Экологические аспекты радиационной активности на территории области .......................................................... ..... 92

4.1.5. Содержание микроэлементов в крови коров и телят в различных экологических зонах.....................................................................................................98

4.2. Неспецифические факторы защиты организма крупного рогатого скота в обычных условиях и при воздействии синэкологических факторов (её изменение и коррекция 103

4.2.1. В различных природно-климатических и

экологических зонах ..........103

4.2.2. Неспецифические факторы защиты у коров в обычных

и экстремальных условиях .... : ............. _128

4.2.2.1. Показатели крови у коров через 15 и 30 суток после введения тимогена 157

4.2.3. Изменения иммунобиологического статуса телок в различных экологических условиях и в зависимости от сезона года 177

4.2.4. Неспецифические механизмы защиты организма 3-х месячных телят в различных природно-климатических и экологических условиях205

4.2.4.1. Динамика некоторых показателей крови у телят

через 15 и 30 суток после введения тимогена 236

4.3. Элиминации тяжелых металлов из организма крупного

рогатого скота на фоне введения тимогена 253

V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 263

VI. ВЫВОДЫ 294

VII. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 296

VIII. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 297

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы. Успешное решение задачи производства животноводческой продукции во многом зависит от деятельности ветеринарной службы страны. Ее основным направлением остаётся профилактика болезней, но сейчас, в условиях постоянно ухудшающейся экологической обстановки, основной упор должен быть сделан на максимальное использование защитных сил организма животных в противодействии неблагоприятным факторам.

Как показали исследования Н.М. Носкова, (I960), И. М. Карпутя и соавт (1970), А.Ф. Кузнецова (1971), С.И. Плященко и соавт. (1972), B.C. Бузламы и соавт., (1978), В.П. Урбана, (1985), В.П. Шишкова,1985, С.И. Лютинского и соавт. (1988), Б. А. Башкирова и соавт.(1989), В.М. Мешкова (1994), В.Н. Баймато-ва (1996) лучших результатов по сохранности поголовья животных, качеству получаемой от них продукции, эффективности лечения больных добиваются тогда, когда знают и при необходимости используют видовые, возрастные, половые и сезонные особенности естественной устойчивости организма к болезням, к воздействию экстремальных факторов внешней среды, в том числе, техногенных, антропогенного происхождения. Особое место в Российской Федерации по их количеству и влиянию на организм животных занимает Оренбургская область. В настоящее время, несмотря на то, что она вышла на одно из первых мест на Южном Урале по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу и восьмое - в Российской Федерации, до сих пор не имеет научного обоснования ведения животноводства в экологически неблагоприятных условиях.

1.2. Цель и задачи исследований. Желая устранить имеющейся пробел, мы поставили перед собой цель познать возрастную реактивность крупного рогатого скота, находящегося в типичных экологических зонах Южного Урала, её изменения в различные сезоны года и способы коррекции. Учитывая теоретиче-

скую значимость и практический интерес к этой проблеме, при разрешении поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Провести экологический мониторинг в различных техногенных и природных зонах области;

2. Дать оценку статуса неспецифической защиты и аутоиммунным процессам в организме крупного рогатого скота в различные периоды жизни, в зависимости от экологической нагрузки;

3. Установить уровень содержания тяжёлых металлов в биологической цепи: почва - вода- растение - животное;

4. В научно-производственном эксперименте изучить иммунокорригирующее действие тимогена.

1.3. Научная новизна проведенных исследований заключается в том, что х всесторонне проанализированы последствия длительного пребывания крупного рогатого скота красной степной породы разного возраста в семи экологически неоднородных зонах Южного Урала.

Определены загрязняющие факторы внешней среды в этих природно-хозяйственных зонах.

Представлены результаты мониторинга тяжёлых металлов в компонентах экосистемы: почва - вода - растение - животное.

Изучено корригирующие влияние тимогена на статус неспецифической защиты, аутоиммунные процессы и элиминацию тяжёлых металлов из организма крупного рогатого скота разного возраста, содержащегося в специфических экологических условиях.

Учение о реактивности организма, об общей этиологии и патогенезу болезней пополнилось новыми данными фундаментального характера, которые в перспективе могут быть использованы разработчиками программ по ведению животноводства в местностях, с экологически сложной обстановкой.

1.4. Практическая ценность работы. Во-первых, специалисты животноводческой отрасли, научно-производственных ветеринарных лабораторий теперь будут иметь объективную информацию, характеризующую гематологические и биохимические показатели, гуморальные и клеточные факторы неспецифической защиты организма крупного рогатого скота в зависимости от возраста, степени техногенной нагрузки, сезона года, что весьма важно с точки зрения профилактики, прогнозирования исхода болезней и объективной оценки нововведений в технологические процессы.

Во-вторых, результаты работы нацеливают на критический пересмотр организации ведения молочной отрасли животноводства в биогеохимической провинции Восточного Оренбуржья.

В-третьих, предлагается новый способ оценки напряжённости экологической ситуации на фоне введения животным тимогена.

В-четвертых, адаптированная в условиях области система зонального наземного мониторинга окружающей среды в объектах ветеринарного надзора позволит получать полную и объективную информацию о её изменениях.

1.5. Реализация результатов исследования. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе и проведении научно-исследовательской работы в ряде аграрных высших учебных заведений страны, что подтверждено справкой о внедрении, выданной Департаментом кадровой политики и образования МСХиП России.

Результаты работы были использованы при написании трёх руководств, рекомендованных Главным управлением высших учебных заведений МСХиП России в качестве учебных пособий для студентов факультетов ветеринарной медицины.

НТС Главного управления сельского хозяйства области рекомендованы к внедрению: «Методика зонального экологического мониторинга» и «Способы

иммунокоррекции и реабилитации крупного рогатого скота в техногенных провинциях антропогенного происхождения.»

1.6. Апробация работы. Материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на: Всесоюзной научно - технической конференции молодых учёных «Актуальные вопросы профилактики и лечения болезней сельскохозяйственных животных» (Москва, 1985) ; Первом съезде физиологов Уральского региона (Уфа, 1986); XII научно-практической межрегиональной конференции молодых учёных и специалистов « Пути увеличения производства и резервы повышения качества сельскохозяйственной продукции» (Оренбург, 1993); научно-практической конференции «Экологические проблемы в АПК Среднего Поволжья» (Пенза, 1995); 8ой Межгосударственной межвузовской научно-практической конференции «Новые фармакологические средства в ветеринарии» (Санкт-Петербург, 1996); 1ои-научно-практической конференции «Медико-экологические аспекты последствий Тоцкого ядерного взрыва» (Оренбург, 1996); юбилейной научно-практической конференции, посвященной 70-летию факультета ветмедицины ВГАУ им. Глинки (Воронеж, 1996); научной конференции «Актуальные проблемы патологии животных и человека» (Барнаул, 1996); Российской научно-технической конференции «Сертификация и управление качеством экосистем на Южном Урале» (Оренбург, 1997); Юбилейной Международной научно-производственной и учебно-методической конференции, посвященной 30-летию образования кафедры акушерства и Ставропольской школы ветеринарных акушеров (Ставрополь, 1998); Международной научной конференции, посвященной 125-летию академии ветеринарной медицины (Казань, 1998); 1У Международной и У11 Всероссийской научно-практической конференции «Экология и охрана окружающей среды (Рязань, 1998); 2ой-Всероссийской научно-практической конференции «Гомеостаз и инфекционный процесс» (Саратов, 1998); ежегодных итоговых научных конференциях факуль-

тета ветеринарной медицины Оренбургского государственного аграрного университета (Оренбург, 1985-1998).

Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в 24 печатных работах.

Положения, выносимые на защиту:

1. В каждой из семи обследованных зон Южного Урала имеются свои, специфические загрязняющие факторы внешней среды, оказывающие разное возмущающее действие на организм её обитателей.

2. Статус неспецифической защиты и иммунных отправлений в организме крупного рогатого скота красной степной породы зависят от возраста животного, сезона года, а также географического положения зоны Южного Урала.

3. Одно-, двукратное назначение тимогена в экологически сложной среде позволяет добиться положительной динамики в функционировании защитных механизмов организма крупного рогатого скота и выведении из него тяжёлых металлов.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 2.1. Природно-климатические особенности области

Оренбургская область характеризуется резким континентальным климатом, с жарким летом и холодной зимой. На формирование которого оказывают влияние географическое положение области и многократное, в течение года вторжение различных по свойствам воздушных масс.

Продолжительность солнечного сияния в Оренбуржье, в среднем за год составляет 2160 часов (в Крыму - 2300 часов). Следовательно, по количеству солнечной радиации, область соответствует южным районам европейской части России.

Внутриматериковое расположение области обусловливает преимущественное формирование над ней, а также прилегающими территориями континентальных масс воздуха. В теплый период года в регион поступает из Средней Азии сильно нагретый воздух, с низким содержанием водяных паров. Он определяет жаркую и сухую погоду, сопровождающуюся нередко горячими ветрами - суховеями. Зимой континентальные воздушные массы движутся из Сибири, усиливая морозы.

Влажный воздух со стороны Атлантического океана доходит до территории области редко. Зато часто вторгаются воздушные массы, перемещающиеся из Арктики, вызывающие весной и осенью ранние заморозки, а в начале лета внезапные похолодания.

Самый теплый месяц года - июль, со средней температурой в северозападных районах 20° С, а в южных и юго-восточных - 22° С. Летом температура нередко поднимается выше 40° С. В весенне-летний период 1995 г. в течение 60 дней регистрировалась температура воздуха в пределах 28-33 0 С, а на протяжении более трех месяцев относительная влажность была меньше 30%.

Наиболее холодный - январь, со средней температурой -14,5 °С на северо-западе и, -17,5-18°С на востоке. Сумма температур за год составляет на севе-

ре 2200; а на юге 2700 0 С. Такая теплообеспеченность позволяет вызревать почти всем сельскохозяйственным культурам.

Регион относится к зоне дефицитного увлажнения (рис. 2.1.2), со среднегодовым количеством осадков - 216-367 мм, (в 1993 г. - 393-665 , а в 1996 г. -80-145 мм.), возможное же испарение превышает 600-800 мм. В южных и юго-восточных районах осадков выпадает еще меньше - 260-280 мм. Неравномерное распределение осадков по территории области связано с тем, что её северозападные части чаще подвергаются воздействию атлантических воздушных масс. Южные и юго-восточные районы испытывают влияние полупустынь и пустынь Прикаспийской низменности и Средней Азии (Чибилев A.A., 1996).

К особенностям климатических условий области относятся глубокое промерзание почвы вследствие небольшой толщины снежного покрова, неустойчивое увлажнение в теплое время года, часто повторяющиеся засухи и суховеи (Ветров A.C., Попов Н.В., 1966).

Оренбургская область имеет сложное и неоднородное геологическое строение и все структурные элементы складчатой части Южного Урала (Мусихин Г.Д., 1996).

2.1.2. Экономическая характеристика

Область является крупным производителем сельскохозяйственной продукции. На каждого жителя области приходится 4,85 га сельхозугодий (по России 1,43) 2,82 га пашни (больше всех в России). Она не только обеспечивает себя основными продовольственными товарами, но и значительную часть поставляет в республиканский фонд: мяса и мясопродуктов - 33,7 тыс. т, молока и мо-локопродуктов - 258,9 тыс. т., яиц -130,2 млн. штук в год (Калугин Н.В., 1996).

Вместе с тем, расположенность в зоне рискованного земледелия, слабая оснащенность сельского хозяйства машинами и механизмами, обеспеченность фондами в расчете на 100 га сельхозугодий почти в 2 раза ниже, чем в среднем

по России, являются сдерживающими факторами в получении стабильных объемов производства сельхозпродукции.

Издержки ценовой и финансовой политики привели к тому, что производство всех видов животноводческой продукции стало убыточным. А хроническая нерентабельность животноводства вызывает нерегулируемый сброс поголовья скота и птицы (Кислов А. В., 1996).

Занимая 0,7% территории и сосредотачивая 1,5% численности населения России, область в 1990 г. производила более 5% чугуна, стали и проката, 6,4% газа, 3% нефтепродуктов, 24% гидравлических прессов, 16% сортов твердых пшениц, 4% масла животного, около 7% шелковых тканей и электропылесосов, 11% холодильников и множество другой необходимой продукции (Вехов В.Н., 1994).

В перспективе на развитие экономики Оренбургской области, играющей важную роль в хозяйстве страны и Уральского экономического района, будут оказывать влияние такие масштабные факторы, как крупный накопленный хозяйственный и научный потенциал, высококвалифицированные кадры различных специальностей, выгодное экономико-транспортно-географическое положение, значительные запасы ценных природных ресурсов и большие массы отходов для утилизации, наличие плодородных земель, относительно неплохая освоенность территории.

В то же время на развитие экономики Оренбургской области в 19912005 гг. будет влиять и целый ряд сдерживающих причин: наличие большого количества морально и физически устаревших основных фондов; несбалансированность отдельных отраслей производств; усилившаяся недостаточность финансовых, топливно-энергетических, трудовых ресурсов; недостаточное и непропорциональное развитие ряда подотраслей АПК, архаичная система управления развитием и размещением производительных сил области (Вехов В.Н., 1994).

2.1.3. Основные экологические проблемы

По величине техногенной нагрузки территорию области условно можно разделить на три зоны: западную, где размещаются