ВЛИЯНИЕ НИТРАТОВ НА ОРГАНИЗМ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
ВЛИЯНИЕ НИТРАТОВ НА ОРГАНИЗМ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Аннотация
В последнее 5 лет промышленного животноводства все чаще возникают отравления продуктивных животных нитратами и нитритами. Это приводит к большой потере поголовья и существенному экономическому убытку хозяйств. Проблема является актуальной из-за употребления животными некачественного корма, изготовленного предприятиями с недобросовестным отношением к производству сена, силоса, зерновых и других кормов. Экономическая нестабильность в этой сфере обоснована увеличением затрат на лечение отравлений, быстрому течению заболевания (смерть в течение 24-48ч) оплаты труда и потерей финансовых средств на закупку некачественных кормов. Отравление часто имеет массовый характер, так, с отравлениями нитратами сталкивались более 15 тыс. сельских хозяйств и предприятий в России, что усугубляет материальное положение хозяйства не только в качестве затрат на лечение, но и вследствие потери молочной и мясной продукции. Также значимость проблемы подчеркивается неправильным выбором пастбища для выгула крупного рогатого скота, так как не каждая местность обладает безопасным уровнем содержания нитратов в почве.
1. Введение
Безопасным считают содержание солей азотной и азотистой кислот до 0,01% в воде и 0,1% в корме. При концентрации свыше 0,5% в воде и 1% в корме происходит отравления организма, приводящее к тяжелому состоянию животного, а в случае повышения до 1,5% и более – приводит к летальному исходу. Предугадать отравление очень сложно, потому что: уровни содержания нитратов в растениях очень изменчивы; проявление токсичности зависит от физиологического состояния животного и его возраста; одна и та же концентрация исследуемых веществ по-разному воздействует на организм, что обусловлено количеством энергии в организме. Наиболее опасными кормами являются те, при выращивании которых неконтролируемо использовались азотные удобрения и те растения, которые были собраны на ранней стадии роста .
Целью исследования являлось изучение влияния различной концентрации нитратов на организм крупного рогатого скота.
Растения, используемые для приготовления кормов крупному рогатому скоту, выращивают в большом количестве на полях. Для увеличения их продуктивности часто используют азотные удобрения. Однако чрезмерное их использование приводит к накоплению в почве солей азотной и азотистой кислот, которые в больших количествах вызывают отравления у животных. Степень накопления нитритов и нитратов в растениях прямо пропорциональна количеству азотных минеральных удобрений, вносимых в почву. Интенсивность накопления увеличивается в засушливые годы, дождливую погоду, заморозки, способствует этому засоление почв и использование ядохимикатов, что сопровождается недостатком в почве микроэлементов.
Нитраты поступают в почву в качестве минеральных удобрений или в результате нитрификации в цепи круговорота азота. Нитрификация – это процесс окисления аммиака сначала до азотистой, а затем до азотной кислот. Процесс протекает в две стадии, последовательно друг за другом. В первой фазе происходит окисление аммиака до азотистой кислоты. Возбудителями этого процесса являются нитрозные бактерии, представители родов Nitrosomonas и Nitrococcus . Во вторую фазу азотистая кислота окисляется до азотной кислоты. В этом случае возбудителями являются представители рода Nitrobacter, а также Nitrospira и Nitrococcus, которые участвуют и в первой фазе превращений . Вторая фаза нитрификации заканчивается образованием селитры и других нитратов и нитритов. Селитра хороша растворяется в воде и усваивается растениями, а значит нитрификация способствует улучшению плодородия почвы, подкисливает её, что улучшает доступность некоторых элементов, например фосфора и железа . Однако в больших количествах нитраты являются ядами и могут отравлять ближайшие водоемы или продукты растительного происхождения. Эти растения могут быть использованы для приготовления кормов или для пастбищного выгула, а водоемы, содержащие большое количество нитратных соединений, могут служить водопоем, в связи с чем может происходить массовое отравление поголовья.
Для того чтобы уменьшить содержание нитратов в почве, используют различные методы, направленные на иммобилизацию азота в почве: прямая и косвенная денитрификация, внесение анаэробных микроорганизмов или ингибиторов нитрификации, использование паводкового или поверхностного орошения, по сравнению с подземным капельным и другие способы .
2. Патогенез отравления
Нитраты и нитриты являются токсичными соединениями метгемоглобинобразующего действия. При попадании в желудочно-кишечный тракт они частично абсорбируются и частично выводятся из организма. Определенная часть нитратов превращается в нитриты с помощью условно-патогенной кишечной флоры и ее ферментов . Соли азотистой кислоты, вступая в реакцию с гемоглобином крови, образуют метгемоглобин. В таком виде он не может связываться с кислородом. Это обстоятельство приводит к снижению способности крови переносить кислород и может вызвать гипоксию тканей.
Уровень метгемоглобина в крови контролируется ферментом метгемоглобинредуктазой, который восстанавливает метгемоглобин обратно в гемоглобин. Однако новорожденные не производят этот фермент, что делает их более уязвимыми по сравнению с взрослыми животными.
Отравления у животных могут проявляться в нескольких формах: молниеносной, острой и хронической. В случае молниеносного отравления владельцы могут обнаружить смерть животного всего через полчаса в результате асфиксии. У жвачных животных при острой форме отравления первые симптомы могут проявиться уже через 2–3 часа. У таких животных наблюдается беспокойство, затем общее угнетение, жажда, отсутствие аппетита, частое мочеиспускание, а также обильные выделения из ротовой и носовой полостей . Видимые слизистые оболочки принимают синевато-коричневый оттенок. Движения рубца замедляются или полностью останавливаются (возникает гипотония и атония преджелудков). При развитии токсикоза дыхание учащается, пульс становится нитевидным и увеличивается до 100–150 ударов в минуту, наблюдается снижение артериального давления. Через 6–8 часов в приступах судорог от остановки дыхания и паралича сосудистого центра у животного наступает летальный исход. При наличии стельности, у животных возможен аборт .
Материалом исследования послужили 4 опытные группы крупного рогатого скота, в каждой из которых по 3 особи четырнадцатимесячного возраста из частного фермерского хозяйства. В эксперименте были использованы рационы с различной в них концентрацией нитратов: 0,2г/кг, 1,6г/кг, 2,2г/кг. Определение количества нитратов в корме были произведены при помощи тест-полосок. Разработанный рацион применялся в течение одного дня. Результаты были сделаны на основании анамнестических данных, клинических симптомах интоксикации и результатах химико-токсилогических исследований. Были взяты пробы крови и мочи каждой особи.
3. Основные результаты
Первой группе был разработан рацион с содержанием нитратов 0,2 г/кг. При массе 550кг (Ⅰ особь), 578кг (Ⅱ особь), 600кг (Ⅲ особь) в суточный рацион 3 опытных животных было добавлено 110г нитратов, что в среднем составляет 0,1% от общей массы корма. В течение дня после употребления животные вели себя спокойно, повышение или понижения аппетита, а также угнетения обнаружено не было. При взятии крови на анализ содержание метгемоглобина в организме животных составило 11,3г/100мл (Ⅰ), 10,7г/100мл (Ⅱ) и 10,4г/100мл (Ⅲ), что является вариантом нормы, а исследование мочи показало допустимую концентрацию нитратов: 157мг/л (Ⅰ), 85мг/л (Ⅱ) и 63мг/л (Ⅲ).
У второй группы особей, при массе 480кг (Ⅳ особь), 497кг (Ⅴ особь), 518кг (Ⅵ особь) было рассчитано 770г нитратов в корм, в процентном соотношении составляющее 0,7% от суточного рациона. Спустя 5 часов наблюдается потеря аппетита, угнетение и беспокойство, умеренная жажда. У животного с самым маленьким весом в данной опытной группе (480кг) помимо перечисленных клинических признаков наблюдается частое мочеиспускание. При исследовании крови значение метгемоглобина и содержание нитратов в моче были повышены. Содержание метгемоглобина: 14,2г/100мл (Ⅳ), 13,6г/100мл (Ⅴ), 13,4г/100мл (Ⅵ); концентрация нитратов в моче: 247мг/л (Ⅳ), 208мг/л (Ⅴ), 186мг/л (Ⅵ). На основании этих данных можно предполагать отравление животных нитратами, так как данные показатели превышают физиологическую норму и определяют начало патологического процесса .
Третьей опытной группе в рацион включили 1320г нитратов при живой массе 600кг (Ⅶ особь), 612 кг (Ⅷ особь), 630кг (Ⅸ особь), что соответствует 1,2% общего рациона. Через 3 часа наблюдалась сильная жажда, слабость, отдышка, цианотичность слизистых оболочек, диарея и частое мочеиспускание. При взятии крови отметили ее коричневатый оттенок. Содержание метгемоглобина в крови 15,8г/100мл (Ⅶ), 15,2г/100мл (Ⅷ), 14,6г/100мл (Ⅸ) и концентрация нитратов моче: 349мг/л (Ⅶ), 302мг/л (Ⅷ), 264мг/л (Ⅸ). Показатели сильно повышены, на основании чего можно сделать вывод о том, что наблюдается отравление нитратами . Чтобы избежать падения животных, внутривенно каждой особи был введен 1%-ный раствор метиленовой сини, приготовленный на изотоническом растворе хлорида натрия.
Четвертой опытной группе нитраты в кормление не включали. При живой массе 487кг (Ⅹ особь), 567кг (Ⅺ особь), 589кг (Ⅻ особь) показатели метгемоглобина составили 9,9г/100мл (Ⅹ), 11,2г/100мл (Ⅺ), 10,5г/100мл (Ⅻ). Концентрация нитратов в моче: 65мг/л (Ⅹ), 106мг/л (Ⅺ), 87мг/л (Ⅻ). По всем показателям животные здоровы.
Данные результаты продемонстрированы в таблице и позволяют убедиться в сильном отрицательном воздействии нитратов на организм крупного рогатого скота даже в невысокой концентрации. Предположительно, концентрация свыше 2,2 г/кг. вызовет гибель животного при отсутствии своевременной медицинской помощи .
Таблица 1 - Результаты исследования опытных групп
Опытная группа | Особь | Живая масса, кг | Количество добавленных нитратов в рационе, г | Содержание метгемоглобина в крови, г / 100 мл | Концентрация нитратов в моче, мг/л |
1 | Ⅰ | 550 | 110 | 11,3 | 157 |
1 | Ⅱ | 578 | 110 | 10,7 | 85 |
1 | Ⅲ | 600 | 110 | 10,4 | 63 |
2 | Ⅳ | 480 | 770 | 14,2 | 247 |
2 | Ⅴ | 497 | 770 | 13,6 | 208 |
2 | Ⅵ | 518 | 770 | 13,4 | 186 |
3 | Ⅶ | 600 | 1320 | 15,8 | 349 |
3 | Ⅷ | 612 | 1320 | 15,2 | 302 |
3 | Ⅸ | 630 | 1320 | 14,6 | 264 |
4 | Ⅹ | 487 | 0 | 9,9 | 65 |
4 | Ⅺ | 567 | 0 | 11,2 | 106 |
4 | Ⅻ | 589 | 0 | 10,5 | 87 |
В организме животных нитраты ведут к изменению валентности железа в гемоглобине, что преобразует гемоглобин в метгемоглобин. В этом состоянии он теряет способность связываться с кислородом и преобразовываться в оксигемоглобин, вследствие чего утрачивается основная функция гемоглобина: перенос кислорода к тканям организма. У отравленных животных развивается гипоксия, приводящая к серьезным нарушениям всех функций организма, особенно со стороны нервной системы. Нитраты и нитриты действуют как антиспазматические яды, влияя на нервную систему, расширяя сосуды и нарушая осмотическое давление крови . Тяжесть клинических проявлений отравления зависит от количества нитритов в крови и степени превращения гемоглобина в метгемоглобин. Признаки отравления у животных наступают при наличии в крови 30–40% метгемоглобина, при увеличении его количества до 70–75% у отравившегося животного наступает летальный исход.
4. Заключение
В процессе исследования было доказано сильное отрицательное влияние нитратов на организм крупного рогатого скота. Анализируя эксперимент, можно сделать вывод о том, что концетрация 0,1% нитратов является безопасной для организма животного, 0,7% вызывает отравление средней тяжести, а при концентрации свыше 1,2% вызывает сильную интоксикацию организма и может привести к летальному исходу без оказания своевременной помощи.
Чтобы предотвратить убытки в поголовье, владельцам следует обеспечить надёжное хранение минеральных азотных удобрений. Норма применения органических и минеральных азотных удобрений для кормовых культур не должна превышать 150 кг/га, учитывая природный запас азота в почве. Перед массовым скармливанием зеленой массы и корнеплодов с новых посевных участков, а также перед выпасом животных на пастбищах, владельцам необходимо проводить химико-аналитическое исследование кормов в ветеринарной лаборатории для проверки уровня нитратов и нитритов.