Химический состав растительных кормов зависит в значительной мере от химического состава почвы. При бедности почв минеральными элементами не только понижаются урожаи кормовых и других сельскохозяйственных культур, но и содержание в них отдельных питательных веществ не отвечает потребностям животных. Химический состав почвы влияет на состав вод, особенно грунтовых, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
В состав живых организмов входит большое количество известных нам химических элементов, или так называемых макроэлементов (углерод, водород, азот, сера, фосфор, калий, кальций, магний, натрий, железо). Большую часть этих элементов животные получают с кормом. Так, недостаток в почве солей кальция и фосфорной кислоты ведет к обеднению ими кормовых растении, что может при использовании их в корм животным вызвать нарушение минерального обмена веществ, ряд специфических заболеваний костной системы, понижение воспроизводительных функций и продуктивности животных.
Недостаток натрия в почве, а, следовательно, и в корме, собранном с нее, вызывает у животных уменьшение аппетита, снижение отложения белка, резкое угнетение центральной нервной системы и расстройство деятельности сердца.
Почва и произрастающие на ней растения служат также источниками микроэлементов, содержание которых в организме составляет тысячные, десятитысячные и меньшие доли процента.
Начало изучения биологической роли микроэлементов было положено в 1891 г. акад. В. Н. Вернадским, который является основателем Биогеохимии — науки о связи химического состава земной коры со всеми живыми организмами. Изучение распределения микроэлементов в почве, воде и живых организмах продолжено учениками акад. В. II. Вернадского: акад. А. П Виноградовым, Я. В. Пейве, В. В. Ковальским и др., создавшими учение о «биогеохимических провинциях»; Биогеохимическими провинциями называются области с резким недостатком или избытком того или другого микроэлемента в почвах и водах. Это учение позволило понять сущность ряда заболеваний животных и человека, обусловленных составом почв, вод, кормов н продуктов питания. Такие заболевания человека и животных носят название биогеохимических эндемий. Энзоотические болезни обмена веществ у животных, вызываемые недостатком или избытком микроэлементов, распространены в различных зонах СССР.
К настоящему времени недостаточность йода в почве, воде и растениях, а, следовательно, и недостаточное поступление его в организм животных установлена в ряде районов нечерноземной полосы СССР, простирающейся от берегов Балтики до Тихого океана, а также в высокогорных и некоторых других районах страны. Зоны йодной недостаточности чаще связаны с дерново-подзолистой, подзолистой, песчаной и торфяной почвой, которые содержат. В районах с недостатком йода в почве и воде у животных возникают’ заболевания, называемые гипотериозом и зобом.
В большинстве зон нечерноземной полосы СССР с торфяно-болотной и подзолистой почвой наблюдается недостаток кобальта. Особенно большой дефицит кобальта в Латвийской ССР, Ярославской области и в других районах нечерноземной зоны. Недостаточное поступление кобальта с кормом у овец, крупного рогатого скота и других животных вызывает кобальтозы («сухотка») в виде гипо- и авитаминоза В12.
В нечерноземной зоне, Полесье и в Прибалтийских республиках па кислых болотистых почвах отмечается резкий недостаток меди. Дефицит меди в кормах вызывает у крупного рогатого скота и овец купроз, сопровождающийся лизухой (извращение вкуса и аппетита) .
В северо-западном Прикаспии, Терско-Сулакско-Кумской низменности на территории Дагестанской и Чечено-Ингушской АССР — лугостепные, солончаковые, глинистые, суглинистые и песчаные почвы отличаются пониженным содержанием меди и повышенным — свинца, молибдена и сульфатов. В этих районах наблюдается заболевание ягнят, козлят, жеребят и суягных овцематок под наименованием атаксия. В восточных же районах Башкирии в зоне, где встречаются степные сероземы, каштановые, горные с лесными подзолами и супесчаные почвы, обнаруживается высокое содержание меди (в 40 раз и больше). В результате избытка меди у животных нарушаются процессы кроветворения, снижение количества гемоглобина и числа эритроцитов, перерождение печени и прогрессирующее истощение.
Недостаток марганца наблюдается преимущественно в зонах торфяно-болотных почв и выщелоченных черноземов. В экспериментах на животных установлено, что недостаток марганца снижает процессы окисления, костеобразования, роста, полового созревания и размножения. Дефицит марганца в рационах птицы вызывает заболевание, называемое перозисом, а у подсвинков — хромоту.
Недостаточное содержание в почве и кормах селена служит одной из причин возникновения беломышечной болезни у молодняка сельско-хозяйственных животных.
В восточной части Забайкалья, в Амурской и Читинской областях (в горнотаежной, болотистой части) в бассейне рек Уров и Зея длительное время (с 1894 г.) наблюдается уровская или кашин-бековская болезнь среди людей и животных. Причина болезни связана с недостаточным содержанием в почве, воде и растениях кальция, йода и повышенным содержанием стронция и бария, обусловливающих нарушение минерального обмена.
В некоторых районах в почвах, растениях и воде встречается избыток бора. Много его в полыни и растениях семейства маревых; в злаках бора не отмечается. У животных бор накапливается в печени, мышцах, почках, головном мозге и в селезенке. К избытку бора чувствительны крупный рогатый скот и овцы. В большинстве случаев болезнь появляется при переводе животных для выпаса на участки с избыточным содержанием бора.
В Актюбинской области светло- и темно-каштановые почвы и вода обогащены никелем. В местной растительности (за исключением семейства злаковых) содержится никеля в 20 раз больше, чем в других зонах. Поедание животными таких растений приводит к накоплению никеля в коже, легких, гипофизе, шерсти и роговице глаза. В результате у крупного рогатого скота и овец развиваются кератиты, керато-конъюнктивиты, изъязвления роговицы и катаракта — объединяющиеся под общим названием «Никелевая слепота».
В районах Южного Урала и Тувинской АССР зарегистрировано заболевание животных, называемое алкалозом (щелочная болезнь) вследствие избытка в почве (свыше 4 мг) и кормах селена. Сущность болезни заключается в вытеснении селеном серы из аминокислот и других серосодержащих соединений в организме.
У животных наблюдается алкалоз крови и тканей, исхудание, анемия, выпадение шерсти, щетины, размягчение рогов и копыт из-за разрушения кератина, поражение суставов и нарушение функции сердца.
При избыточном содержании молибдена в почве и в растениях у крупного рогатого скота и овец наступает заболевание, называемое хроническим молибденовым токсикозом. Избыток молибдена встречается в месторождениях этого элемента, а также на щелочных, известковых почвах, содержащих растворимый подвижный молибден при выпасе животных на пастбищах, где содержание молибдена составляет 33—34 мг/кг сухого вещества растения, возникает молибденовый токсикоз, тогда как в местах, свободных от энзоотии, содержание молибдена в растениях не превышает 3—4 мг/кг. Характерно, что пастбищные растения после заморозков, а также сено, полученное с участков, богатых молибденом, не вызывают заболевания, очевидно, вследствие перехода молибдена в нерастворимые соединения.
Молибденовый токсикоз встречается в Армянской ССР, а также в ряде районов США, Англии и Австралии.
В районах, где почва и вода содержат повышенное количество фтора, у человека и животных наблюдается заболевание, называемое флюорозом. Чаще всего оно отмечается в районах, где имеются залежи фосфоритов. Заболевание проявляется в форме нарушения состояния эмали (пятнистость) и дентина зубов, а затем костей скелета. Это заболевание у животных может возникать также в виде острых отравлений вследствие запыления травостоя фтором в зонах алюминиевых заводов, использующих в качестве сырья криолит, или на пастбищах в районах строительства железных дорог, мостов и телеграфных линий, где для предохранения древесины от грибов применяют уролит, содержащий фтористый натрий. Недостаточное содержание в кормах и воде фтора предрасполагает к заболеванию кариесом зубов.
Советскими учеными за последние годы получены весьма ценные данные о том, что наряду с возникновением энзоотических заболеваний обмена веществ в биогеохимических провинциях наблюдается повышенная яловость маточного поголовья, снижение плодовитости, продуктивности и устойчивости животных к различным заболеваниям.
Таким образом, внесение в почву недостающих веществ (макро- и микроэлементов) в виде удобрений — необходимая мера не только агротехнического, но и гигиенического значения. Для обогащения почвы кальцием, фосфором, калием, магнием в нее вносят минеральные удобрения в виде аммиачной и калийной селитры, суперфосфата, извести и др.
Недостающие микроэлементы пополняются внесением в почву соответствующих микроудобрений. Например, в почвы, бедные медью, осенью под зяблевую вспашку вносят ипритные огарки (отход химической промышленности) вместе с фосфорными и калийными удобрениями из расчета 5 ц на 1 га через каждые пять лет. В почвы, бедные марганцем, вносят марганцевые удобрения в виде отходов марганцево-рудной промышленности из расчета 1,5—3 ц на 1 га, а при недостатке в почве кобальта — кобальтовое удобрение.
Для снижения содержания молибдена в пастбищном растительности в почву рекомендуют вносить сернокислый аммоний, для уменьшения в растениях селена — серу, а для предупреждения отравления бором в рацион животных добавляют сернокислую медь. При недостатке в почве и кормах тех или других микроэлементов их необходимо вводить в рацион животных.