Профилактика нарушений минеральной недостаточности у крупного рогатого скота

зывает, что на почвах с высоким содержанием валового и подвижного йода концентрация его в растениях была в 220 раз выше, чем в растениях, растущих на почвах с низким содержанием йода.

На торфянистых почвах, несмотря на высокое содержание йода, в растения поступает в 3 раза меньше йода, чем на дерновоподзолистых почвах. Это происходит в результате того, что в торфянистых почвах йод прочно связан с органическим веществом в форме йодно-гумусовых комплексов, а в дерново-подзолистой почве йод находится в легко доступном для растений состоянии. Подвижность йода увеличивается с повышением влажности и при кислой реакции почвенного раствора. Щелочная реакция (рН 8,5–9,5) способствует переходу йода в доступные для растений соединения.

Реакция среды почвенного раствора определяет степень подвижности и уровень накопления йода в почвах. В кислых подзолистых почвах отмечается самое низкое содержание йода, так как в них создаются условия для вымывания и улетучивания его. Щелочные почвы обладают свойствами переводить ионы йода в связанное состояние и накапливать его в больших количествах, образуя в некоторых случаях почвенные геохимические аномалии йода с концентрациями 80–300 мг/кг.

Аномально высокие концентрации йода наблюдаются в щелочных солончаковых породах в Азербайджане и Барабинской степи в Западной Сибири (Зеленова А.И., 1954; Аничкина А.П., 1975). Содержание йода в почвах достигает 80–340 мг/кг. Такие высокие концентрации йода характерны для солончаковых почв. В почвах остальных типов этих же регионов йод содержится в пределах средних концентраций для соответствующих типов почв. Причина высокого йодного уровня заключается в своеобразии солончаковых пород и условий их образования. Изучая поведение иодидов при испарении растворов с различной рН-среды, Б.П. Виноградов и И.А. Лапп (1971) отмечают, что в щелочной и сильнощелочной средах наблюдается увеличение концентрации йода по мере испарения воды из раствора. Б.Я. Розен (1970) установил увеличение накопления йода и брома в водных растворах, содержащих хлориды и сульфаты, при повышении концентрации солей. То же самое наблюдается в естественных условиях в соленых озерах, морских водах и крепких подземных рассолах: при увеличении минерализации воды содержание йода в них повышается. Щелочные условия среды, обилие

легкорастворимых солей в почвах и залегающих под ними грунтовых вод, преобладание испарения над выпадением осадков в летнее время являются причинами формирования и содержания йода в солончаковых почвах.

Среднее содержание йода в почвах земного шара составляет 5 мг/кг при колебаниях в диапазоне 0,5–50 мг/кг (Fellenberg P., 1924; Whitehead D.C., 1973).

Из атмосферы йод поступает в почву с атмосферными осадками и сухим осаждением. Ф.А. Тихомиров (1983) отмечает, что при выпадении дождей, от 60 до 90% содержащегося в дождевой воде йода не задерживается растениями и поступает непосредственно на почву. Сухое осаждение йода на почву происходит ранней весной и поздней осенью, когда почва лишена растительности. В летнее время в условиях плотно сомкнутого растительного покрова основная часть йода в составе сухих выпадений задерживается земной биомассой и не достигает поверхности почвы.

Почвы приморских районов богаче йодом, чем почвы тех же типов, расположенные в глубине материка. Концентрации йода в различных типах почв данного региона существенно различаются. В глубине континентов отмечаются различные уровни содержания йода в почвах. Большая разница в концентрациях йода, достигающая нескольких десятков раз, наблюдается между кислыми дерново-подзолистыми почвами и торфянистыми. Такие различия в содержании йода в разных типах почв приморских и внутриконтинентальных районов обусловлены их генетическими свойствами и количеством органического вещества, которое определяет емкость и прочность поглощения почв по отношению к этому элементу.

В процессе почвообразования происходит аккумуляция йода в гумусовом горизонте, где он связывается органическим веществом. С течением времени устанавливается состояние динамического равновесия между атмосферой и почвой, при котором поступление йода в почву компенсируется обратным процессом и выносом элемента с поверхностным и грунтовым стоком.

Дерново-подзолистая почва имеет слабокислую реакцию среды в дерновом горизонте – рН=6,0 и сильнокислую в нижних горизонтах – рН=2,8. В дерновом горизонте отмечается наибольшее содержание гумуса – 5,1%. Содержание валового йода в профиле почвы колеблется от 0,16 до 0,76 мг/кг. В верхнем горизонте содержа-

ние йода равно 0,50 мг/кг, в горизонтах В и С снижается до 0,24 мг/кг.

Почвы – важное звено в биогеохимической пищевой цепи: атмосфера – почва – растение – животное – человек. В результате обобщения материалов по содержанию йода в почвах и сопоставления их с реакцией живых организмов, выражающейся в виде зобной болезни, В.В. Ковальский (1972) приводит следующие пороговые концентрации валового йода в почвах (мг/кг): <5 – недостаточно, 5–40 – нормально, >40 – избыточно. Между содержанием йода в почвах и распространением эндемического зоба, вызванного недостаточностью йода, существует четкая обратная корреляционная зависимость.

Черноземы европейской части характеризуются высоким содержанием гумуса и считаются самыми плодородными почвами. В них отмечается высокое количество и оптимальное соотношение необходимых для организма микроэлементов. В.А. Ковда и др. (1957) предлагают считать в качестве эталона сравнения обеспеченности почв микроэлементами чернозем Центрально-Черноземного заповедника. Содержание йода в нем равно 5,4 мг/кг. Сравнение кларкового содержания йода в минеральных почвах западного Забайкалья, равного 0,9 мг/кг, с эталонным черноземом показывает, что оно в 6 раз ниже (Кашин В.К., 1987). Среднее содержание йода для всех типов почв СССР составляет 2,6 мг/кг (Ковальский, Андрианова, 1970), в то время как мировой кларк йода в почвах равен 5,0 мг/кг. Причина этого явления заключается в том, что большая часть территории СССР расположена вдали от океанов и морей – главных поставщиков йода на континент.

1.1.5. Кобальт в почвах

Содержание кобальта в земной коре составляет 0,004%. Кобальт входит в состав почвенных алюмосиликатов, находится в поглощенном состоянии на поверхности минеральных и органических коллоидов. В соединениях кобальт проявляется в двух- и трехвалентной форме. Окультуренные почвы содержат больше кобальта, чем слабоокультуренные. Почвы с более тяжелым гранулометрическим составом содержат больше кобальта (почти в 5 раз), чем почвы супесчаные и песчаные. В профиле почв наибольшее содержание отмечается в верхнем перегнойном горизонте. Недостаток кобальта в почвах менее 2,0 мг/кг почвы приводит к сниже-

нию содержания кобальта в растениях. Пониженное содержание кобальта в кормах (менее 0,07 мг/кг сухого вещества) приводит к резкому сокращению продуктивности животных. Содержание кобальта в почвообразующих породах Забайкалья колеблется от 0,8 до 20,0 мг/ кг (Сеничкина М. Г., Абашеева Н. Е., 1986). Наименее обеспечены кобальтом аллювиальные и рыхлые осадочные отложения. Коренные породы содержат значительно больше кобальта, чем почвообразующие. Это свидетельствует о том, что в зоне гипергенеза наблюдается обеднение кобальтом продуктов выветривания горных пород. Миграционные способности кобальта зависят от окислительно-восстановительных условий среды. Среднее содержание кобальта в почвообразующих породах по сравнению с кларком атмосферы очень низкое.

Известкование почвы снижает усвояемость кобальта растениями. Установлено, что при поступлении в растения между ионами кобальта и марганца наблюдается антагонизм. Марганец и железо задерживают поступление кобальта в растение, фосфор, наоборот, усиливает его (Пейве Я.В., 1980).

1.1.6. Йод в растениях

Растения, по мнению В.И. Вернадского (1965), – наиболее могущественная сила биогеохимических процессов трансформации веществ в биосфере. Поглощая химические элементы из почвы, грунтовых вод и атмосферы, растения перемещают их из одних объектов ландшафта в другие, резко изменяя скорость их круговорота в природе. Огромная преобразовательная роль растений заключается в том, что они изменяют форму нахождения элементов в окружающей среде. Если в растения элементы поступают в виде неорганических ионов, то в них они превращаются и возвращаются в почву в виде органоминеральных комплексов, в связи с белками и другими органическими соединениями, обладая новыми активными свойствами.

Отдельные виды растений значительно различаются по содержанию йода, даже если они произрастают в одном и том же районе. Растения отдаленных от моря районов содержат меньше йода, чем растения прибрежных районов.

Содержание йода в кормовых растениях зависит и от ряда других факторов. Меньше всего йода в пастбищных травах весной (Blodow, 1969). В самом растении наиболее богаты йодом корни,

наименее – стебель, в котором содержание йода составляет 15% от его содержания в листьях. Поэтому зеленый корм поздних стадий вегетации не может служить хорошим источником йода. При сушке в поле теряется 10 – 25% йода за счет потерь в листьях. При правильном силосовании потерь йода не бывает. Хранение кормов сопряжено со значительными потерями йода. Слабосвязанный йод выделяется в воздух после закладки кормов на хранение, поэтому и зимой животные меньше обеспечены йодом, чем летом. Установлено высокое содержание йода в морских растениях. Морские растения поглощают йод через клеточную мембрану. Йод включается в молекулу белка (Bowen H.J., 1966; Ficklin W.H., 1975).

Йод, внесенный с удобрениями, поступает в растение, обеспечивая увеличение содержания в них элемента. При биогеохимическом районировании области с недостаточностью в среде йода характеризуются и дефицитом кобальта.

Питание растения йодом происходит из твердой (почва, порода), жидкой (грунтовые и атмосферные воды), газообразной (атмосфера, почвенный воздух) фаз внешней среды. При анализе формирования йодного баланса растений необходимо учитывать поступление элементов из всех трех фаз внешней среды, так как при определенных условиях каждый из этих источников может являться основным в накоплении растениями йода.

Наилучшим критерием обеспеченности человека и животных йодом считают его содержание в пищевых и кормовых растениях. Это объясняется тем, что свыше 90% необходимого для сельскохозяйственных животных йода поступает с растительной пищей, (Еремин Ю.Н., Раецкий Ю.И., 1979; Kovalevskii A.Z., 1979). Между содержанием йода в продуктах и кормах растительного происхождения и возникновением зобной болезни установлена тесная корреляционная зависимость обратного порядка (табл. 5).

Таблица 5

Корреляционная связь между содержанием йода в пищевых продуктах и заболеваемостью зобом (Аскарова Я. Н., 1966)

На основании многочисленных данных установлено, что потребность животных в йоде в зависимости от их вида, возраста и продуктивности может значительно колебаться и удовлетворяться при содержании его в кормах 0,4–1,0 мг/кг воздушно-сухой массы (Дмитроченко А.П., 1972; Хенниг А., 1976; Георгиевский В.И. и др., 1979). В условиях интенсивного выращивания животных эти потребности повышаются до 1,5 мг/кг, а при наличии в кормах ингибиторов, то есть веществ, тормозящих синтез тиреоидных гормонов, до 2 мг/кг (Георгиевский В.И., Кальницкий Б.Д., 1983; Qough Z.P., Shacklett H.P., 1976). Симптомы недостаточности проявляются в случае уменьшения потребления йода более чем на 25%.

Растения черноземной зоны европейской части и приморских районов, содержащие йод в концентрациях 0,3–1,0 мг/кг, обеспечены достаточным количеством этого элемента. Растения же, растущие на торфянистых, песчаных и дерново-подзолистых почвах нечерноземной зоны Белоруссии, Прибалтики и других районов европейской части, а также растения ряда регионов Средней Азии, Сибири и Дальнего Востока в большинстве случаев характеризуются недостаточным содержанием йода: 0,04–0,3 мг/кг. Это является основной причиной распространения эндемического зоба. В связи с этим необходима разработка способов повышения содержания йода в пищевых и кормовых растениях до физиологически нормальных для организма человека и животных концентраций.

Различные группы кормовых растений отличаются по содержанию йода. Бобовые и разнотравье накапливают йода больше, чем злаки и осоки. Причина этого – биохимическое различие в метаболизме ассимилятов. Преимущественно белковый характер обмена веществ бобовых и разнотравья способствует большей аккумуляции в них йода, в то время как преобладание углеводного типа метаболизма у осок и злаков препятствует накоплению элемента. Преобладание в кормовых и пищевых рационах растительных продуктов и кормов, содержащих, главным образом, углеводы и характеризующихся низким содержанием йода, приводит к усилению йодной недостаточности и развитию зоба (Штенберг А.И., Окороков Ю.И., 1968; Holman J.C., 1954).

Растительность естественных кормовых угодий Забайкалья, отличающаяся йодной недостаточностью, представлена в основном сухостепным пастбищным и луговыми типами. Доминирую-