веществ, адаптацию организмов к условиям среды и возникновение эндемий составляет предмет и задачи нового раздела науки — биогеохимической экологии.
Животные получают минеральные вещества, в том числе и микроэлементы, в основном из растительной и животной пищи. Существование биогеохимических пищевых цепей обеспечивает благодаря явлениям дискриминации отбор и подготовку минеральных веществ к более полному использованию их организмами. Недостаток или избыток химических элементов в почве, а соответственно в растительных и животных организмах, изменяет характер депонирования элементов, ослабляет или усиливает синтез биологически активных продуктов, ведет к перестройке обмена веществ. В итоге либо происходит адаптация организмов к новым условиям, либо возникают дисфункции и эндемические заболевания (рис. 3.1).
Установлены ориентировочные критические (пороговые) концентрации ряда химических элементов, выше или ниже которых проявляются биологические эффекты на целом организме (табл. 14).
14. Пороговые концентрации микроэлементов в кормах, мг/кг сухого вещества корма [13]*
| Элемент | Среднее со держание в пастбищах СССР | Недостаток (ниж няя пороговая концентрация) | Норма (нормальная регуляция в живот ном организме) | Избыток (верхняя пороговая концентра* ЦИЯ) |
|---|---|---|---|---|
| I | 0,18 | До 0,07 | 0,08—1,2 | 0,8—2 и выше |
| Со | 0,32 | » 0,1—0,25 | 0,25—0,1 и выше | 1 и выше |
| Мо | 1,25 | » 0,2 | 0,2-2,5 | 2—3 и выше |
| Си | 6,4 | » 3—5 | 3—12 и выше | 20—40 и выше |
| Zn | 21 | » 20—30 | 20—60 и выше | 60—100 и выше |
| Мп | 73 | » 20 | 20—60 и выше | 60—70 и выше |
| Fe | 190 | » 25 | 25—30 и выше | — |
*** Пороговые концентрации для каждого элемента — величины относительные; они могут повышаться или понижаться в зависимости от концентраций других элементов, вида животных, биологического состояния, сезона года и пр.**
Аналогичная работа по биогеохимическому районированию проводится во многих странах мира, в частности в США (А. Тейлер, К. Бисон, Д. Кубота, Ф. Келли, В. Снеддон, О. Мат, В. Эльвей и др.), Англии (Р. Митчелл), Франции и Бельгии (П. Декок, М. Шезир, Ж. Друино, С. Периго), ГДР (М. Анке, А. Хенниг).
Исследования по биогеохимическому районированию являются научной основой производства и использования минеральных удобрений (включая микроэлементы), применения минеральных подкормок для животных, разработки профилактических и лечебных мероприятий против эндемических болезней.
Особое значение эти данные имеют для пастбищного (отгонного) животноводства и получения грубых кормов с естественных сено-
5 В. И. Георгиевский и др.
косов. В условиях же интенсивного кормопроизводства (орошение, внесение удобрений, выведение новых сортов культур, повышение урожайности) взаимосвязи почва — растение существенно изменяются, что может привести к увеличению или, наоборот, к уменьшению природного дефицита макро-и микроэлементов. К тому же сырье на перерабатывающие предприятия и комбикормовые заводы часто поступает из одних зон страны, а готовая продукция направляется в другие зоны. Поэтому в условиях интенсивного животноводства данные биогеохимического районирования необходимо дополнять минеральным анализом кормов непосредственно в местах их использования, а также систематическими исследованиями минерального статута продуктивных животных.
3.3. МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ КОРМОВЫХ РАСТЕНИЙ
При дозировании минеральных элементов в рационах сельскохозяйственных животных обычно пользуются табличными данными, опубликоваными в обобщенных сводках макро- и микроминерального состава кормов [10, 15, 19].
За последние годы такие сводки появились применительно к определенным почвенно-климатическим зонам, провинциям, областям. Этому способствовало осуществление широкой программы биогеохимического районирования страны, увеличение ассортимента минеральных кормовых добавок, совершенствование методов и техники аналитических исследований. В эту работу включились наряду с зоотехническими учреждениями зональные агротехнические и ветеринарные опытные станции. И тем не менее масштабы работ пока еще недостаточны, а публикуемый цифровой материал слишком вариабелен.
Согласно литературным данным, на минеральный состав растений могут оказывать влияние следующие факторы: генетические особенности растений; тип почвы; удобрения и агротехника; ботанический состав травостоя; климатические и погодные условия; стадия вегетации; загрязнение почвы и воздуха.
Генетические особенности. Особенностями минерального состава характеризуются не только разные культуры и разные виды, но и разновидности, сорта одной и той же культуры.
Бобовые травы и бобовые зернофуражные культуры содержат, как правило, больше кальция и магния, чем злаковые. Независимо от биогеохимической зоны злаки лугов и пастбищ беднее йодом, медью, молибденом, иногда кобальтом и цинком по сравнению с бобовыми и разнотравьем (см. табл. 16).
Существенные сдвиги в минеральном составе могут происходить при выведении новых сортов растений. Это относится, по-видимому, в первую очередь к тем элементам, которые не являются для растений жизненно необходимыми (например, йод).
Тип почвы. Питание начинается с почвы, поскольку тип почвы определяет специфический минеральный состав кормовых растений.
В большинстве случаев явления минеральной недостаточности у животных наблюдаются в определенных областях или зонах и находятся в прямой зависимости от типа и физико-химических свойств почв (структуры, величины рН, содержания доступных питательных веществ и др.).
Запасы минеральных веществ в почвах достаточно велики, однако они часто находятся в недоступных для растений формах. Критериями обеспеченности растений минеральными элементами служит наличие в почвенном профиле легкодоступных минеральных соединений.
Основные почвы нашей страны бедны подвижным фосфором, реже калием. Песчаные и торфянистые почвы содержат мало доступного кобальта, меди, йода (табл. 15). В целом подвижные формы микроэлементов составляют 13% от их общего содержания в почвах [1].
15. Средние данные о содержании подвижных микроэлементов в основных почвах СССР, мг/кг сухой почвы*
| МикроМикро элеэле менты менты | дерново- под зо листые | серые лесные | Почвы черно земные | каштано вые и се роземы | горные | недоста точность | Содержание оптимальное | избы точное |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Си | 2,1 | 7,3 | 9,33 | 3,87 | 1,30 | 2,5 | <2,5-4 | >4,0 |
| Со | 0,75 | 0,37 | 2,21 | 0,33 | 1,33 | 1,1 | <1,1—2 | >2,0 |
| Мо | 0,16 | 0,16 | 0,18 | 0,32 | 0,74 | 0,15 | <0,15—4 | >0,4 |
| Zn | 1,08 | 2,95 | 0,17 | 1,66 | 0,62 | 0,2 | <0,2—1 | >1,0 |
| В | 0,43 | 0,44 | 1,66 | 1,72 | 1,52 | 0,2 | <0,2—1,2 | >1,2 |
*** Составлена В. В. Ковальчук, П. П. Андриановой (1970) по данным АН СССР.**
Минеральный состав почв, характерный для каждой биогеохимической зоны, отражается соответственно и на составе кормовых растений, особенно лугов и пастбищ (табл. 16).
16. Среднее содержание микроэлементов в растениях лугов и пастбищ биогеохимических зон СССР, мг/кг сухого вещества [15]
| Биогеохимические зоны | Растения | J | Со | Мо | Си | в | Zn | Mn | Fe |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Таежно-лесная Таежно-лесная Таежно-лесная не» не» не» | Злаки | 0,11 | 0,22 | 0,51 | 6,3 | 4,4 | 16,0 | 57 | 60 |
| черноземная черноземная черноземная | Бобовые | 0,22 | 0,29 | 1,0 | 8,0 | 9,4 | 29,0 | 61 | 106 |
| Разнотравье | 0,20 | 0,26 | 0,76 | 6,7 | 14,5 | 17,0 | 69 | 38 | |
| Лесостепная Лесостепная Лесостепная и и и | Злаки | 0,14 | 0,33 | 0,71 | 5,3 | 6,6 | 15,4 | 40 | 224 |
| степная степная степная черночерночерно | Бобовые | 0,22 | 0,28 | 1,40 | 7,2 | — | 24,0 | 54 | — |
| земная земная земная | Разнотравье | 0,14 | 0,34 | 1,10 | 8,5 | — | 7,0 | 59 | — |
| Степная, Степная, Степная, полуполуполу | Злаки | 0,11 | 0,26 | 2,80 | 6,6 | 13,0 | 16,0 | 48 | 142 |
| пустынная пустынная пустынная и и и | Бобовые | 0,37 | 0,44 | 3,10 | 8,7 | 19,0 | 15,0 | 37 | 142 |
| пустынная пустынная пустынная | Разнотравье | 0,32 | 0,45 | 1,40 | 7,3 | 91,0 | — | 52 | — ~ |
