Реализация генетического потенциала продуктивных показателей ярославского скота при различных технологиях содержания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Реализация генетического потенциала продуктивных показателей ярославского скота при различных технологиях содержания

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Магистральным направлением развития животноводства в нашей стране следует считать интенсификацию производства, основанную на современных научных достижениях, прогрессивных технологиях, обеспечивающих при высокой производительности труда, экологичности и конкурентоспособности производства эффективную реализацию продуктивного генетического потенциала животных.

Одной из главных задач в животноводстве является, обусловленная рядом факторов, реализация уже созданного высокого генетического потенциала молочной продуктивности коров. Содержание, кормление, доение животных на 70…80% определяют уровень продуктивности и продолжительность жизни животных. Следовательно, интенсификация производства молока требует совершенствования приемов формирования, как индивидуальных качеств животных, так и создание селекционно-технологических групп, приспособленных к интенсивному использованию при существующих промышленных технологиях (Кутровский Н.В., 2010). Одним из элементов решения проблемы является оптимизация реализации генетического потенциала продуктивных показателей скота при различных технологиях содержания, что и обусловило выбор направления исследований, как по актуальности, так и практическому значению.

Цель и задачи исследований. Цель работы - усовершенствование методов управления селекционным процессом для повышения продуктивных показателей коров на основе реализации генетического потенциала при различных технологиях содержания.

В соответствии с целью были определены следующие задачи:

* провести сопоставление характеристик технологий содержания, используемых в практике скотоводства Ярославской области;

* оценить популяционно-генетические характеристики коров ярославской породы и ее помесей с голштинской, их связь с продуктивными показателями;

* определить влияние генетических факторов на изменчивость продуктивных признаков в разрезе применяемых технологий;

* определить влияние паратипических факторов на изменчивость продуктивных признаков;

* определить силу и достоверность влияния генетических и паратипических факторов на продуктивные и производственно-экономические показатели;

* оптимизировать селекционные стратегии применительно к раз-личным технологиям содержания крупного рогатого скота;

* определить экономическую эффективность предложенных селекционных мероприятий.

Научная новизна исследований. На основе комплексных исследований впервые, применительно к ярославской породе крупного рогатого скота, оценена реализация генетического потенциала по основным продуктивным и производственно-экономическим показателям в разрезе конкретных технологий содержания животных. Впервые в селекционной практике для ярославского скота при оптимизации селекционных стратегий применительно к различным технологиям использованы симплекс метод и уравнение множественных линейных регрессий, в которых использованы наиболее информативные и продуктивные признаки.

Практическая значимость. Основанные на результатах исследований, оптимизированные и экономически обоснованные селекционные стратегии, позволяют получить селекционно-экономический эффект при раздое по максимальной лактации +1396,1кг молока, при точности оценки генотипа 68%. Предложенный вариант симплекс-методного управления функциями племенного ядра позволяет выделить превалирующие элементы, использование которых увеличивает эффективность использования матерей коров на 9…17%, в зависимости от технологии.

Основные положения, выносимые на защиту:

· сравнительная характеристика технологий содержания, используемых в практике скотоводства Ярославской области;

· результаты оценки популяционно-генетических характеристик коров ярославской породы и ее помесей с голштинской, их связь с продуктивными показателями;

· данные оценок частных и совокупных эффектов влияния генетических и паратипических факторов на продуктивные и производственно-экономические показатели;

· параметры оптимизированных селекционных стратегий для стад с различными технологиями содержания скота.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на ежегодных международных научно - практических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и молодых ученых ФГБОУ ВПО «Ярославская ГСХА» (2011…2013гг.), на 1,2,3 этапе открытых слушаний конкурса фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «У.М.Н.И.К. - 2013».

Публикация результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ, в том числе одна в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методики исследований, результатов исследований и обсуждения, выводов, предложений производству, списка использованной литературы. Работа изложена на 164 страницах компьютерного текста, содержит 46 таблиц, 23 рисунка. Библиографический список включает 163 наименований, в том числе 13 на иностранных языках.

Диссертационная работа посвящена вопросам селекции ярославского скота и выполнена автором в период с 2009 по 2013 г.г. на кафедре биотехнологии в соответствии с тематическим планом НИР технологического факультета ФГБОУ ВПО «Ярославская ГСХА» по теме «Создание ресурсосберегающей технологии интенсификации производства, первичной обработки и переработки сельскохозяйственной продукции», № гос. регистрации 01201154317.

Содержание работы

Исследования проводились по «Информационной базе данных по ярославской породе крупного рогатого скота» (№ госрегистрации 2013620064). Применена поочередная фильтрация по ключам «стадо», «ферма» с целью выделения комплексов в хозяйствах с различающимися технологиями содержания скота. Выделены хозяйства Ярославской области: ООО племзавод «Родина» (беспривязно-боксовое содержание коров и оборудование германской фирмы «Westfalia»), ОАО племзавод «им. Дзержинского» (привязное содержание при использовании установок шведской фирмы «DeLaval»), ЗАО «Татищевское» (беспривязно-боксовое содержание с использованием высокотехнологичного оборудования, которое ООО НПП «Фемакс» (Россия) предлагает как альтернативу импортному).

Обеспеченность молочного стада кормами ежегодно была практически на одном уровне, и находилась под контролем ГНУ ЯНИИЖК Россельхозакадемии в течение всего периода исследований. Рационы были сбалансированы по основным питательным веществам. Содержание сырого протеина от сухого вещества 15,5…16,0%. Сахаро-протеиновое соотношение в рационе - 1:0,6, процент клетчатки от сухого вещества - 19…24%. Необходимое количество микроэлементов входило в состав комбикорма (в виде премиксов), в случае недостачи корректировалось добавками полисолей.

В подконтрольных стадах оценено 6320 коров, из них 4776 выбывших. В зависимости от уровней обработки информации и степени наполненности кластеров подконтрольное поголовье по стадам варьировало в пределах 13…19%.

Помимо «Информационной базы данных по ярославской породе крупного рогатого скота» в материалы исследований входили данные АРМЗС (до 2009года) и АРМС-W (№ госрегистрации 2009613920 от22.07.2009г), сформированные на электронных носителях (использованы блоки данных по ключам к1…к7 включающие полную информацию по происхождению, продуктивности, производственному использованию - всего 244 позиции), информация программного модуля «ПАВКА» (данные по быкам-производителям) годовые отчеты хозяйства (производственно-экономические показатели).

Объект исследований - чистопородные коровы ярославской породы и голштино-ярославские помеси, имеющие различную кровность по голштинской породе, лактировавшие в период с 2000 по 2011 год, в количестве 6320 головы.

Методы исследования - зоотехнические и популяционно-генетические с биометрической обработкой данных по Н.А. Плохинскому (1980), В. Шталю (1973) и З. Никоро (1968) с использованием «пакета анализа» встроенного в «Microsoft Excel» и программного комплекса «MATLAB 2000». Для оценки частных влияний и эффектов взаимодействия использованы алгоритмы дисперсионного и ковариансного анализов Шеффе Г (1978).

Общая схема исследований представлена на рисунке 1.

Методика исследований включала:

1) обработку информационных баз с выделением поголовья, удовлетворяющего требованиям факторных анализов; 2) проведение биометрической обработки данных по алгоритмам Н. Плохинского (1980), З. Никоро (1968), В. Урбаха (1964), В. Шталя (1973), С. Харитонова (1994), Г. Шеффе (1978), В. Кузнецова (1982,1983); 3) определение реализации генетического потенциала по подконтрольным признакам; 4) разработка селекционных стратегий применимых к различным технологиям содержания скота; 5) расчет экономической эффективности.

По первому пункту методики исследований проведена сортировка информационных баз, сформированы блоки для обработки информации в комплексе «MATLAB 2000» и пакета анализа «Microsoft Excel». По второму пункту вычислялись популяционно-генетические параметры 1-3 порядков. К параметрам первого порядка относились средние величины Х (включающие средние взвешенные), ошибка (х_m), коэффициент вариации (С_v, %), среднеквадратичное отклонение (у), Н. Плохинский (1980), З. Никоро (1968).

К параметрам второго порядка относятся генетическая (у²_g), паратипическая (у²_u) и фенотипическая (у²_p) вариансы, коэффициент наследуемости (), генетическая (r_g), паратипическая (r_u) и фенотипическая (r_p) корреляции, показатель силы влияния паратипических и генетических факторов в ходе дисперсионного анализа (з²), их вычисляют по алгоритмам, приведенным у В. Урбаха (1964), В. Шталя (1973), С. Харитонова (1994).

К параметрам третьего порядка относятся показатели генетического прогресса G, потенциала GP и реализации (превосходства) RGP, определяемых по алгоритмам, приведенным у В. Шталя (1973), Г. Шеффе (1978), В. Кузнецова (1982,1983).

Для определения уровня эффективности использования селекционного ядра использована методика Косяченко Н.М. (1998).

При селекционном моделировании (уравнения множественных линейных регрессий) использованы рекомендации Н.З. Басовского (1976). При расчете весовых коэффициентов селекционных индексов использованы матричные вычисления по приведенным алгоритмам.

При оптимизации селекционных стратегий для различных технологий использовался симплекс-метод (Канский К.Е. 1979). В расчетах использовалось стремление к оптимуму по эффекту племенного ядра, уровня скрещивания и генеалогической принадлежности (линия, бык-производитель). Расчет экономической эффективности выполнения предложенной селекционной программы выполнялось по формуле 1 (Лоза Г.М., 1992):

селекционный ярославский голштинский корова

где - стоимость дополнительной основной продукции, руб; - средняя закупочная цена единицы продукции, руб; - средняя продуктивность животных, кг; - средняя прибавка продуктивности, %; - коэффициент уменьшения результатов (0,75); - число поголовья, гол.

Достоверность разницы между значениями признаков определялась по t-критерию Стьюдента, при определении достоверности показателей силы влияния использовался критерий Фишера.

Характеристика подконтрольных стад и используемых технологий содержания

Подконтрольные стада, информация которых использована при выполнении работы, находятся в центральной части Ярославской области и относятся к одной агроклиматической зоне. При беспривязно-боксовом содержании отличительными чертами является расположение боксов в секциях двумя рядами с несколькими выходами к основному кормонавозному проходу вдоль кормушки. Привязное содержание предполагает наличие длинного стойла, объемной кормушки с высокими стенками, индивидуальной привязи с ручной фиксацией животных.

Селекционно-продуктивные характеристики животных, в разрезе стад, при различных технологиях содержания представлены в таблице 1.

Таблица 1. Селекционно-продуктивные характеристики животных при различных технологиях содержания

Стадо в хозяйствах	Подконтрольные продуктивные и производственно-экономические показатели (M±m)
	Надой по первой лактации, кг	Надой по максимальной лактации, кг	Продуктивное долголетие, дн	Пожизненный надой, кг
ООО племзовад «Родина»	4518±44	6757±45	2320±36	14397±274
ОАО племзавод «им. Дзержинского»	3427±23	5553±23	2947±26	14944±247
ЗАО «Татищевское»	4957±54	5811±40	2393±29	12479±339

Из данных таблицы 1 видно, что показатели всех стад достоверно (Р?0,999) различаются между собой (исключение - показатели пожизненного надоя между ООО племзовад «Родина», ОАО племзавод «им. Дзержинского» и ЗАО «Татищевское». По стадам уровень кормления практически не различался по питательности (обменной энергии в рационе 187,5… 192,8 Мдж, сухого вещества в рационе 17,6…19,4 кг, сухого протеина 2795,0…3063,5г), но имел различия по структуре рациона. Сравнительная характеристика уровня кормления по расходу кормов на одну корову (на 30 кормодней) по стойловому периоду приведена в таблице 2.

Рационы сбалансированы по основным питательным веществам. Снижение дачи сена в ООО племзаводе «Родина» компенсируется включением большего количества сенажа. Питательные вещества комбикорма не входящего в рацион животных ОАО племзавода «им. Дзержинского» животные получают из зерна. В случае недостатка необходимого количества микроэлементов рацион животных корректируется добавками полисолей.

Таблица 2. Расход кормов на 30 кормодней по стадам

№ п/п	Наименование корма	Расход кормов на 30 кормодней стойлового периода т/гол
		ОАО племзавод «им. Дзержинского»	ЗАО «Татищевское»	ООО племзавод «Родина»
1	сено	0,12	0,12	0,016552
2	солома	0	0	0
3	травяные брикеты	0	0	0
4	сенаж	0,06	0,06	0,175862
5	силос	0,625	0,85	0,912414
6	зелёные корма	0	0	0
7	корнеклубнеплоды	0,195	0,195	0,223448
8	комбикорм	0	0,0425	0,042931
9	зерно	0,14	0,06	0,06
10	жмыхи	0	0	0,03
11	шроты	0,0275	0,025	0,025345
12	патока	0,02	0,02	0,020172
13	соль поваренная	0,0015	0,002875	0,002922
14	трикальцийфосфат	0,00175	0,00175	0,001655

Влияние генетических факторов на изменчивость продуктивных признаков в разрезе применяемых технологий

При оценке влияния генетических факторов учитывались эффекты линий и лидерных групп, быков-производителей, матерей коров (эффект племенного ядра) и влияние уровня скрещивания. Подконтрольные признаки: надой по максимальной лактации, надой по первой лактации, продуктивное долголетие, и пожизненный надой.

Наибольший надой по максимальной лактации и реализация генетического потенциала по этому показателю по всем рассматриваемым технологиям принадлежат линии Монтвик Чифтейна 95679 (надой 5945,8…7493,3, реализация генетического потенциала - 109,3…111,6%).

Технология, используемая в ОАО племзавод «им. Дзержинского» обеспечила реализацию генетического потенциала показателя «надой по максимальной лактации» приближенную к 100% линиям Вис Бэк Айдеала 933122, и Рефлекшн Соверинг198998 (99,7…106,4%). Посредством ковариансного анализа, реализованного в программном комплексе «MATLAB 2000» определена сила влияния факторов «линия» и «технология» на надой по максимальной продуктивности. При эффекте взаимодействия 27,5** сила влияния фактора «линия» составила 18,1 **, технологии - 35,3***, неорганизованных факторов - 19,1**.

При оценке влияния линий на надой за первую лактацию выявлено, что при эффекте взаимодействия 34,6*** сила влияния фактора «линия» составила 22,8 **, технологии - 20,3***, неорганизованных факторов - 12,3**.

По продолжительности хозяйственного использования лидирует линия Вис Бэк Айдеала 933122 (106% и более). Минимальным долголетием и низкой реализацией генетического потенциала по этому показателю характеризуются животные линий Рефлекшн Соверинг 198998 и Силин Трайджун Рокита 252803 (при эффекте взаимодействия 25,2** сила влияния фактора «линия» составила 17,1**, технологии - 33,1***, неорганизованных факторов - 24,6**.

Поскольку пожизненная продуктивность положительно коррелирует с продолжительностью хозяйственного использования (на уровне +0,45…+0,58) оценку генетического превосходства линий по пожизненной продуктивности проводили с привязкой к оценке предыдущего признака. По нашим данным максимальной реализацией генетического потенциала по пожизненному надою отличаются животные линии Жилета ЯЯ-4574, Марта ЯЯ-2456 и Доброго ЯЯ-4627 (132,2…126,2%). При эффекте взаимодействия факторов в 39,3*** сила влияния фактора «линия» составила 29,5* **, «технологии» - 28,3*** и неорганизованных факторов - 12,9**.

В нашем случае фактор «быки-производители» реализуется через отцов коров, данные по оценке их генетического потенциала хорошо согласовываются с результатами оценки по качеству потомства. Так, Заветный 59 имеет племенную категорию А3, с уклоном в нейтральную сторону, его рейтинг по всем хозяйствам отличается снижением. Производитель Жасмин 6218 (категории А1Б1) при рассматриваемых технологиях показывает высокую реализацию генетического потенциала и генетическое превосходство (108…110%). Бык производитель Стингер 243 имеет оценочную категорию А1, которая в достаточной степени проявилась у дочерей при этих технологиях (его показатель реализации генетического потенциала от 111,8 до 126,9%).

Известно, что прямое и косвенное давление отбора, в разрезе племенного ядра, на селекционные процессы, может достигать 32%.

По расчетным данным (таблица 3) видно, что максимальное превосходство племенного ядра над уровнем продуктивности стада в ОАО племзаводе «им. Дзержинского», оно составляет +13,8% (продуктивное превосходство 769,41 кг). Показатель ООО племзавода «Родина» в продуктивном выражении различается более чем на 200 кг.

Таблица 3. Оценка эффективности племенного ядра по фактическим данным стад

Стадо коров в хозяйствах	Доля отбираемых особей	Интенсивность селекции	Выход молодняка на 100 коров	Выбраковка	Надой по максимальной лактации	Превосходство племенного ядра над уровнем продуктивности стада
					Средняя продуктивность (M)	Стандартное отклонение (у)
	%	i	Гол	%	Кг	кг	Кг	%
ООО племзавод «Родина»	74,65	0,4249	81	26	6757,89	1515,69	644,02	+9,5
ОАО племзавод «им. Дзержинского»	65	0,5688	82	22,2	5553,1	1352,69	769,41	+13,8

Влияние фактора «структура племенного ядра» составила 37,1***, «технологии» - 29,4**, эффект взаимодействия - 15,4**, неорганизованных факторов - 18,1**, что указывает на возможность эффективного управления признаком надой посредством оптимизации племенного ядра, при различных технологиях.

Для дальнейшего определения уровня селекции племенного ядра с использованием методики и таблицы уровней отбора Никоро З.С. (1968 год) проведена субоптимизация с учетом экономических и селекционных элементов. Использованием логарифмического тренда (функция, встроенная в Exell) определены градационно-ресурсные оптимумы для каждой технологии. Оптимальные варианты уровня племенного ядра, полученные на пересечении линии тренда с фактическими результатами, составили для ОАО племзавод «им. Дзержинского» 72,9%, а для ООО племзавод «Родина» 72,3%.

Результаты оценок реализации генетического потенциала показали, что с повышением кровности по голштинской породе увеличивается степень реализации генетического потенциала надоя по максимальной лактации (с 88,2% до 107,7%). Наиболее высоким показателем «надой по максимальной лактации» и реализацией генетического потенциала по этому показателю отличаются животные с кровностью более 50,1…75% по голштинской породе. При эффекте взаимодействия 21,1* сила влияния фактора «кровность» составила 29,4 **, «технологии» - 33,3***, неорганизованных факторов - 16,2**.

С повышением кровности по голштинской породе постепенно повышается показатель реализации генетического потенциала надоя по первой лактации при рассматриваемых технологиях. Наивысшим показателем «надой по первой лактации» и реализацией генетического потенциала отличаются животные с кровностью 50,1…75% по голштинской породе, эффект взаимодействия составил 16,1* сила влияния фактора «кровность» составила 33,4***, «технологии» - 35,1***, неорганизованных факторов - 15,4**.

Оценка эффекта влияния изученных паратипических факторов на изменчивость продуктивных признаков в разрезе применяемых технологий

В связи с вопросом о роли внешней среды в процессе селекции возникают три задачи, решение которых в значительной степени позволит оптимизировать селекционный процесс: максимализация оценки эффекта взаимодействия генотип - среда; контроль и оценка влияния систематических (управляемых) факторов среды; возможность корректуры неуправляемых средовых факторов с целью повышения точности генотипических оценок.

В комплекс паратипических факторов включено влияние года первого отела, возраста и живой массы при первом отеле, и надоя за первую лактацию.

Специфичность модифицирующего эффекта систематического ненаследуемого фактора - год первого отела в отношении силы влияния разных технологий на уровень и изменчивость признаков пожизненной продуктивности изучена с учетом выбраковки коров, выхода молодняка и фактической продуктивности стад. При рассматриваемых технологиях отмечено снижение продолжительности хозяйственного использования в разрезе рассматриваемых годов. За период с 2000 по 2011 год продолжительность хозяйственного использования животных снизилась на 49…34%. При эффекте взаимодействия 20,1* сила влияния фактора «год первого отела» составила 41,6***, технологии - 23,1***, неорганизованных факторов - 15,2*. Проявление данных эффектов связано с повышением уровня кровности по голштинской породе во всех подконтрольных стадах.

Как указывалось ранее, увеличение кровности по голштинской породе с одной стороны ведет к уменьшению сроков хозяйственного использования с другой, в силу превосходства улучшенных генотипов по продуктивности на 12,4% (Максименко В.Ф. 2007), к некоторому увеличению пожизненной продуктивности. При эффекте взаимодействия 23,3* сила влияния фактора «год первого отела» составила 25,1***, технологии - 30,3***, неорганизованных факторов - 21,3*.

Одним из факторов, влияющих на эффективность хозяйственного использования молочных коров, является возраст, в котором происходит их первое оплодотворение и, соответственно, отел.

Из данных таблицы 4 видно, что с увеличением возраста первого отела увеличиваются сроки хозяйственного использования (в среднем на 23…60%). При этом эффект взаимодействия составил 26,6* сила влияния фактора «возраст первого отела» составила 40,3***, технологии - 21,4***, неорганизованных факторов - 11,7**.

Таблица 4. Влияние фактора «возраст при первом отеле» на продолжительность хозяйственного использования при различных технологиях содержания

Возраст при первом отеле коров, год	Технология содержания Показатели	беспривязно-боксовое содержание и оборудование фирмы «Westfalia»	привязное содержание и оборудование фирмы «DeLaval»
1,4 - 2,1	Голов	313	49
	продолжительность использования, дни	1835,9	1913,0
	реализация генетического потенциала, %	81,8	80,6
2,1 - 2,8	Голов	1163	942
	продолжительность использования, дни	2193,1	2322,4
	реализация генетического потенциала, %	103,9	98,3
2,8 - 3,5	Голов	122	563
	продолжительность использования, дни	2673,4	2435,4
	реализация генетического потенциала, %	125,5	102,9
3,5 - 4,2	Голов	9	49
	продолжительность использования, дни	3989,1	2813,9
	реализация генетического потенциала, %	162,6	119,4

Половая зрелость телок в большей степени связана с живой массой, а не с возрастом, что учитывается в условиях их интенсивного выращивания. Из полученных нами результатов следует, что при характеристике связи между продолжительностью хозяйственного использования и живой массой при первом отеле четко прослеживается нелинейная зависимость. Так в целом по выборке коэффициент корреляции «продолжительность х живая масса» составил -0,13, до точки оптимума (441…450 кг) -0,33, от точки оптимума +0,41. Следовательно, достижение оптимальной живой массы при первом отеле (соответственно и при первом осеменении) может обеспечить увеличение продолжительности использования животных до десяти дней на один кг увеличения живой массы. Эффект взаимодействия составил 31,9*** сила влияния фактора «живая масса при первом отеле» составила 35,5***, технологии - 23,5**, неорганизованных факторов - 9,1*.

Характеристики зависимости «пожизненная продуктивность х живая масса при первом отеле» в основном близки к оценкам «продолжительность х живая масса» (идентичные точка оптимума и тенденция роста). Оценка силы влияния показала, что эффект взаимодействия составил 26,8*** сила влияния фактора «живая масса при первом отеле» составила 24,4***, технологии - 26,3**, неорганизованные факторы - 22,5*.

Среди факторов, влияющих на продуктивное долголетие молочных коров в стаде, особого внимания заслуживает уровень молочной продуктивности первотелок. Полученные нами результаты показали, что зависимость продуктивного долголетия от надоя по первой лактации близка к линейным. Данный вывод подтверждают результаты факторного анализа: эффект взаимодействия составил 11,6* сила влияния фактора «надой за первую лактацию» составила 19,3*, технологии - 21,1*, неорганизованных факторов - 48,0***. В нашем случае высокое влияние неорганизованных факторов обусловлено элементами селекционного давления (выбраковка, выранжировка и т.д.). Результаты оценки влияния продуктивности по первой лактации на пожизненную продуктивность близки к предыдущим оценкам влияние неорганизованных факторов - 52,3***, на втором месте эффект взаимодействия - 24,1**, сила влияния фактора «надой за первую лактацию» составила 15,9*, технологии - 7,7*.

Определение силы и достоверности влияния генетических и паратипических факторов на пожизненную продуктивность и продолжительность хозяйственного использования

В связи с влиянием на формирование хозяйственных признаков у животных как генетических факторов (наследственность), так и среды (паратипические факторы), определенный интерес представляет сводная оценка генетических и паратипических эффектов. Оценку компонентов фенотипической изменчивости изучаемых признаков проводили с помощью многофакторного дисперсионного анализа. Для оценки силы влияния каждого фактора на изучаемый признак, вариансу по этому фактору выразили в процентах относительно общей суммы вариансы по комплексу, включая эффект всех неизвестных и не включенных в модель факторов.

Анализ компонентов изменчивости и оценку градаций факторов проводили по следующей статистической модели смешанного типа:

У=µ+s+TECHNO+GOD+VOZ+MASSA+NADOI+OTEC+KROV+LIN+YADRO+е

где Y - наблюдаемый признак у животного; µ - общая средняя по выборке; s - рандомизированный эффект 0,5 аддитивной генетической ценности отца коровы; TECHNO - эффект технологии, 2 градации; GOD - эффект года первого отела, 6 градации (с 2000 по 2011 гг. включительно); VOZ - эффект возраста при первом отеле, 4 градации (1,4…2,1года, 2,1…2,8; 2,8…3,5; 3,5…4,2); MASSA - эффект живой массы при первом отеле, 20 градаций (351…360, 361…370, 371…380, 381…390, 391…400, 401…410, 411…420, 421…430, 431…440, 441…450, 451…460, 461…470, 471…480, 481…490, 491…500, 501…510, 511…520, 521…530, 531…540, 541…550); NADOI - эффект надоя за первую лактацию, 10 градаций (3001…3500, 3501…4000, 4001…4500, 4501…5000, 5001…5500, 5501…6000, 6001…6500, 6501…7000, 7001…7500, 7501 и выше); OTEC - эффект отца коровы, 42 градации; KROV - эффект «кровности», 7 градаций (0…5%, 5,1…12,5%, 12,6…25%, 25,1…37,5%, 37,6…50%, 50,1…75%, 5,1% и выше); LIN - эффект линии коровы, 10 градаций; YADRO - эффект племядра, 4 градации; е - рандомизированный эффект неучтенных факторов (ошибка).

Это биометрическая модель смешанного типа, т.к. эффекты отца и неучтенных факторов рандомизированные, а остальные эффекты фиксированные. Расчеты влияния включенных в модели факторов осуществляются одновременно методом наименьших квадратов. Поэтому получаемые оценки являются несмещенными и «чистыми». Использование этой модели позволило: а) оценить силу и достоверность влияния включенных в модель факторов на изменчивость продуктивности по первой лактации; б) получить оценки градаций фиксированных эффектов методом наименьших квадратов.

В таблице 5 представлены данные о влиянии паратипических и генетических факторов на изменчивость продолжительности хозяйственного использования. Из паратипических факторов наибольшую степень влияния на изменчивость показателя «продолжительности хозяйственного использования» оказали: эффект «технологии» - 19,3% и эффект «год первого отела» - 13,4%. Суммарный вклад паратипических факторов в общей фенотипической изменчивости составил 62%. Из генетических факторов наибольшую степень влияния на изменчивость показателя «продолжительности хозяйственного использования» оказал фактор эффект «племядра» - 12,2% и эффект «кровности» - 12,1%. Суммарный вклад генетических факторов в общей фенотипической изменчивости составил 38%. Степень влияния всех факторов достоверна.

Таблица 5. Влияние изучаемых факторов на изменчивость продолжительности хозяйственного использования

Фактор, влияющий на изменчивость	Степень влияния з2	Критерий Фишера F
эффект технологии	19,3***	4,71
эффект года первого отела	13,4**	2,37
эффект возраста при первом отеле	10,0***	4,68
эффект надоя по первой лактации	9,1*	2,59
эффект живой массы животного при первом отеле	10,2***	4,71
Итого влияние паратипических факторов	62	-
эффект отца коровы	10,6**	2,41
эффект «кровности»	12,1**	3,22
эффект линии коровы	3,1*	2,21
Эффект племядра	12,2**	2,55
Итого влияние генетических факторов	38	-

На пожизненную продуктивность из паратипических факторов максимальное влияние оказали эффект «технологии» - 17,2% и эффект «возраст при первом отеле» - 13,1%. Суммарный вклад паратипических факторов в общей фенотипической изменчивость составляет 61,7%. Из генетических факторов наибольшую степень влияния на изменчивость показателя «пожизненная продуктивность» оказал эффект «племядра» - 11,4% и эффект «отца коровы» - 11.3%. Суммарный вклад генетических факторов в общей фенотипической изменчивости составил 38,3%. Степень влияния всех факторов достоверна.

Анализ изменчивости продуктивности по максимальной лактации показал, что из паратипических факторов наибольшую степень влияния на изменчивость изучаемого признака оказали эффект «технологии» - 16,1%, эффект «возраст при первом отеле» - 13,5% и эффект «надой по первой лактации» - 12,3%. Суммарный вклад паратипических факторов в общей фенотипической изменчивость составил 63,6%. Из генетических факторов наибольшую степень влияния на изменчивость показателя «надой по максимальной лактации» оказал фактор эффект «кровности» - 12,6%, и эффект «племядра» - 11,3%. Суммарный вклад генетических факторов в общей фенотипической изменчивости составил 36,4%. Степень влияния всех факторов достоверна.

Оптимизация селекционных стратегий для стад с различными технологиями содержания скота

Для уточнения сложившейся популяционно-генетической ситуации в комплексе «технология х генотип» выполнено триадное сопоставление по коэффициентам наследуемости, изменчивости и фактическим изучаемым показателям. Для анализа сложившихся комбинаций популяционно-генетических параметров использована тридцатидвухпольная схема В.П. Коваленко (1982), модифицированная для локальных пород крупного рогатого скота и используемая на популяции ярославской породы для разработки оперативных и долгосрочных селекционных программ.

А - С_v низкий, h² низкий - дальнейшее повышение продуктивности возможно путем отбора на устойчивость к стресс-условиям и селекции на комбинационную способность. Б - С_v средний, h² низкий - селекция через отбор лучших особей, стимулом является разработка оптимальных рационов. В - С_v высокий, h² низкий - целесообразно закрепление наследственных особенностей, возможна селекция на основе помесного материала. Г - С_v высокий, h² средний - признак сильно зависит от условий внешней среды, рекомендуется закрепление генетической однородности популяции. Д - С_v средний, h² средний - существует перспектива повышения продуктивности при углубленной селекции и отборе лучших генотипов. Есть резервы, заключающиеся в создании условий кормления с учетом физиолого-биохимических данных. Е - С_v высокий, h² высокий - теоретически селекция в этих условиях будет наиболее успешной, поскольку генотипы четко разделены и консолидированы в популяции и имеется возможность быстро выявить лучшие из них.

Полученные нами результаты показали, что эффект линии по максимальной лактации при всех технологиях в максимальной степени реализуется по варианту Б. Следовательно, при селекции на надой по максимальной лактации есть смысл использования многокомпонентных линейных регрессионных моделей рассчитанных на комплексную оценку генотипа, учитывающих надой и живую массу по первой лактации. Эффект линий реализованный в надое за первую лактацию, продолжительности хозяйственного использования и пожизненной продуктивности в максимальной степени подчинен варианту В. Следовательно, в модель управления должен быть введен эффект кроссов с оптимумом и своим коэффициентом регрессии.

В результате исследований выявлено, что эффект кровности по всем технологиям в максимальной степени реализуется по варианту Б, следовательно стратегия работ аналогична линейной селекции. Эффект кровности реализованный в надое за первую лактацию, продолжительности хозяйственного использования и пожизненной продуктивности в максимальной степени подчинен варианту В.

Для управления селекционным процессом рекомендуется использовать модель вида:

МУПС = в₁*(х₁-х_1ср) +в₂*(х₂-х_2ср) - в₃*(х₃-х_3опт)

где в₁ - в₃ коэффициенты линейной регрессии; х₁ - надой по первой лактации, х₂ - живая масса по первой лактации, х₃ - уровень кровности.

Результативность применения модели проверена на примере ООО племзавода «Родина». Для расчетов коэффициентов линейной регрессии был составлен комплекс популяционно-генетических параметров По полученным данным коэффициенты линейной регрессии составили: b₁ = 0,616, b₂ = 5,406, b₃ = 3794,349. Соответственно точность оценки составит: R_JH=0,68, при критерии индекса _J=1597,559 и генотипа =2342,13.

Для получения оптимальных компонентов при работе с племенным ядром использован симплекс-метод (Канский К.Е. 1979). Для решения задачи использована функция линейного программирования программного комплекса «MATLAB-2000». В расчетах использовалось стремление к оптимуму по удельному весу коров племенного ядра, выходу телят и количеству введенных в стадо нетелей. Вектор весовых коэффициентов учитывал положительное - отрицательное направление регрессии. При оптимуме (соответственно условий симплекс-метода) эффект племенного ядра составляет 100%. Уравнение имеет следующий вид:

Эпя= {ввм (Вм-Вмо) - впя (Ппя-Ппяо) +ввн (Пвн-Пвно)}+Хст /Хст

где ввм - коэффициент регрессии для выхода молодняка; впя - коэффициент регрессии для поголовья племенного ядра; ввн - коэффициент регрессии для введенных в стадо нетелей; Пмо - оптимум для выхода молодняка; Ппяо - оптимум поголовья племядра; Пвно - оптимум введенных в стадо нетелей; Вм, Ппя, Пвн - пробандные показатели; Хст - продуктивность стада.

Из полученных результатов, и данных полученных при анализе влияния матерей коров (эффект племенного ядра), следует, что из управляемых симплекс - уравнением селекционных факторов превалирующее место занимает удельный вес племенного ядра (в= 31,6…35,7). На втором месте выход молодняка (в =21,4…26,3). Количество введенных нетелей выполняет вспомогательную функцию.

Экономическая эффективность предложенных селекционных мероприятий

Расчет экономической эффективности выполнения предложенной селекционной программы показал, что при средней закупочной цене единицы продукции на 1.01.2013 17 рублей в условиях хозяйства ООО племзавода «Родина» на имеющемся поголовье комплекса «Сандырево» в 680 голов стоимость дополнительной основной продукции составит 12072880 рублей, в условиях хозяйства ОАО племзавод «им. Дзержинского» (1050 голов) - 18690267 рублей, в условиях комплекса «Рылово» хозяйства ЗАО «Татищевское» (500 голов) - 8883900рублей.

Выводы

1. При эффекте взаимодействия 27,5** сила влияния фактора «линия» на показатели максимального раздоя составила 18,1 **, «технология» - 35,3***, неорганизованных факторов - 19,1**, при этом практически во всех технологиях высокая реализация генетического потенциала линий Вис Бэк Айдеала 933122, Силин Трайджун Рокита 252803, Вольного ЯЯ-4370, Жилета ЯЯ-4574. Производитель Стингер 243 (категория А1, линия Вис Бэк Айдеала) при всех технологиях показывает высокую реализацию генетического потенциала и генетическое превосходство 111,8 до 126,9%.

2. Сила влияния фактора «структура племенного ядра» на показатели максимального раздоя составила 37,1***, «технологии» - 29,4**, эффект взаимодействия - 15,4**, неорганизованных факторов - 18,1**, при этом максимальное превосходство племенного ядра над уровнем стада (+13,8%, продуктивное превосходство 769,41 кг) в ОАО племзаводе «им. Дзержинского».

3. С увеличением кровности по голштинской породе повышается реализация генетического потенциала надоя по максимальной лактации при всех рассматриваемых технологиях.

4. Фактор «год первого отела» (з²_А =41,6***) оказывает существенное влияние на продолжительность хозяйственного использования коров, за 11 лет продолжительность хозяйственного использования животных по всем технологиям снизилась на 49…34%. Эффект «возраста первого отела» отражается в сроках хозяйственного использования (СХИ) - з²_А=40,3*** (изменение СХИ в среднем на 23…60%).

5. Между продолжительностью хозяйственного использования и живой массой при первом отеле выявлена нелинейная зависимость, при учете которой достижение оптимальной живой массы при первом отеле (соответственно и при первом осеменении) может обеспечить увеличение продолжительности использования животных до десяти дней на один кг увеличения живой массы.

6. Уравнение и линия регрессии по надою за первую лактацию и пожизненной продуктивности имеют криволинейную характеристику, от граничной точки селекционного давления (для стад, в которых используется технология содержания с применением импортного оборудования, она находится на уровне 3000…3500 кг, при технологии с импортнозамещающим оборудованием это уровень раздоя 4001…4500 кг молока) выше ее характеристика линий регрессии по тенденции «снижения-повышения» применительно к технологиям практически не различаются.

7. Установлено, что на реализацию генетического потенциала по продолжительности хозяйственного использования из паратипических факторов (суммарный вклад 62%) наибольшее влияние оказали: эффект «технология» - 19,3%, и эффект «год первого отела» -13,4%, из генетических (суммарный вклад 38%) - эффект «племядро» - 12,2% и эффект «кровность» - 12,1%. На пожизненную продуктивность - из паратипических факторов (суммарный вклад 61,7%) - эффект «технология» - 17,2% и эффект «возраст при первом отеле» - 13,1%, из генетических (суммарный вклад 38,3%) - эффект «племядро» - 11,4% и эффект «отцы коров» - 11.3%. На показатель надой по максимальной лактации из паратипических факторов (суммарный вклад 63,6%) - эффект «технология» - 15,1%, эффект «возраст при первом отеле» - 13,5%, эффект «надой по первой лактации» - 12,3%, из генетических (суммарный вклад 36,4%) - эффект «кровность» - 12,6%, и эффект «племядро» - 11,3%.

8. Использование в селекционной практике линейных моделей применительно к различным технологиям содержания крупного рогатого скота позволит получить селекционно-экономический эффект +1396,1кг молока по максимальному раздою, при точности оценки генотипа 68%. Использование симплекс-метода при работе с племенным ядром увеличивает эффективность использования генетической категории «матери коров» на 9…17%, в зависимости от технологии.

Предложения производству

1. Для повышения эффективности селекции по продуктивным и производственно-экономическим показателям рекомендуется использовать линии имеющие реализацию генетического потенциала 106% и более:

- для технологий с оборудованием фирмы «Westfalia» - это линии Мурата ЯЯ-4388, Марса ЯЯ-4319 и Силинг Трайджун Рокита 25280;

- для технологий с оборудованием ООО НПП «Фемакс» - линии Мурата ЯЯ-4388, Жилета ЯЯ-4574 и Монтвик Чифтейна 95679;

- для технологии с установками фирмы «DeLaval» - линии Жилета ЯЯ-4574, Силинг Трайджун Рокита 252803 и Монтвик Чифтейна 95679;

- линии Вис Бэк Айдиала 933122 и Вольного ЯЯ-4370 - для всех технологий.

2. Для беспривязного содержания с оборудованием «Westfalia» и «Фемакс» рекомендуется использование кровностей 50,1…75,0% по голштинской породе, для привязного содержания с оборудованием «DeLaval» 75% и более.

3. При селекции животных по показателю продуктивного долголетия, пожизненной продуктивности и максимального раздоя, для отбора первотелок рекомендуется использовать линейную модель учитывающую кровность, живую массу при первом отеле и надой за первую лактацию.

4. Применительно к конкретным технологиям для повышения эффективности использования коров племенного ядра в стадах (группы матерей коров) рекомендуется использовать трехнаправленное симплексное уравнение с функцией оценок оптимумов.

Список опубликованных работ по материалам диссертации

1. Косяченко, Н.М. Реализация генетического потенциала продуктивного долголетия при различных технологиях содержания коров ярославской породы [Текст] / Н.М. Косяченко, А.В. Коновалов., М.А. Малюкова // Нива Поволжья. - Пенза, 2012. - № 3 (24). - С. 56-60.

2. Малюкова, М.А. Эффективность использования различных технологий доения коров в Ярославской области [Текст] / М.А. Малюкова // Вестник АПК Верхневолжья. - Ярославль, 2011. - № 1 (13). - С. 92-95.

3. Малюкова, М.А. Реализация генетического потенциала пожизненной продуктивности при различных технологиях содержания коров ярославской породы [Текст] / М.А. Малюкова // Вестник АПК Верхневолжья. - Ярославль, 2012. - № 2 (18). - С. 92-95.

4. Косяченко, Н.М. Влияние материнской основы на реализацию генетического потенциала ярославской породы по молочной продуктивности при разных технологиях содержания [Текст] / Н.М. Косяченко, А.В. Коновалов., М.А. Малюкова // Вестник АПК Верхневолжья. - Ярославль, 2013. - № 1 (21). - С. 62-66.

5. Малюкова, М.А. Реализация генетического потенциала показателя «надой по максимальной лактации» при различных технологиях содержания коров [Текст] / М.А. Малюкова // XVI международная научно-практическая конференция «Инновационные направления развития АПК и повышение конкурентоспособности предприятий, отраслей и комплексов - вклад молодых ученых». Сборник научных трудов. - Ярославль, 2013. - С. 91-96.

Размещено на Allbest.ru

...