CC BY
0
УДК 636.034
БИОИНФОРМАЦИОННАЯ ЦИФРОВИЗАЦИЯ В МОЛОЧНОМ СКОТОВОДСТВЕ Л.Д. Самусенко, кандидат биологических наук, доцент, доцент А.В. Мамаев доктор биологических наук, профессор, профессор E-mail: [email protected] Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина
Аннотация: при изучении возможностей внедрения современных цифровых технологий в сельском хозяйстве и в частности - в молочном скотоводстве, многие ученые делают вывод о том, что ее итогом должно стать формирование общей цифровой информационной среды, которая будет способствовать осуществлению обмена информацией в режиме реального времени. Использование современных цифровых технологий в молочном скотоводстве позволит оперативно вести учет молочной продуктивности, своевременно и в более полной мере реагировать на изменения здоровья коров, эффективно планировать процесс воспроизводства стада, прогнозировать продуктивность и продолжительность использования коров. Одним из перспективных направлений развития цифровизации молочного скотоводства является использования свойств биоэнергетических систем путем получения значений параметрирования биологически активных центров расположенных на поверхности тела животных, что позволяет делать прогноз продуктивности животных, оценивать их функциональное состояние.
Ключевые слова: цифровизация молочного скотоводства, биоэнергетические системы.
BIOINFORMATIC DIGITALIZATION IN DAIRY CATTLE BREEDING
L.D. Samusenko, Candidate of biological science, department of private animal husbandry and breeding A.V. Mamaev, Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department Orel State Agrarian University named after N. V. Parahina
Annotation: When studying the possibilities of introducing modern digital technologies in agriculture and in particular in dairy cattle breeding, many scientists conclude that its result should be the formation of a common digital information environment that will facilitate the exchange of information in real time. The use of modern digital technologies in dairy cattle breeding will allow you to promptly keep records of dairy productivity, respond in a timely manner and more fully to changes in cow health, effectively plan the reproduction process of the herd, predict the productivity and duration of use of cows. One of the promising directions for the development of digitalization of dairy cattle breeding is the use of the properties of bioenergetic systems by obtaining parameterization values of biologically active centers located on the surface of the animal body, which makes it possible to make a forecast of animal productivity, assess their functional state.
Keywords: digitalization of dairy cattle breeding, bioenergy systems
Основная цель цифровой трансформации сельского хозяйства - создание условий для обеспечения технологического прорыва в АПК и достижения роста производительности на «цифровых» сельскохозяйственных предприятиях. Молочное скотоводство является одним из важнейших элементов в структуре агропромышленного комплекса. Отрасль вносит значительный вклад в обеспечение продовольственной безопасности страны и должна соответствовать современным требованиям, быть конкурентоспособной на внутреннем и внешнем рынках. Использование современных цифровых технологий в молочном скотоводстве позволит оперативно вести учет молочной продуктивности, своевременно и в более полной мере реагировать на изменения здоровья коров, эффективно планировать процесс воспроизводства стада, прогнозировать продуктивность и продолжительность использования коров. Применение цифровых технологий в молочном скотоводстве позволит повысить интенсивность использования технологического оборудования, снизить трудовые и материальные затраты. Искусственный интеллект: онлайн-мониторинг производства молока, контроль стада (Dairy Plan, Smax Tec), включающий вопросы воспроизводства, болезней и выбытия скота, а также составление аналитических отчетов и прогнозов расхода кормов, себестоимости и рентабельности молока, выявление низко продуктивных животных, а также составление системы мотивации персонала позволяет увеличить рентабельность производства в среднем на 9 %. Применение цифровых технологий позволит решать задачи связанные с проведением бонитировочных работ со скотом, с обработкой и представлением данных в электронном виде в соответствующие организации; с внедрением технологий и оборудования бесконтактного дистанционного контроля поведения животных; с созданием комплекса датчиков и программно-аппаратных средств для оценки физиологического состояния и лечения животных; с разработкой приборов для автоматизированного контроля качества молочного сырья в режиме on line (белок, жир, соматические клетки, электропроводность и др.); c созданиеv приборов и оборудования для определения соотношения жировой, мышечной и костной ткани на основе биоэлектрического импедансного метода. Создание ДНК-паспортов животных требует разработки методов и тест-систем, позволяющих с высокой точностью проводить генетическую дифференциацию пород, типов и линий животных. Разработанные системы характеризуются высокой точностью (свыше 99%) и являются
единственным способом контроля происхождения потомства, получаемого в России от завоза импортного семени [1,2,3].
Важная задача в молочном скотоводстве является клеточный анализ сырого молока, ведь на качество продукции можно повлиять и на клеточном уровне. В России и в мире до сих пор не существовало прибора, который бы одновременно анализировал соматические клетки и общую бактериальную обсемененность (один из важнейших показателей микрофлоры) в сыром молоке. Эти данные позволяют быстро и максимально точно определить качество продукта, чтобы в дальнейшем производителю исключить попадание на рынок неподходящего по определенным требованиям товара.
В связи с вышесказанным одним из перспективных направлений развития цифровизации молочного скотоводства является использования свойств биоэнергетических систем путем параметрирования биологически активных центров позволяет делать прогноз продуктивности животных, оценивать их функциональное состояние. В качестве легко доступных сенсорных датчиков отражающих функциональное состояние организма предлагается использовать расположенные на поверхности тела животных ПЛБАЦ, которые по своей сути, осуществляют связь внутренней средой организма с окружающим пространством. Казеевым В.Г. на поверхности тела коров были идентифицированы поверхностно локализованные биологически активные центры (ПЛБАЦ), обладающие определенной биоэлектрической активностью измеряемой в виде потенциалов. Свойства ПЛБАЦ свидетельствуют о наличии в животном организме энергоинформационной системы, в определенном смысле приближенной к современным понятиям энергообмена и сигналинга в биологии. В этом случае ПЛБАЦ можно рассматривать как участок тела характеризуемые как «вход - выход энергии» [5].
Проведенные исследования ряда авторов показывают, что показатели параметрирования биоэнергоинформационной системы ПЛБАЦ организма можно использовать в качестве критерия для оценки физико-химических показателей молока коров (содержание и состав жира). Так, при увеличении среднего уровня биопотенциала ПЛБАЦ животных на 21,82 мкА, содержание жира в молоке повышается в среднем на 1,17 % при увеличении общего количества полиненасыщенных жирных кислот - на 2,2 % .
Биоинформационные свойства ПЛБАЦ успешно используют для оценки качества получаемого молока - сырья, которые применяют в рамках ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий. В работах Мамаева А.В., Лещукова К.А, Родиной Н.Д., Меркуловой С.С. (2011) указывается, что по уровню биопотенциала ПЛБАЦ можно установить степень качества молока, определяемая показателями живой массы животного, удоя, жира, белка, сухого вещества, СОМО. Так, при уровне биопотенциала 15,4 мкА -определяют низкую степень качества, при 25,6 мкА - высокая степень качества (патент на изобретение №2431830). В литературе также описывается способ оценки санитарно- гигиенического состояния молока определяемого такими показателями, как количество соматических клеток, количество мезофильных аэробных и факультатвно- анаэробных микроорганизмов в 1 см3 молока, путем измерения уровня биопотенциала в определенных ПЛБАЦ коров. При значении среднего уровня биопотенциала ПЛБАЦ 32,8 мкА молоко относят к высшему сорту, при значении выше указанного показателя - к первому сорту (патент на изобретение №2532371). Описан способ определения термоустойчивости молока, позволяющий до выдаивания коровы, отнести получаемое молоко к определенной группе по термоустойчивости. Так, при среднем значении биопотенциала ПЛБАЦ коров на уровне 25 мкА молоко относят к 5 группе термоустойчивости, а при значении 25,1- 30,0 мкА -к 4 группе, при 30,1-35,0мкА - к 3 группе, 35,1-40,0 - к 2 группе, при значении 40,1- мкА и более - к 1 группе.
Ранняя диагностика мастита является одной из основных проблем в молочном скотоводстве. Применение биоэнергетического парметрирвования позволит на ранних стадиях развития паталогии диагностировать функциональное состояние молочной железы (мастит) используя показатели уровня биопотенциала ПЛБАЦ, при значении среднего уровня биоэлектрического потенциала - 51,96мкА диагностируют наличие субклинической формы мастита [7].
Показатели биоэнергетического параметрирования применяют для оценки воспроизводительной способности быков- производителей. При значении средних показателей 78,1 мкА определялась низкая, а от 78,1 до 79,2 мкА высокая воспроизводительная способность быков- производителей оцениваемая по показателям объема эякулята, количества спермодоз в эякуляте, подвижность нативных спермией, подвижность деконсирвированных гамет, выживаемость, и оплодотворяемость коров (патент на изобретение №2282395). Также описан способ диагностики функциональных нарушений репродуктивной функции коров, в котором авторы предлагают использовать показатели измерения уровня биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ коров сопряженных с репродуктивной системой. Так, авторы установили, что за два дня до осеменения и при значении 41 мкА можно диагностировать функциональные нарушения репродуктивной системы животных [4,8,9]. Для оценки качественного состава молока коров (количество альбуминов, кальция, фософра и др). При применении методов акупунктурного воздействия на ПЛБАЦ - лазеропунктура, электропунктура и химического воздействия наблюдается повышение среднего уровня биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ коров в среднем на 47,3 %, при одновременном увеличении доли сухого вещества в молоке - на 19,1%; при электропунктурном воздействии - на 41,6% и 8,65%; при химическом воздействии (перцовый пластырь) - на 31,8% и 4,2%, соответственно [6,10,11,12].
Таким образом, использование биоинформационных систем организма как элементов цифровой композиции в молочном скотоводстве является одной из приоритетных современных задач по развитию
отрасли установленных Минсельхозом. Цифровая трансформация отрасли позволит значительно повысить производительность труда, качество и количество животноводческой продукции, а также прогнозировать уровень продуктивности коров.
Литература:
1. Загидуллин Л.Р., Хисамов Р.Р., Шайдуллин Р.Р. Цифровизация молочного скотоводства на примере системы роботизированного доения/ Л.Р.Загидуллин, Р.Р.Хисамов, Р.Р.Шайдуллин// Machinery and technologies in livestock. 2021. № 4(44). 17-21.
2.Буклагин Д.С. Цифровые технологии и системы управления в животноводстве // Техника и технологии в животноводстве. 2020. № 4(40). С. 105-112.
3. О перспективах цифровизации животноводства / Федоров А.Д. и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2019. № 1. С. 127-131.
4.Самусенко, Л.Д. Разработка технологии биоэнергетической оценки быков производителей с разным качеством семени/ Л.Д. Самусенко, А.В. Мамаев, О.А. Мамаева //Вестник аграрной науки. 2023.№ 2 (10 ). С. 102-109.
5.Самусенко, Л.Д. Комплексная биоэнергетическая оценка продуктивного потенциала крупного рогатого скота и овец: монография / Л.Д. Самусенко, А.В.Мамаев.- Орел: изд-во ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, 2020.- с 162с. ISBN 978-5-93382-347-6.
6.Патент 2431830, МПК G01N33/04. Способ определения качества молока / Мамаев А.В., Лещуков К.А, Родина Н.Д., Меркулова С.С.: патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет".-заявка № 2010122610/15, заявлено 02.06.2010; опубл. 20.10.2011, Бюл.№ 29.- Текст: непосредственный.
7. Патент RU 2150881 Способ диагностики маститов у коров / Мамаев А.В., Гуськов, А.М., Белкин Б.Л., Баранов Ю.Н. Щепелев А.Н., Ланская Н.В.: патентообладатель Орловская государственная сельскохозяйственная академия. - заявке №99108597, заявлено 26.04.1999; опубл. 20.06.2000, Бюл. №17.-Текст: непосредственный.
8.Патент RU 2282395 Способ оценки воспроизводительной способности быков- производителей/ Мамаев А.В., Клеусов В.Г., Баранов Ю.Н., Лещуков К.А.: патентообладатель ФГБОУ ВПО Орловский государственный аграрный университет.- заявка № 2004123065, заявлено 27.07.2004; опубл. 27.08.2006, Бюл. №24.- Текст: непосредственный.
9.Патент RU 2292133 Способ определения типов высшей нервной деятельности у быков-производителей/ Мамаев А.В., Баранов Ю.Н, Тюриков Б.М., Гальянов И.В., Лещуков К.А.: патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ).- заявка № 2005113339, заявлено 03.05.2005; опубл. 27.01.2007.- Текст: непосредственный.
10. Патент RU 2431830 Способ определения качества молока/ Лещуков К.А., Родина Н.Д., Меркулова С.С.: патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ).- заявка № 2010122610, заявлено 02.06.2010; опубл. 20.10.2011, Бюл. №29. Текст: непосредственный.
11.Патент RU 2532371 Способ оценки санитарно-гигиенического состояния молока/ Лещуков К.А., Мамаев А.В., Красюк Ю.Ю.: патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ).- заявка № 2013116680, заявлено 11.04.2013; опубл. 10.11.2014, Бюл. №31.- Текст: непосредственный.
12.Патент RU 2576508 Способ определения термоустойчивости молока/ Лещуков К.А., Мамаев А.В., Красюк Ю.Ю.; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный Университет" (RU).- заявка № 2015111748/15; заявлено 31.03.2015; опубл. 10.03.2016, Бюл. №7.- Текст: непосредственный.
