CC BY
69
УДК 636:519.6:636.082.2
ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЕКЦИИ МОЛОЧНОГО
СКОТА
Н.И. Стрекозов, академик РАН
В.И. Чинаров, доктор экономических наук
Н.В. Сивкин, кандидат с.-х. наук
ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста
Д. С. Рябов, генеральный директор
ООО СПК «Малахово»
Е-mail: [email protected]
Аннотация. На основе использования цифровых технологий, позволяющих ежедневно контролировать состав молока, кормление телок и коров, живую массу, поведение, воспроизводство, здоровье и уровень продуктивности каждого животного, показано влияние этих факторов на продуктивные качества коров голштинской и айрширской пород на крупном автоматизированном комплексе при беспривязном способе содержания. Современные автоматизированные системы управления молочным стадом на базе реализованных цифровых технологий при кормлении, воспроизводстве, измерении живой массы при выращивании телок и лактирующих коров позволили в режиме реального времени получить исчерпывающую и точную информацию о стаде, необходимую для целенаправленной селекционной работы. Автоматизированный сбор и обработка данных в процессе доения является эффективным методом управления и ухода за каждой коровой в стадах средних и крупных размеров. Для улучшения состава и качества молока при разведении наиболее эффективный подбор обеспечивается при отклонении родительского индекса коровы (РИК) от средней продуктивности стада на уровне одной сигмы. Показано, как автоматическое взвешивание, включенное в систему управления стадом при мониторинге живой массы в период лактации, позволяет дать оценку уровня кормления, срока окончания транзитного периода в начале лактации и времени наступления положительного энергетического баланса в организме коровы. Предложено использовать этот параметр в качестве селекционного признака.
Ключевые слова: молочное скотоводство, цифровые технологии, селекционная работа.
В племенной работе наряду с проблемой определения селекционных приоритетов, заключающихся в выборе признаков и установления их оптимального уровня у коров и быков-производителей для получения максимального экономического эффекта, важное значение имеет получение достоверной и качественной информации о племенных животных за весь период жизни [1].
Только постоянный мониторинг состава молока, живой массы каждого животного, поведения животных, состояния их здоровья, уровня кормления и продуктивности позволяет дать объективную оценку селекционному процессу в стаде. Современные автоматизированные системы управления молочным стадом на базе цифровых технологий гарантируют полноту данных и предоставляют в режиме реального времени исчерпывающую
и точную информацию о стаде, затрагивающую все важные аспекты технологии производства молока [2].
Функционирование системы обеспечивается надежной идентификацией коров и точным сопоставлением данных о конкретном животном для обеспечения достоверности полученной информации. Исчерпывающая база данных по каждой конкретной корове содержит все входные данные системы: от информации, зарегистрированной автоматическими датчиками, до сведений, занесенных вручную. Таким образом, обеспечивается максимально полная информация по каждому животному в стаде. Автоматизированный сбор данных является единственным практически осуществимым методом управления и ухода за каждой коровой в стадах средних и крупных размеров.
Исследования проведены на крупном животноводческом комплексе с беспривязным способом содержания коров в комбибоксах без выгула и автоматизированной системой управления стадом, обеспечивающей учет показателей воспроизводства и процесса доения, удоя и содержания соматических кле-
Качество молока во многом определяет эффективность ведения отрасли [4] и тесно связано со степенью реализации продуктивных признаков коров в стаде. Одним из методов улучшения качества молока является целенаправленный подбор родительских пар.
Для эффективного принятия решений в селекционной работе необходимо учитывать огромное количество параметров и характеристик, которые должны быть упорядочены и приведены в нужный вид для упрощения их анализа и обеспечения максимальной эффективности и прибыльности ведения молочного скотоводства. Причем решать такие вопросы необходимо круглосуточно, каждый день необходимо достоверно знать, что может обеспечить успех работы. Датчики собирают важнейшие данные, которые затем просчитываются, анализируются и упорядочиваются системой. Например, постоянный анализ состава молока позволяет следить за здоровьем животных, а также оповещать о проблемах с питанием. Это помогает не только увеличивать производство молока, но и улучшать состояние здоровья стада и повышать показатели воспроизводства. Анализ
ток в молоке, двигательной активности коров и живой массы после каждого доения. Все животные стада получали полнорационную кормосмесь (таблица 1). Нормирование рационов - групповое в зависимости от возраста, физиологического состояния и продуктивности [3].
качества молока в связи с уровнем удоев коров-первотелок голштинской и айрширской пород выполнялся в высокопродуктивном стаде, где применяется круглогодовое однотипное кормление полнорационной кор-мосмесью.
Процесс доения является главным источником информации для принятия решений при управлении молочной фермой. Во время каждого сеанса доения система проводит сбор данных о надое молока, его составе, поведении коров, кривых интенсивности моло-коотдачи и показателях потока молока. Затем система преобразует эти данные в характеристики продуктивности для каждого животного в стаде. Эти цифры формируют основу для расчета отклонений от нормальной продуктивности, а также для оповещений о нарушениях продуктивности. При этом становится возможным контролировать потребность каждой отдельной коровы даже в самых больших стадах. В опыте показано, что уровень продуктивного потенциала коров, определенного по РИК, оказал влияние на состав и качество молока. Формирование коров черно-пестрой породы с продуктивным
Таблица 1. Суточные рационы в период выращивания телок и лактации коров
Корма Возраст телок, дни Нетели Первотелки, дни лактации Сухостойные коровы
0-80 81180 181305 306426 до 21 дня до отела 21 день до отела и 56 дней после 57160 160305
Комбикорм, кг 0,75 6,2 3,1 3,5 3,5 13,0 12,1 11,5 3,8
Сенаж многолетних трав, кг 0,4 7,2 5,1 16,9 9,9 9,9 4,3 17,0
Силос кукурузный, кг 0,6 7,0 3,4 5,0 6,6 15,0 15,0 15,0
Силос разнотравный, кг 4,3 8,0 1,9 5,0 10,0
Сено, кг 0,2 1, 7 0,5 0,5 1, 0 0,5 0,5 1,0 2,0
Молоко цельное, кг 5,7
Доля грубых кормов,% 47,4 55 ,3 64,6 64 ,1 79,6 42,3 46,2 44,7 69,9
Сырой протеин (в 1 кг сухого вещества), г 315,9 152,7 141,4 136 122,1 165,2 166 156,4 131,4
Обменная энергия (в 1 кг сухого вещества), МДж 11,26 10,74 10,67 10,54 11,13 11,14 10,73 10,6
потенциалом на уровне 8,0-9,0 тыс. кг молока при отклонении его от среднего значения по стаду в пределах одной сигмы позволяет получать наиболее высокие показатели молочной продуктивности. У животных этой группы отмечен более высокий иммунный статус молочной железы: количество соматических клеток ниже на 20,8-36,7% по сравнению с аналогами (табл. 2). Следовательно, при разведении голштинского скота, при улучшении состава и качества молока наиболее эффективен такой вариант подбора родительских пар, когда отклонение РИК от средней продуктивности по стаду находится на уровне одной сигмы [5,6]. Внутристадная изменчивость содержания жира и белка в молоке больше связана с продуктивным потенциалом животных, чем с породными факторами. В одинаковых условиях содержания сверстницы голштинской и айрширской пород, имеющие сходный уровень удоев по первой лактации, существенно не различались по этим показателям (таблица 3).
В обеих породах массовая доля жира и белка имела обратную связь с величиной удоев: если при удоях за первую лактацию до 6,0 тыс. кг молока массовая доля жира составляла 4,06-4,08%, то при 9,0 тыс. кг она снижалась на 0,20-0,23%. Схожая тенденция отмечается и по массовой доле белка в молоке - разница между сравниваемыми продуктивными классами составляет 0,14-0,18%. Автоматические весы, включенные в автоматизированную систему управления стадом, измеряющие вес животного на пути из доильного зала, позволяют также оценивать коров на пригодность к осеменению, эффективность потребляемых кормов и возможные послеродовые проблемы, которые отражаются в живой массе коровы [7]. При использовании весов в качестве автономной системы с их помощью можно оценивать динамику роста телят и телок в сравнении с ожидаемыми графиками прибавки в весе. Одновременно фиксирование прибавки в весе коров помогает определять время для осеменения, поскольку коровы с положительным энергетическим балансом организма в послеродовой период демонстрируют увеличе-
ние массы тела. Выявление существенных изменений массы тела во время сухостойного периода указывает на правильность кормления коровы. Оптимизация управления воспроизводством стада подразумевает оптимальные промежутки времени между отелами коров при поддержании производства молока на наивысшем уровне [8].
Таблица 2. Физико-химические и технологические показатели молока за 305 дней лактации
Показатель Отклонение РИК от среднего удоя по стаду
менее одной сигмы (П=13) одна сигма (п=13) более одной сигмы (П=13)
M m M m M m
Среднесуточный 22 1,1 26 1,2 23 1
удой, кг
Жир, % 3,85 0,1 3,97 0,2 3,59 0,1
Белок, % 3,10 0,1 3,13 0,1 3,04 0,06
Лактоза, % 4,99 0,1 4,88 0,1 4,81 0,06
Сухое вещество, % 12,65 0,1 12,71 0,3 12,16 0,1
Плотность, А° 29,1 0,2 28,7 0,3 27,6 0,46
Кислотность, Т° 18,5 0,2 18,2 0,1 18,1 0,1
Термостабиль- 78,4 0,5 77,4 1,2 73,5 3
ность, %/об. спирта
Сычужнобродиль- 2,92 0,09 2,89 0,1 2,86 0,06
ная проба, класс
Бродильная проба, 2,51 0,3 2,7 0,2 2,49 0,24
класс
Количество сома-
тических клеток в 364 179 288 154 455 94,8
молоке, тыс/мл
Таблица 3. Показатели состава молока в связи
Продуктивный класс, кг Количество голов Массовая доля жира, % Массовая доля белка, %
М т М т
Голштинская порода
До 5000 4 4,36 0,18 3,39 0,11
5001-6000 6 4,08 0,12 3,28 0,06
6001-7000 20 4,00 0,05 3,19 0,03
7001-8000 26 3,98 0,04 3,21 0,02
8001-9000 27 3,95 0,03 3,19 0,02
9001-10000 12 3,85 0,06 3,10 0,03
10 001 и более 7 3,84 0,03 3,08 0,05
В среднем 102 3,97 0,02 3,19 0,01
Айрши эская порода
До 6000 11 3,98 0,09 3,18 0,03
6001-7000 31 4,06 0,04 3,19 0,02
7001-8000 36 3,96 0,03 3,16 0,02
8001-9000 16 3,96 0,06 3,12 0,03
9001 и более 6 3,86 0,08 3,04 0,05
В среднем 100 3,99 0,02 3,16 0,01
Существует прямая зависимость между определением времени эструса и двигательной активностью коров. Посредством измерения активности - периодов ходьбы, отдыха и нахождения в стоячем положении дойных коров и телок - осуществляется круглосуточный мониторинг состояния животных. В результате удается обеспечить более точное выявление охоты, что ведет к повышению показателей оплодотворяемости, сокращению сервис-периода и позволяет отказаться от проверки на стельность и гормональной коррекции репродуктивной функции коров.
Живая масса коров в программах разведения молочных пород рассматривается как селекционный показатель, так как она определяет экономику скотоводства [9]. Динамика изменения живой массы свидетельствует об адекватности условий содержания потребностям животных. У лактирующих коров она отражает энергетический баланс организма. В начале лактации, когда молочная продуктивность резко возрастает, а поступление питательных веществ с кормом не покрывает их потребности, начинается активная мобилизация тканевых резервов тела. В первую очередь это касается жировой ткани. При этом упитанность и живая масса коров уменьшаются. Группы коров голштинской и айрширской пород были сформированы в
период лактации. В течение лактации живую массу определяли после каждого доения до 120 дня трижды, затем дважды в сутки [10]. Возрастные периоды телок вычисляли, исходя из принятой на ферме технологии выращивания, формирования групп и рационов кормления. Принятая в хозяйстве технология выращивания и кормления обеспечила высокий уровень прироста телок. Продуктивность за 305 дней первой лактации у голштинской породы составила 7749 тыс. кг молока жирностью 3,97% с содержанием белка 3,19%, у айрширских - 7210 кг, 3,98% и 3,16%, соответственно. Основную часть телок осеменяли в возрасте 14-15 месяцев, когда их живая масса была не ниже 360 кг и выше, а высота в холке не менее 122 см.
Среднесуточные приросты животных по периодам выращивания изменялись в связи с возрастом, технологией содержания и принадлежностью к породе. Для голштинского скота влияние технологии содержания и кормления на динамику приростов было существеннее, чем для айрширского. Отличительные качества голштинской породы - более высокая энергия прироста во время выращивания и первой лактации. Неравномерность приростов по периодам выращивания совпадала с изменениями в технологии содержания и физиологического состояния животных (таблица 4).
Таблица 4. Среднесуточные изменения живой массы разного продуктивного класса, г
Продуктивный класс Возрастной период, мес. телки Нетели (от Первая лактация
по первой лактации, кг молока голов 0-4 4-6 7-8 9-12 осеменения до отела) 20 дней после отела С 21 до 305 день лактации
Голштинская порода
До 6000 9 792 723 918 1266 329 - 488 575
6001-7000 20 813 756 900 1193 426 - 1022 616
7001-8000 26 789 728 989 1241 441 - 1070 515
8001-9000 27 860 737 1017 1198 508 - 944 481
9001-10000 12 853 794 964 1162 425 - 818 449
10001 и более 7 813 810 1008 1092 656 - 1080 435
В среднем 101 822 749 971 1203 461 - 948 516
Айрширская порода
До 6000 11 740 782 809 723 433 - 989 492
6001-7000 31 778 802 917 869 413 - 787 478
7001-8000 36 779 844 882 824 439 - 946 378
8001-9000 16 746 931 887 736 531 - 904 361
9001 и более 6 750 737 947 888 539 - 800 423
В среднем 100 767 831 889 817 450 - 880 421
Животные обеих пород продолжали рост и после осеменения, то есть в период стельности, со средним темпом 450-461 г в сутки. При этом прослеживается положительная связь его интенсивности с уровнем продуктивности коров по первой лактации: минимальные значения (329 г у голштинской породы и 433 г у айрширов) при удоях по первой лактации не более 6 тыс. кг молока, максимальные (656 г и 539 г соответственно) -при 9,0-10,0 тыс. кг. После отела среднесуточные потери в живой массе у коров голштинской породы в среднем составили 948 г, а у айрширской - на 68 г (7,1%) меньше. При этом интенсивность ее снижения в обеих породах не зависела от величины удоев. Более существенное значение имела продолжительность этого периода.
Коровы голштинской породы отличались большей, чем у айрширской породы, динамичностью живой массы по первой лактации. Для них характерно более интенсивное снижение величины этого показателя во время раздоя и более интенсивные среднесуточные приросты в период положительного энергетического баланса. В целом, уровень удоев голштинских первотелок негативно отражается на интенсивности приростов в период после достижения минимальной живой массы в начале лактации до 305 дней лактации. Подобная тенденция отмечается и у айрширов, за исключением продуктивного класса 9,0 тыс. кг молока и более.
Среднесуточные изменения живой массы свидетельствуют о напряженности обменных процессов, а их длительность отражает наследственно обусловленные качества по поддержанию энергетического баланса организма, а также адекватность условий содержания и кормления. Коровы-первотелки голш-тинской породы достигали минимальной живой массы к 78 дню после отела, или позже, чем айрширские, на 6 дней. Продолжительность ее снижения напрямую связана с величиной удоев. Так, у голштинских первотелок при продуктивности коров до 6,0 тыс. кг молока за лактацию она составляла 65 дней; 8,0-9,0 тыс. кг - 81 день; 10,0 тыс. кг и более - 91 день (таблица 5).
Таблица 5. Циклы изменения живой массы _в период первой лактации коров_
Продуктивный класс по первой лактации, кг молока голов День наступления минимальной живой массы после отела День восстановления живой массы после достижения минимума
М т М т
Голштинская порода
До 6000 9 65 10 125 24
6001-7000 20 77 8 82 15
7001-8000 26 76 6 104 9
8001-9000 27 81 6 110 10
9001-10000 12 79 8 139 15
10001 и более 7 91 10 146 20
В среднем 101 78 3 104 6
Айрширская порода
До 6000 11 66 10 127 13
6001-7000 31 70 6 155 16
7001-8000 36 68 11 168 35
8001-9000 16 82 8 169 16
9001 и более 6 96 13 238 34
В среднем 100 72 3 166 10
Восстановление живой массы до уровня при отеле происходит медленнее, чем ее снижение во время раздоя. У голштинской породы она восстанавливалась через 104 дня после достижения минимального уровня, или на 202 день лактации, у айрширских - на 166 и 258 день соответственно. Продолжительность этого периода тем больше, чем выше удои. При удоях первотелок голштин-ской породы 6,0-7,0 тыс. кг молока период составляет 82 дня, а при 9,0 тыс. кг удлиняется до 139 дней.
Выводы:
- среднесуточная интенсивность иммобилизации тканевых резервов тела в период раздоя мало зависит от продуктивности животных в первую лактацию;
- между ростом продуктивности первотелок с 5,0 до 10,0 тыс. кг и продолжительностью снижения и восстановления живой массы в течение лактации существует прямая положительная связь;
- снижение живой массы в первые 2-3 месяца лактации не должно превышать 5-8%, или в среднем 0,6-1,0 кг за сутки;
- после окончания раздоя (100-120 дней лактации) среднесуточные приросты должны
быть в пределах 0,1-0,3 кг, чтобы обеспечить к периоду сухостоя восстановление живой массы до уровня отела.
Работа выполнена в рамках Государственного задания по теме № 0600-2018-0012.
Литература:
1. Оценка молочных пород по воспроизводительным и адаптационным способностям / Стрекозов Н.И. и др. // Зоотехния. 2017. № 7. С. 2-6.
2. Чинаров А.В. Перспективные технологические решения повышения эффективности скотоводства // Пути продления продуктивной жизни молочных коров на основе оптимизации разведения, технологий содержания и кормления животных. Дубровицы, 2015.
3. Чинаров В.И. Экономическая оценка питательности кормов // АПК: Экономика, управление. 1995. № 3.
4. Организационно-экономические решения повышения доходности и расширенного воспроизводства в скотоводстве / Чинаров В.И. и др. // Экономика сельского хозяйства России. 2017. № 6. С. 60-64.
5. Принципы организации доения коров на ферме и качество молока / Сивкин Н.В. и др. // Переработка молока. 2011. № 4(138). С. 18-22.
6. Сивкин Н.В. Продуктивность и качество молока коров основных пород // Переработка молока. 2010. № 5. С. 60.
7. Связь интенсивности роста с молочной продуктивностью коров голштинской и айрширской пород / Стрекозов Н.И. и др. // Достижения науки и техники АПК. 2009. № 8.
8. Стратегические направления развития молочного скотоводства / Стрекозов Н.И. и др. Дубровицы, 2017.
9. Чинаров А.В. Внутренний рынок продукции скотоводства России // Вестник ВНИИМЖ. 2015. № 2(18).
10. Параметры живой массы у коров-первотелок голштинской и айрширской пород в течение лактации / Рябов Д.С. и др. // Проблемы увеличения производства продуктов животноводства и пути их решения. Дубровицы, 2008.
Literatura:
1. Ocenka molochnyh porod po vosproizvoditel'nym i adaptacionnym sposobnostyam / Strekozov N.I. i dr. // Zootekhniya. 2017. № 7. S. 2-6.
2. CHinarov A.V. Perspektivnye tekhnologicheskie re-sheniya povysheniya ehffektivnosti skotovodstva // Puti prodleniya produktivnoj zhizni molochnyh korov na os-nove optimizacii razvedeniya, tekhnologij soderzhaniya i kormleniya zhivotnyh. Dubrovicy, 2015.
3. CHinarov V.I. EHkonomicheskaya ocenka pitatel'nosti kormov // APK: EHkonomika, upravlenie. 1995. № 3.
4. Organizacionno-ehkonomicheskie resheniya povysheniya dohodnosti i rasshirennogo vosproizvodstva v sko-tovodstve / CHinarov V.I. i dr. // EHkonomika sel'skogo hozyajstva Rossii. 2017. № 6. S. 60-64.
5. Principy organizacii doeniya korov na ferme i kachest-vo moloka / Sivkin N.V. i dr. // Pererabotka moloka. 2011. № 4(138). S. 18-22.
6. Sivkin N.V. Produktivnost' i kachestvo moloka korov osnovnyh porod // Pererabotka moloka. 2010. № 5. S. 60.
7. Svyaz' intensivnosti rosta s molochnoj produktivnos-t'yu korov golshtinskoj i ajrshirskoj porod / Strekozov N.I. i dr. // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2009. № 8.
8. Strategicheskie napravleniya razvitiya molochnogo skotovodstva / Strekozov N.I. i dr. Dubrovicy, 2017.
9. CHinarov A.V. Vnutrennij rynok produkcii skotovodstva Rossii // Vestnik VNIIMZH. 2015. № 2(18).
10. Parametry zhivoj massy u korov-pervotelok golshtin-skoj i ajrshirskoj porod v techenie laktacii / Ryabov D.S. i dr. // Problemy uvelicheniya proizvod-stva produktov zhi-votnovodstva i puti ih resheniya. Dubrovicy, 2008.
DIGITAL TECHNOLOGIES IN THE DAIRY CATTLE BREEDING N.I. Strekozov, RAS academician V.I. Chinarov, doctor of economical sciences N.V. Sivkin, candidate of agricultural sciences FGBNY FNC VIJ after L.K. Ernst D.S. Ryabov, general director OOO SPK "Malahovo"
Abstract. On the basis of digital technologies using allow to control daily milk composition, heifers and cows' fee ding, live weight, behavior, reproduction, health and each animal production, the influence of these factors on the Holstein and Ayrshire breeds' cows production on a large automated complex at tie free keeping is given. Modern automated systems of dairy herd control based on implemented digital technologies in feeding, reproduction, live mass measurement at heifers and lactating cows cultivation allowed in real time to obtain comprehensive and accurate information about the herd, necessary for targeted breeding work. Automated data collection and its processing during milking is an effective method of each cow' control and care in medium and large sizes' herds. To improve the milk composition and its quality at cows' breeding, that on the most effective selection is provided when the cow parent index (RIK) deviates from the herd's average production level on one sigma. It is shown how the automatic weighing included in the herd management system at live weight control during lactation allows the level of feeding, the end of the transit period at the beginning of lactation and the time of the positive energy balance in the cow's body to assess. It is proposed this parameter as a selection trait to use. Keywords: dairy cattle breeding, digital technologies, breeding work.
