УДК 636.084.4:[636.2+636.4]:546.75-026.772 DOI: 10.47612/chrome-nanoparticles-in-cattle-and-pigs-feeding-2021
Разработали: член-корреспондент НАН Беларуси, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.М. Голушко, кандидат сельскохо- зяйственных наук, доцент А.И. Козинец, научный сотрудник А.В. Кравченко, кандидат сельскохозяйственных наук Т.Г. Козинец, кандидат сельскохозяйственных наук С.А. Линкевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О.Г. Голушко, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент М.А. Надаринская, кандидат сельскохозяйственных наук А.В. Голушко, научный сотрудник М.С. Гринь, научный сотрудник В.П. Сокол, старший научный сотрудник С.Г. Азизбекян.
Рецензенты:
Н.В. Пилюк, доктор сельскохозяйственных наук, доцент (РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству»);
Н.П. Разумовский, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (УО «Витебская государственная академия ветеринарной медицины»).
Рекомендации рассмотрены и одобрены на заседании Ученого совета РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» (протокол № 14 от 8 декабря 2020 года), секции животноводства научно-технического совета Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь (протокол № 09-1-6/2 от 22 марта 2021 года).
© РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству», 2021
ВВЕДЕНИЕ
Хром ( Cr ) – довольно распространённый элемент в земной коре (0,03 % по массе), содержится в почвах, продукции растениеводства, кормах. Для промышленных целей (легирование стали, гальванические покрытия, краски) воздействием серной кислоты на природные хроматы производят шестивалентный хром ( Cr+6 ), образующий токсичные соединения. Применение добавок Cr+6 в растениеводстве, животноводстве, ветеринарии, питании человека запрещено.
В составе почвы и живых организмов хром находится в трехвалентной форме ( Cr+3 ) и является одним из важнейших биогенных микроэлементов, активно участвуя в обмене углеводов, а также липидов и белков (в составе фермента трипсина).
Переносчиком энергии в организме служит продукт расщепления углеводов – глюкоза, степень усваивания которой клетками регулируется инсулином. Хром является незаменимым компонентом биомолекулы хром-модулин , которая активирует рецепторы инсулина, повышает степень проникновения глюкозы в клетки. Чем больше энергии в виде глюкозы поступает в клетки, тем выше продуктивность животных. Хром также снижает концентрацию свободных жирных кислот в крови, что особенно важно в периоды стрессов.
Способность хрома увеличивать чувствительность клеточных рецепторов тканей к инсулину, уменьшать потребность организма в инсулине – оценена в медицине. Хром ( Cr+3 - в виде пиколината или хлорида) входит в состав препаратов для регулирования углеводного обмена и уровня глюкозы в крови, профилактики сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Препараты на основе пиколината хрома особенно популярны в спортивном питании, помогая атлетам усваивать энергию, снижать отложения жировых тканей, увеличивать прирост мышц. В животноводстве Беларуси применяются дорогостоящие импортируемые кормовые добавки на основе пропионата хрома.
Основная причина возникновения дефицита хрома – очень низкая степень усваивания этого элемента из кормов в кишечнике. В случае теплового стресса, когда существенная часть хрома теряется с потом, дефицит хрома приводит к заметной потере продуктивности в животноводстве. Заметная потеря хрома наблюдается у животных в период вынашивания плода, после рождения и выкармливания молодняка.
Обладая уникальными свойствами, наночастицы металлов в живом организме могут быть идеальным средством для лечения организма от некоторых заболеваний (проникновение в клетки через защитные барьеры). В настоящее время принято считать наночастицами частицы вещества, которые в трёх измерениях имеют размер меньше 100 нм. У
частиц такого размера количество атомов, которые расположены на поверхности частицы и в объёме, оказываются сопоставимы. Свойства частицы зависят от размера: чем она меньше, тем относительно больше атомов находится на её поверхности. Это приводит к целому ряду новых свойств, а также появляется возможность изменять свойства вещества не за счёт его химического состава (как это свойственно элементам в ионной форме), а просто за счёт размеров тех элементов, из которых оно состоит.
Нанотехнология определяется как понимание и контроль вещества в наномасштабе, при размерах приблизительно от 1 до 100 нанометров. Однако новые научные разработки в области минерального питания животных с использованием минералов в наноразмерном виде не только способствуют улучшению экономической составляющей сельского хозяйства, но и ставят перед учёными множество новых задач по оценке воздействия наночастиц на живой организм, качество продукции и здоровье животных в целом. Наночастицы могут быть использованы для улучшения усвоения и биодоступности питательных веществ, в качестве новых кормовых ингредиентов или добавок, а также для повышения безопасности и контроля качества кормовых продуктов. Нанотехнология находится в постоянном развитии и её применение всё более разнообразно и специфично, с высоким потенциалом для улучшения эффективности животноводства. Однако имеющихся данных по эффективности использования в кормлении сельскохозяйственных животных микроэлементов в наноразмерной форме недостаточно для их широкого применения в практическом животноводстве. Изучение наночастиц в этих областях по-прежнему очень ограничено.
Исследования, проводимые в настоящее время мировой наукой, подтверждают предположение о положительном влиянии ввода наночастиц хрома на организм животных и его биогенном характере, особенно в условиях технологических стрессов и дефиците в кормах.
Для агропромышленного комплекса разработаны, испытаны и освоены в массовом производстве не уступающие по эффективности лучшим мировым аналогам микроэлементные препараты серии Наноплант с различным составом наночастиц элементов Со, Mn, Cu, Fe, Zn, Cr, Se, Mo. Разработка Нанопланта включена в качестве одного из важнейших проектов в Государственную программу инновационного развития Республики Беларусь на 2016-20 гг.
В РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» нанопрепарат «Наноплант Хром (К)» испытан в 2014-2017 гг. в виде добавки в питьевую воду при откорме свиней. Установлен эффект увеличения степени усваивания кормов, среднесуточного и валового прироста живой массы, снижения себе-
