БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ

ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ

ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ

КАРТА САЙТА

НА ГЛАВНУЮ

Сельскохозяйственная биология, 2010, № 4, с. 95-100.

УДК 636.086.2/.3:636.085.12

ОБ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ЦИНКОМ КОРМОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В РАВНИННОЙ ЗОНЕ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН

М.М. ДЖАМБУЛАТОВ, З.Г. МАГОМЕДАЛИЕВ, А.З. МАГОМЕДАЛИЕВ, А.А. АЛИЕВ

В укосах кормовой растительности 25 основных типов ассоциаций и отдельных видов растений в разных регионах Дагестана изучали содержание цинка в зависимости от эдафических факторов и в сезонной динамике. Определен коэффициент корреляции между содержанием цинка в почвах и растениях. Обсуждается накопление цинка в кормовых растениях в связи с требованиями по обеспеченности рационов животных этим микроэлементом.

Ключевые слова: цинк, растительность, почва, агроценоз, корреляция.

 

Степень обеспеченности микроэлементами (норма, избыток или дефицит) — фактор, оказывающий значительное влияние на состояние организма, поэтому ее необходимо учитывать при экологической диагностике, экспертизе, мониторинге и прогнозировании изменений в окружающей среде.

Цинк входит в состав около 300 ферментов и поддерживает структуру более 200 белков, что свидетельствует о важной роли этого элемента (1, 2).

При недостатке цинка в кормах у животных развивается эндемическое заболевание паракератоз (симптомы — поражение слизистых оболочек, дерматит, анемия, отек конечностей). У них ухудшается рост шерсти и состояние кожных покровов, нарушается половая функция, углеводный и жировой обмен.

Дефицит цинка у животных отмечают в биогеохимических зонах и провинциях с содержанием подвижного цинка в почве менее 3 мг/кг и количеством элемента в сухом веществе корма менее 20 мг/кг (3).

В эритроцитах, плазме и лейкоцитах находится соответственно 75; 22 и 3 % от общего количества цинка в крови (4). Нормальным содержанием Zn в растениях, по данным многих исследователей, считается 40-60 мг/кг сухого вещества (5), в рационе крупного рогатого скота — 30-60, в кормах для овец и коз — 20-50, свиней — 45-50 мг/кг сухого вещества корма (3).

Избыток цинка вызывает отравление, признаками которого служат поносы, снижение поедаемости корма, анемия, внутренние кровотечения, а также приводит к появлению уровской болезни (эндокринные нарушения, изменение костной ткани и хрящей) (2, 6).

Имеется достаточно данных о содержании цинка в почвах Дагестана (7-9) и других регионов России (10), однако число работ, посвященных определению количества этого элемента в кормовых растениях, крайне невелико.

Нашей целью было изучение содержания цинка в укосной массе пастбищной растительности, агроценозов, в растениях разных видов в зависимости от эдафических и других факторов, экологическая оценка обеспеченности кормовой растительности цинком, а также выявление связи между содержанием цинка в почве и растениях.

Методика. Исследования выполняли в 2006-2008 годах в Западном Прикаспии на основных типах растительных ассоциаций, произрастающих в различных ландшафтно-геохимических условиях (общее число ассоциаций — 25). На выбранных стационарных площадках закладывали почвенные разрезы и отбирали укосную массу с 1 м² в 4-кратной повторности по сезонам года в течение 3 лет, а также средние пробы биомассы индивидуальных растений. Отбор образцов в агроценозах проводили в фазу цветения по общепринятой методике (11).

Содержания цинка в почвах и растениях определяли после сухого озоления проб на атомно-абсорбционном спектрофотометре Hitachi 170-70 (Япония).

Данные обрабатывали статистически по Н.А. Плохинскому (12).

Результаты. Исследуемый район характеризуется большим разнообразием почвенно-растительного покрова. Здесь преобладают полупустынные, пустынные полынные, полынно-солончаковые, солянково-полынные сообщества. Основные группировки полупустынной растительности — злаково-полынные, эфемерово-полынные и злаково-прутняковые. К доминирующим относится полынь таврическая, полынь Лерха, мятлик луковичный и различные виды кострецов. Пустынная растительность приурочена к наиболее пониженным и засоленным участкам рельефа. Здесь преобладают сарсазан, петросимония супротивнолистная, солерос, солянка мясистая, лебеда бородавчатая, различные виды сведы, значительное распространение получили однолетние и многолетние солянковые комплексы. В долинах рек Сулак и Терек, а также по берегам Каспия и Аграханского залива встречается луговая растительность. Полная характеристика растительного покрова изучаемой территории приведена в работах Н.А. Ярулиной (13, 14).

Количество цинка в укосной фитомассе пастбищных растений колебалось в широких пределах —от 9,2 до 35,7 мг/кг сухого вещества (табл. 1) при наибольшем содержании в фитомассе полынно-свиноройной и осоково-пырейно-вейниковой ассоциаций, наименьшем — в злаково-разнотрав-ной. Значительное варьирование показателя, видимо, обусловлено видовым составом растительности. Фитомасса сенокосов Кизлярского и Бабаюртовского районов характеризовалась близкими анализируемыми показателями (19,5-24,6 мг/кг).

По данным В.В. Ковальского (15, 16), в наземных растениях содержание цинка в среднем составляет 30-60 мг/кг, то есть в пастбищных растениях исследуемого региона количество цинка снижено. В то же время оно соответствует норме по суточной потребности животных, поскольку максимальный допустимый уровень этого микроэлемента в кормах не должен превышать 50 мг/кг сухого рациона для дойного скота и 100 мг/кг для других животных. Суточная потребность в цинке у крупного рогатого скота составляет 20 мг, минимальное потребление у овец — 7 мг/кг сухого корма в сутки (5). По данным В.Н. Башкина (1), физиологический дефицит этого микроэлемента у животных наступает при его содержании в растениях 10-20 мг/кг.

По характеру и степени накопления цинка на исследуемой территории выделялись два типа растительных сообществ — луговые и пустынные. К луговым относились солодково-пырейная и кермеково-бескиль-ницевая ассоциации.

Среднее содержание цинка в фитомассе солодково-пырейной ассоциации равнялось 19,0 мг/кг сухого вещества, в надземной массе основных продуцентов составляло: для пырея ползучего — 15,7; тростника южного — 19,7 и солодки голой — 14,5 мг/кг. В фитомассе кермеково-бескильницевой ассоциации количество цинка было несколько выше — 22,4 мг/кг, в растениях доминирующих видов — бескильнице гигантской и кермеке Мейера достигало соответственно 24,5 и 15,6 мг/кг.

Из пустынных сообществ наиболее продуктивными по биомассе оказались эфемерово-петросимониево-карганная и эфемерово-полынно-карганная ассоциации; среднее содержание цинка для них равнялось соответственно 24,6 и 12,3 мг/кг. Здесь в растениях преобладающих видов количество цинка значительно варьировало и составляло: для полыни Лерха — 36,4; полыни таврической — 23,7; полыни вейничной и солончаковой — 11,0; солянки древовидной — 13,5; петросимонии — 11,2; кермеки Мейера 12,5 и верблюжьей колючки — 21,6 мг/кг сухого вещества.

Количество цинка в биомассе, характерное для ассоциаций, в первую очередь может быть обусловлено видовым составом растений. Так, в полынно-свиноройной ассоциации этот показатель равнялся 35,7, в полынно-кермековой — 24,6 мг/кг, хотя обе ассоциации формируются на лугово-каштановых почвах с близким содержанием этого микроэлемента (1,36-1,41 мг/кг). В укосах с преобладанием полыни Лерха количество цинка выше, чем в укосах с доминированием полыни таврической (см. табл. 1).

В исследованиях других авторов (17) установлены высокие коэффициенты корреляции между содержанием цинка в почвах и растениях.

Мы также отмечали положительную корреляцию средней силы между содержанием цинка в почве и фитомассе (r= +0,38).

Различные виды агроценозов на одинаковых типах почв характеризовались неодинаковым накоплением цинка. Так, в надземной массе люцерны 3-го года возделывания этот показатель составил 19,5; в листостебельной массе кукурузы — 17,4 мг/кг; при этом в фитомассе естественных ценозов он оказался ниже — 12,7 мг/кг. В то же время в фитомассе озимой пшеницы содержание цинка было меньше, чем в таковой естественных ценозов. То есть антропогенное воздействие можно рассматривать как фактор, влияющий на содержание цинка в почве и надземной части растений. 

Для большинства ассоциации наибольшее накопление цинка в надземной массе отмечали в летний период (июль): в начале вегетации (апрель—май) показатель равнялся 15,09, летом (июль) — 21,91, осенью (октябрь) — 21,15 мг/кг сухого вещества (табл. 2). Однако это было характерно не для всех группировок. Например, в разнотравно-бобово-злаковой максимум приходился на весну, а к осени количество этого микроэлемента незначительно уменьшалось, что связано с летним завершением вегетации у бобовых культур. В целом для бобовых характерно высокое содержание цинка в фитомассе.

В растительных группировках с преобладанием полыни наибольшее количество цинка накапливалось к началу осени (цветение у полыни): известно, что в период цветения растения активно накапливают не только цинк, но и другие элементы.

Таким образом, содержание цинка в фитомассе пастбищных растений и агроценозов равнинной зоны Дагестана колеблется от 9,2 до 35,7 мг/кг воздушно-сухого вещества и не превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК) для животных (50 мг/кг). Более 58 % растительных ассоциаций характеризуется недостаточным количеством цинка, так как у животных физиологический дефицит микроэлемента возникает при содержании его в кормах менее 10-20 мг/кг воздушно-сухого вещества. Динамика накопления цинка в фитомассе растительных ассоциации определяется их составом, долевым участием отдельных видов растений, типом агроценоза, почвы и сезоном года. Наибольшее количество цинка характерно для сложноцветных и бобовых растений, меньшее — для злаковых. Между содержанием цинка в почве и надземной массе фитоценоза установлена положительная корреляция средней силы (r= +0,38). Полученные данные могут быть использованы при корректировке и оптимизации рационов по цинку в пастбищный период содержания коров.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Б а ш к и н  В.Н. Биогеохимия. М., 2004: 215-216.
2. Е р м а к о в  В.В.,  Т а л а н о в  Г.А.,  Ф е д о т о в а  В.И. Методы определения содержание некоторых химических элементов и их максимальный допустимый уровень в кормах для сельскохозяйственных животных. Челябинск, 1988.
3. К о н д р а х и н  И.П.,  Л е в ч е н к о  В.И.,  Т а л а н о в  Г.А. Справочник ветеринарного терапевта и токсиколога. М., 2005: 324-325.
4. Г е о р г и е в с к и й  В.И.,  А н н е н к о в  Б.П.,  С а м о х и н  В.Т. Минеральное питание животных, М., 1979.
5. Д ж а м а л у д и н о в а  И.Н. Проблемы минерального питания овец. Махачкала, 1981.
6. Е р м а к о в  В.В.,  Т ю т и к о в  С.Ф. Геохимическая экология животных. М., 2008.
7. М а г о м е д а л и е в  З.Г.,  Х и з р о е в а  П.Р. Содержание цинка в почвах предгорной зоны Дагестана. Почвоведение, 1993, 8: 110-113.
8. Х и з р о е в а  П.Р. Содержание подвижного цинка в почвах Ногайской степи Дагестана. В сб.: Микроэлементы в почвах Терско-Кумской низменности. Махачкала, 1981: 112-124.
9. Х и з р о е в а  П.Р. Цинк в почвообразующих породах и почвах Терско-Сулакской низменности. В сб.: Микроэлементы в почвах Терско-Кумской низменности Дагестана. Махачкала, 1981: 125-138.
10. Г е р т м а н  А.М.,  П а п у н и д и  К.Х. О незаразной патологии крупного рогатого скота при загрязнении окружающей среды тяжелыми металлами. С.-х. биол., 2004, 4: 85-88.
11. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. М., 1983.
12. П л о х и н с к и й  Н.А. Биометрия. М., 1970.
13. Я р у л и н а  Н.А. Общий запас фитомассы в луговых и пустынных ландшафтах дельты Терека. В сб.: Биологическая продуктивность ландшафтов равнинной зоны Дагестана. Вып. 2. Махачкала, 1978: 28-33.
14. Я р у л и н а  Н.А. Первичная биологическая продуктивность почв дельты Терека. М., 1983.
15. К о в а л ь с к и й  В.В. Геохимическая экология. М., 1974.
16. К о в а л ь с к и й  В.В. Геохимическая среда, микроэлементы, реакция организмов. Тр. Биогеохимической лаборатории, 1991, 22: 5-23.
17. S o o n  V.K.,  B a t e s  T.E. Chemical pool of Cd, Ni and Zn in polluted soil and some preliminary indications of their frailabilitу to plants. J. Soil Sci., 1982, 33(3): 477-488.

 

ABOUT PROVISION OF THE FODDER CROPS WITH ZINC IN FLAT ZONE OF THE REPUBLIC OF DAGESTAN

M.M. Dzhambulatov, Z.G. Magomedaliev, A.Z. Magomedaliev, A.A. Aliev

In hay harvest of fodder crops of 25 main types associations and individual plant species in different Dagestan regions the authors investigated the zinc content in connection with edaphic factors and season dynamics. The correlation coefficient was determined between the zinc content in soils and in plants. The zinc accumulation in fodder crops are discussed in connection with the requirements concerning the provision of the animals rations with this microelement.

Key words: zinc, vegetation, soil, agrocenosis, correlation.

ФГОУ ВПО Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия, 367032 Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, 180, e-mail: dgsha@xtreem.ru

Поступила в редакцию 24 ноября 2009 года

 

Оформление электронного оттиска

От эксперимента — к практике Всероссийский НИИ селекции и семеноводсва овощных культур Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Всероссийский НИИ cельскохозяйственной биотехнологии РАСХН Биотехнический научно-экспериментальный комплекс "ГосНИИсинтезбелок"