Мультизональная оценка влияния пробиотических препаратов на основе апатогенных бацилл на молочную продуктивность и качество молока

ТИШКОВ С.Н.

Новосибирский государственный аграрный университет

Введение.

В связи с принятием Федерального Закона Российской Федерации «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 03.08.2018 № 280-ФЗ [1] остро встал вопрос о создании и размещении территориальных комплексов по производству органической продукции.

Важной стороной успешной работы таких комплексов будет являться применение органически чистых и безопасных препаратов для повышения продуктивности и качества получаемой продукции [2, с. 47−54; 3, с. 244]. Ведущим направлением в этой задачи является использование пробиотических препаратов на основе апатогенных бацилл [4, с. 85- 95; 5, с. 60−66].

Микроорганизмы, входящие в состав данных препаратов обладают не только антагонистическим действием на патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, но и выраженным метаболическим эффектом [6, с. 110−115; 7, с. 10−12]. Компоненты препаратов данного класса являются продуцентами 5-окситриптамина (серотонина) и могут улучшать нервно-психическое состояние животных [8, с. 3595−3599; 9, с. 94−98].

Однако препараты данного не всегда имеют одни и те же эффекты по отношению к хозяйственно значимым клиническим показателям животных. Поиск возможных причин подобного эффекта — первостепенная задача, поставленная перед ветеринарами Российской Федерации. В связи с чем, цель нашего исследования произвести сравнительную оценку результатов собственных исследований и других авторов по действию пробиотических препаратов на основе апатогенных бацилл на количественные и качественные показатели молочной продуктивности коров.

Методика исследований.

Произведена сравнительная оценка результатов собственных исследований и других авторов по действию пробиотических препаратов на основе апатогенных бацилл на количественные и качественные показатели молочной продуктивности коров. В данной статье освещены результаты собственной работы, проведенной в следующих организациях:

1. АО ПЗ «Учхоз Тулинский» Новосибирского района Новосибирской области по изучению пробиотического препарата ветом 1 с Bacillus subtilis штамма DSM 32 424 в своем составе (площадка 1);

2. ЗАО «Степное» Искитимского района Новосибирской области по изучению пробиотического препарата ветом 1 с Bacillus subtilis штамма DSM 32 424 в своем составе (площадка 2);

3. ЛПХ «Пекушовых» Кочковского района Новосибирской области по изучению пробиотического препарата ветом 1 с Bacillus subtilis штамма DSM 32 424 в своем составе (площадка 3);

4. ООО «Красносельское» Чановского района Новосибирской области по изучению пробиотического препарата ветом 1 с Bacillus subtilis штамма DSM 32 424 в своем составе (площадка 4);

Также в исследовании освещены результаты работ других авторов, проведенных в следующих организациях:

5. ФГУП Э/Х «Кленово-Чегодаево» Подольского района Московской области (в настоящее время — территория г. Москва) (площадка 5) [10, с. 29−32];

6. СХПК «Племзавод Майский» Вологодского района Вологодской области (площадка 6) [11, с. 19−22];

7. ООО «Ермоловское» Лискинского района Воронежской области (площадка 7) [12, с. 23−26];

8. СПК-колхоз «Герой» Чекмагушевского района Республики Башкортостан (площадка 8) [13, с. 37−41];

9. КФХ ИП «Шамшукаев Р. Я.» Камышловского района Свердловской области (площадка 9) [14, с. 82−85];

10. ОАО «Румянцевское» Дальнеконстантиновского района Нижегородской области по изучению пробиотического препарата на основе Bacillus subtilis (площадка 10) [15, с. 38−40];

11. ФГУП «Троицкое» Троицкого района Челябинской области (площадка 11) [16, с. 9−11].

Создание географической карты исследований геохимическим типам структурно-вещественных геодинамических комплексов проводилось по [17, с. 55−66].

Факторное изучение корреляционных зависимостей проводилось расчетом коэффициента корреляции Чупрова. Достоверность коэффициента корреляции устанавливалась по t-критерию Стьюдента. Математическая обработка данных проводилась в программе Microsoft Office Excel [18, c. 133−140].

Результаты исследований.

Согласно результатам исследований установлено, что на всех 11 площадках пробиотические препараты на основе апатогенных бацилл повышают надои молока у коров (рис. 1). Массовая доля жира в большинстве экспериментов достоверно повышается, кроме результатов в Московской, Воронежской и Челябинской областей (рис. 1).

Массовая доля белка повышается под действие пробиотических препаратов лишь в Башкирии, Свердловской области и на части площадок Новосибирской области (рис. 1). Такая неоднородность данных в купе с тем, что отличные результаты нередко регистрировались на географически близких друг другу территориях, говорит о выраженном географическом эффекте действия пробиотических препаратов на показатели молочной продуктивности.

Все изучаемые площадки относятся к Циркумбореальной области Голарктического царству при флористическом районировании и Кругобореальной подобласти Голарктической области при фаунистическом (зоогеографическом) районировании. Таким образом, фактор растительного рациона и животных, обитающих на данных территориях, не является значимым.

Площадка 1 расположена в 50 км от Новосибирска, площадка 2 — в 100 км, площадка 3 — в 200 км, площадка 4 — в 400 км. Кленово-Чегодаево (площадка 5) находилось в 75 км от московской кольцевой дороги, а в настоящее время — часть г. Москва. Площадка 6 находится непосредственно за г. Вологда, площадка 7 — в 115 км от Воронежа, площадка 8 — в 111 км от мегаполиса Уфы, площадка 9 — в 130 км от Екатеринбурга, площадка 10 — в 55 км от Нижнего Новгорода, а площадка 11 — в 120 км от Челябинска.

Таким образом, площадки, где не фиксировалось под действием пробиотика повышение концентрации жира в молоке, находятся на различном расстоянии от своих мегаполисов. Однако, повышение белка в молоке под действием пробиотиков присуще территориям, находящимся на значительном (более 100 км) расстоянии от мегаполиса. Следовательно, присутствует географико-социальный аспект во влиянии пробиотиков на основе апатогенных бацилл на качественные и количественные показатели молочной продуктивности коров.

Также нашей проверке подверглось геохимическое распределение элементов в почве и грунтовых водах на предмет влияния на результат применения пробиотиков в молочном скотоводстве (рис. 2). По результатам этой проверки установлено, что площадки, где не фиксировалось повышение белка в молоке под действие пробиотиков на основе апатогенных бацилл, относятся следующим геохимическим типам структурно-вещественных геодинамических комплексов:

СЛХ1 – Манганец-барий-поли- металлическая ассоциация (площадки 2 и 10), ЛХС1 – Фосфор-титан-полиметаллическая ассоциация (площадки 5 и 7), Л6 – Литий-бериллиевая ассоциация (площадка 11) и ХЛ2 – Золото-уран-металлоидная ассоциация (площадка 9). Площадки, где фиксировалось повышение белка в молоке под действие пробиотиков на основе апатогенных бацилл относятся следующим геохимическим типам структурно- вещественных геодинамических комплексов: Л8 –Щелочноземельная ассоциация (площадки 3 и 4), ХЛ4 – Редкоземельно-полиметаллическая ассоциация (площадки 8), СХЛ3 – Ванадий-медь-урановая ассоциация (площадка 1) и ЛХС2 – Молибден-ванадий-висмутовая ассоциация (площадка 6).

Таким образом, наиболее потворствуют наработке в молоке белка под действием пробиотиков геохимические провинции со слабо щелочно- и редкоземельным профилем и богатые ванадием. А препятствуют этому эффекту провинции с избытком марганца, лития и бериллия.

Щелочные металлы включают как макроэлементы, облигатно необходимые животным и микроорганизмам (магний, кальций), так и их прямые конкурентные биохимические антагонисты (стронций и барий), которые живые организмы могут дифференцировать от химических аналогов. Редкоземельные элементы практически не участвуют в биохимических реакциях ввиду того, что это огромная группа металлов химически практически неотличима.

Ванадий является микроэлементом, необходимым для животных, выраженный синергизм которых по отношению к пробиотикам на основе апатогенных бацил может более детально раскрыть механизмы взаимодействия между макроорганизмом и его микрофлорой.

Марганец является микроэлементом для животных, при этом, являясь конкурентным антагонизмом железу – микроэлементу для животных и макроэлементу для микроорганизмов. Вероятно, более низкие показатели молочной продуктивности в регионах с избытком этого элемента связаны именно с антагонизмом железу.

Литий и бериллий традиционно относятся к неэссенциальным микроэлементам у животных. При этом ионы бериллия малорастворимы в воде и его негативное действие мало может повлиять на животное в провинциях с избытком этого минерала.

Отсутствие эффекта на жирность молока фиксировали на площадке 5, однако на площадке 7, того же комплекса подобного эффекта не фиксировалось.

К «стимуляторам» жирности молока можно отнести медь, а белка – фосфор, селен и титан.

Нами были выявлены химические элементы, чей избыток препятствует или потворствует возможности пробиотикам на основе апатогенных бацилл улучшать качество молока (см. таблицу). Наиболее негативный эффект, отрицательно сказывающийся на процентном содержании белка и жира в молоке, проявляет литий.

Этот элемент обладает обратной полной зависимостью к изучаемым показателям продуктивности. Также способствует понижению качеств молока (содержанию белка и жира) при применении пробиотиков марганец. Данный элемент обладает также обратной корреляционной зависимостью, однако, уже средней напряженности. Негативно влияют на жирность в молоке также достоверно бериллий, а на белок – фтор, молибден и золото.

Таким образом, нами была сформирована карта перспективного использования пробиотиков на основе апатогенных бацилл в молочном скотоводстве (рис. 3). Как видно из этой карты, к высоко благоприятным зонам для использования пробиотиков относятся:

1) Юг Западной Сибири в междуречье Оби и Иртыша на территории Новосибирской и Омской областей;

2) Средняя Волга и Прикамье на территории Башкирии, Татарстана, Удмуртии, Ульяновской и Самарской областей;

3) Нижняя Волга на территории Саратовской, Астраханской и Волгоградской областей;

4) Северо-запад на территории Костромской, Ярославской, Вологодской, Новгородской и частей Псковской и Ленинградской областей;

5) Также отдельными небольшими областями являются горный Крым, Калинингадская область и восток Еврейской автономной области.

Геохимия присоединенного Крыма (не показан на карте) не богата на «токсичные» для пробиотиков элементы – марганец, бериллий, молибден и золото. Гористая часть этой территории богата медью, синергидной по отношению к пробиотикам. Поэтому данную территорию можно отнести к благоприятным для применения пробиотиков на основе апатогенных бацилл.

Малоблагоприятными для использования пробиотиков является большая часть Центрального Федерального округа, кроме упомянутых Ярославской и Костромской областей, а также кроме Орловской, Липецкой областей и зоны между Рязанью, Иваново, Москвой и Владимиром, которые от- носятся к геологическим типам, на территории которых не изучено действие таких препаратов.

Также крупными неблагоприятными зонами являются Кондинская низменность, Минусинская группа районов Красноярского края и центральная часть Иркутской области. Небольшие зоны малоблагприятного влияния на пробиотики имеются на Северо-Западе России, в Западной Сибири (присалаирье) и на Дальнем Востоке (в Амурской области, Еврейской автономной области и Приморском крае).

Неизученными остаются зоны Кавказа и Урала, Краснодарского края и Ростовской области, Алтай и центральная зона Красноярского края, Забайкалье и Приморье.

Заключение.

Пробиотики на основе апатогеных бацилл повышают надои и жирность молока в независимости от географического региона России.

Повышение массовой доли белка в молоке под действием пробиотиков на основе апатогенных бацилл коррелирует с геохимическими типами структурно-вещественных геодинамических комплексов.

Наиболее выраженные изменения регистрировались в щелочно- и редкоземельных геохимических провинциях и в провинциях, обогащенных ванадием. Отсутствие влияния на массовую долю белка регистрировалось в провинциях с избытком марганца, лития и бериллия. Отрицательно к жиру и белку в молоке при применении пробиотиков на основе апатогенных бацилл коррелируют избыточное содержание в биогеохимической провинции лития и марганца, к жиру — бериллия, к белку — фтора, молибдена и золота.

При применении пробиотиков на основе апатогенных бацилл положительно коррелирует к жиру в молоке избыточное содержание в биогеохимической провинции меди, белку — фосфора, селена и титана.

Прогнозируется благоприятное использование пробиотиков на основе апатогенных бацилл в междуречье Оби и Иртыша, на Нижней и Средней Волге и Прикамье, а также на северо-западе России.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федеральный Закон Российской Федерации «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 03.08.2018 № 280-ФЗ (ред. 03.08.2018) http:// www.consultant.ru.

2. Применение биологически активных веществ для увеличения скорости роста позвоночных животных / Д. В. Кропачев [и др.] // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. — 2016. — № 3 (250). — С. 47−54.

3. Ноздрин Г. А. / Научные основы применения пробиотиков в птицеводстве / Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. — 2005. — Т. 224. — С. 224.

4. Ноздрин Г. А., Иванова А. Б., Ноздрин А. Г. / Теоретические и практические основы применения пробиотиков на основе бацилл в ветеринарии // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. — 2011. — Т.5.- № 21.-С.87−95.

5. Использование разработанных препаратов БАВ для защиты человека, животных и перспективных при получении экологически чистых продуктов питания рыбоводства / Ю. С. Аликин [и др.] // Рыбоводство и рыбное хозяйство. — 2018. — № 9 (152). — С. 60−66.

6. Иванова А. Б., Ноздрин Г. А. / Фармакологическая коррекция продуктивности птицы с использованием пробиотиков // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. — 2008. — № 5. — С. 110−115.

7. Профилактическая и ростостимулирующая эффективность жидких форм ветомов при применении их новорожденным телятам / Г. А. Ноздрин [и др.] // Достижения науки и техники АПК. — 2012. — № 10. — С. 60−62.

8. Tishkov S.N., Nozdrin G.A., Nozdrin A.G., Barsukova E.N., Novik Ya.V. / The Effect of the Vetom 1.23 Probiotic and Narrow-Band (465−480 Nm) Radiation on the Linear Morphological Structure of Liver Acina in Mice // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering 2019. Vol. 9. Iss. 2. P. 3595−3599.

9. Тишков С. Н., Ноздрин Г. А. /Хронофармакологические особенности влияния пробиотика ветом 1.23 и синего света на линейную морфоструктуру печеночных долек у мышей // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. — 2013. — № 4 (29). — С. 94−98.

10. Влияние скармливания рационов, обогащенных пробиотиками на основе спорообразующих бактерий на молочную продуктивность и обмен веществ новотельных коров / М. Г. Чабаев [и др.] // Молочное и мясное скотоводство. — 2016. — № 4. — С. 29−32.

11. Продуктивность крупного рогатого скота при обогащении рационов пробиотическим препаратов / Р. В. Некрасов [и др.] // Молочное и мясное скотоводство. — 2016. — № 7. — С. 19−22.

12. Романов В. Н., Воробьева С. В., Девяткин В. А. / Оптимизация пищеварительных и обменных процессов в организме крупного рогатого скота с применением биологически активных веществ // Достижения науки и техники АПК. — 2013. — № 3. — С. 23−26.

13. Гатаулин Н. Г., Юсупов Р. С., Е Семьянова.С. / Технологические свойства молока при включении в рацион коров пробиотика «Биодарин» // Вестник БГАУ. — 2016. — № 2. — С. 37−41.

14. Валитова А. А., Миронова И. В., Файзулин И. М. / Повышение качества молока коров черно-пестрой породы за счет применения пробиотической добавки ветоспорин-актив // Изв. Самарской гос. сельхоз. Академии. — 2014. — № 1. — С. 82−85.

15. Пробиотик нового поколения в кормлении коров / Р. В. Некрасов [и др.] // Достижения науки и техники АПК. — 2013. — № 3. — С. 38−40.

16. Барашкин М. И., Баркова А. С. / Новый подход в охране здоровья вымени и повышении качества молока // Аграрный вестник Урала. — 2015. — № 10−2 (105). — С. 9−11.

17. Геохимичесая карта России — принципы составления и металлогенические следствия / О. В. Петров [и др.] // Региональная геология и металлогения. — 2013. — № 55. — С. 55−66.

18. Воскобойников Ю. Е., Тимошенко Е. И. / Математическая статистика с примерами в Excel: учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп — Новосибирск: Изд-во НГАСУ (Сибстрин), 2006. — 152 с.

Tishkov S.N.

Novosibirsk State Agrarian University

Keywords: probiotic, apatogenic bacilli, physical-geographical country, physical-geographical province, factor analysis, correlation, structural-material (geodynamic) complex, milk yield, mass fraction of fat in milk, mass fraction of protein in milk.

A comparative assessment of their own research, and the work of other authors on the effect of probiotic preparations based on apatogenic bacilli on the qualitative and quantitative indicators of milk productivity of cows in various physiographic provinces and structural-material (geodynamic) complexes of Russia was made.

Identified and characterized by geochemical and social parameters of the territory where various effects on the concentration of protein and fat in cow’s milk were observed. Chemical elements have been identified that condone and prevent the intensive accumulation of protein in cow’s milk under the action of probiotic preparations based on pathogenic bacilli. Probiotics based on pathogen-free bacilli increase milk yield and milk fat, regardless of the geographical region of Russia.

An increase in the mass fraction of protein in milk under the influence of probiotics based on apatogenic bacilli correlates with geochemical types of structurally-material (geodynamic) complexes. The most pronounced changes were recorded in alkaline and rareearth geochemical provinces and in provinces enriched in vanadium. The absence of influence on the mass fraction of protein was recorded in provinces with an excess of manganese, lithium, and beryllium.

Negative to fat and protein in milk when using probiotics based on apatogenic bacilli correlate the excess content in the biogeochemical province of lithium and manganese, to fat - beryllium, to protein – fluorine, molybdenum and gold.

When using probiotics based on apatogenic bacilli, the excess content in the biogeochemical province of copper, the protein phosphorus, selenium and titanium correlates positively with fat in milk. The beneficial use of probiotics based on apatogenic bacilli is predicted in the interfluve of the Ob and Irtysh rivers, on the Lower and Middle Volga and Prikamye, as well as in north-western Russia.

The mass fraction of protein in milk under the action of probiotics based on apatogenic bacilli also highly correlates with the topology of the territory of the agro-industrial enterprise of a relatively highly urbanized metropolis.