Размещено на http://www.allbest.ru/

Українська академія аграрних наук

Інститут тваринництва

УДК 636. 2. 034 : 612. 664

06.02.04 - технологія виробництва продуктів тваринництва

Автореферат

доктора сільськогосподарських наук

Наукове обґрунтування технологічних прийомів підвищення функціональної активності вимені корів

Піщан Станіслав Григорович

Харків - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі технології виробництва продукції тваринництва в Дніпропетровському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України

Наукові консультанти: доктор сільськогосподарських наук, професор АДМІН Євген Іванович, Білоцерківський державний аграрний університет, завідувач кафедри тваринництва;

доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН КОЗИРЬ Володимир Семенович, Інститут тваринництва ЦР УААН, директор Інституту

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН БОГДАНОВ Григорій Олександрович, головний науковий співробітник відділу зоотехнії та ветеринарної медицини апарату Президії УААН

доктор сільськогосподарських наук, професор КОТЕНДЖИ Геннадій Павлович, Сумський національний аграрний університет, завідувач кафедри технології виробництва продукції тваринництва

доктор сільськогосподарських наук, професор ЧИГРИНОВ Євген Іванович, Інститут тваринництва УААН, головний науковий співробітник лабораторії технології виробництва молока та яловичини

Захист відбудеться 25.11. 2008 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 65.356.01 в Інституті тваринництва Української академії аграрних наук за адресою: 62404, м. Харків, п/в Кулиничі, вул. 7-ї Гвардійської Армії, 3

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту тваринництва УААН (62404, м. Харків, п/в Кулиничі, вул. 7-ї Гвардійської Армії, 3)

Автореферат розісланий 24.10.2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, канд. с.-г. наук С.Ю. АфанасенкоАнотації

Піщан С.Г. Наукове обґрунтування технологічних прийомів підвищення функціональної активності вимені корів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.02.04 - технологія виробництва продуктів тваринництва. - Інститут тваринництва УААН, Харків, 2008. корова молоковіддача лактуючий

Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-практичної проблеми підвищення активності рефлексу молоковіддачі та фізіологічної функції молочних залоз лактуючих корів. Дослідженнями встановлена постійність рефлексу молоковіддачі у тварин незалежно від способу виведення секрету з молочних залоз та тривалості "холостого" режиму доїння. Доведено, що у процесі експлуатації корови адаптуються до "холостого" режиму доїння, тому рефлекс молоковіддачі проявляється на високому рівні, проте гальмівне безумовно-рефлекторне подразнення рецепторного апарату вимені направлене на зменшення його функціональної активності від одного доїння до іншого та фізіологічної активності в онтогенезі лактації.

Розкрита динамічність функціональної активності молочних залоз навіть за стереотипних умов процесу машинного видоювання, тому відповідно до внутрішнього стану організму у корів проявляється декілька форм гальмування рефлексу молоковіддачі, яке відбувається на рівні вимені, що не призводить до зменшення удою. Доведено, що технофізіологічний "холостий" режим доїння менш продуктивних молочних залоз відбувається перед періодом власне доїння та додоювання, а також в кінці його, за цим тривалість гальмівних подразнень визначається рівнем продуктивності та функціональною активністю вимені, тоді як технологічний "холостий" режим залежить від технологічної дисципліни і направлений на всі залози, хоч корови можуть проявляти продуктивність більше 5800 кг 4%-ового молока за лактацію.

На основі наукових досліджень розроблені технологічні прийоми цілеспрямованої безумовно-рефлекторної стимуляції рецепторного апарату лакточутливих органів корів, які сприяють формуванню активного рефлексу молоковіддачі та високої фізіологічної функції молочних залоз. До таких прийомів належать: мануальний та пневматичний масаж вимені, а також пневмомеханічний масаж дійок нетелей на ранній стадії лактогенезу; умовно-рефлекторна адаптація нетелей до технології експлуатації корів; інтерорецепторний масаж вимені первісток у період між видоюваннями; екстерорецепторний масаж зовнішніх статевих органів корів під час видоювання; дворежимне видоювання лактуючих тварин. Встановлено, що лактуючі корови легко адаптуються до різноінтенсивного стимулюючого подразнення механорецепторів та виведення молока з передніх і задніх молочних залоз, що забезпечує підвищення їх фізіологічних та функціональних властивостей.

Ключові слова: нетелі, корови, адаптація, рефлекс молоковіддачі, молочні залози, морфофункціональні властивості, машинне доїння, продуктивність, "холосте" доїння, безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату.

Пищан С.Г. Научное обоснование технологических приемов повышения функциональной активности вымени коров. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 06.02.04 - технология производства продуктов животноводства. - Институт животноводства УААН, Харьков, 2008.

Диссертация посвящена решению важной научно-практической проблемы повышения активности рефлекса молокоотдачи и физиологической функции молочных желез лактирующих коров. Исследованиями установлена постоянность рефлекса молокоотдачи у животных независимо от способа выведения секрета из молочных желез и длительности "холостого" режима доения. Во время выдаивания однорежимными аппаратами вначале этого процесса, несмотря на то, что вымя практически полностью заполнено секретом, цистернальная порция молока, что выводится в открытую фазу работы доильного аппарата из цистерны соска, не превышает 2,4-2,5 г и в ней содержится около 1,86 % жира. В процессе доения увеличиваются показатели как молоковыведения, поскольку цистернальная порция молока возрастает до 8,0-8,6 г (Р<0,05), так и жировыведения (в абсолютных показателях до 2,31-2,33 %, Р<0,01), хотя параметры доильной машины не изменяются. Однако, несмотря на то, что в апогей припуска молока все железы готовы к молокоотдаче при снижении активности выведение молока доильным аппаратом с неизменным режимом работы также уменьшается. Таким образом в процессе доения коров молоковыведение из вымени имеет форму кривой с наименьшим значением вначале, максимальным - в апогей припуска, и наименьшим - в конце. В тоже время жировыведение имеет форму постоянно растущей кривой, с наименьшим значением вначале доения, и максимальным - в конце (8,48%, Р<0,001). Во время выдаивания как в передних, так и задних молочных железах четко прослеживается две фазы молокоотдачи - активная и пассивная, длительность которых в смежных железах разная, что и приводит к возникновению "холостого" режима доения. Однако в процессе эксплуатации коровы адаптируются к "холостому" режиму доения, вот поэтому рефлекс молокоотдачи у них прявляется на высоком уровне. Тем не менее, тормозное безусловно-рефлекторное раздражение рецепторного аппарата вымени от "холостого" режима направлено на уменьшение его физиологической активности в онотогенезе лактации.

Исследованиями раскрыта динамичность функциональной активности молочных желез даже в стереотипичных условиях процесса машинного выдаивания. В зависимости от внутреннего состояния у коров проявляется несколько форм торможения рефлекса молокоотдачи, которое осуществляется на уровне вымени, что не приводит к уменьшению удоя. Первая адаптивная форма рефлекса включает в себя условно-рефлекторное звено торможения молокоотдачи, длительность которого становит около 26,4 с. Однако после завершения торможения у коров снова возбуждается самая активная форма молокоотдачи, при которой средняя интенсивность превышает показатель нормы на 39,1 % (Р<0,001).

Вторая адаптивная форма включает в себя безусловно-рефлекторное звено торможения молокоотдачи у коров продолжительностью 28,2 с. По завершению тормозного периода снова возбуждается рефлекс и интенсивность молокоотдачи повышается на 33,3 % (Р<0,001).

Третья адаптивная форма включает условно-безусловно-рефлекторное звено торможения рефлекса молокоотдачи, при которой интенсивность молоковыведения снижается в 1,3 раза, а период додаивания и величина додоя возрастают соответственно в 2,3 и 2,0 раза (Р<0,001). То есть коровы к урочному времени выдаивания не готовы к отдачи молока и подготовка к этому процессу, а также работа аппарата на вымени не вызывают возбуждение активного рефлекса молокоотдачи.

Выявлено, что технофизиологический "холостой" режим доения менее продуктивных молочных желез происходит перед периодом собственно доения и додаивания, а также в его конце, при этом длительность тормозных раздражений определяется уровнем продуктивности и функциональной активностью вымени, тогда как технологический "холостой" режим зависит от технологической дисциплины и направлен на ткани всех четырех желез вымени. При этом наблюдается три его уровня: первый - продолжительностью 5-20 с, второй - 25-35 с и третий - 40-75 с. Несмотря на длительный период "холостого" режима доения продуктивность коров может составлять более 5800 кг 4%-ного молока за лактацию.

Разработаны технологические приемы безусловно-рефлекторной стимуляции рецепторного аппарата коров, которые способствуют формированию активного рефлекса молокоотдачи и высокой физиологической функции молочных желез. Стимулирование тканей вымени нетелей в период раннего лактогенеза и лактопоэза способствует повышению уровня молочной продуктивности после отела от 8 до 17,9 %. Стимуляция рецепторов вымени и наружных половых органов у коров способствует повышению рефлекса молокоотдачи и активности секреторных процессов: средняя интенсивность молоковыведения возрастает на 10,7 % (Р<0,05), а удой за лактацию - на 10,2 % (Р<0,01). Однако во второй половине лактации рецепторный аппарат вымени менее чувствительный к стимулирующим безусловно-рефлекторным раздражениям.

Установлено, что разноинтенсивное воздействие доильного аппарата (на передние молочные железы частотой пульсаций 1,08 Гц, а на задние на уровне 1,34 Гц) на вымя коров способствует повышению интенсивности молоковыведения на 15,8 %. Двухрежимное выдаивание адекватно физиологии лактации животных, поэтому способствует повышению молочной продуктивности на 9,4 % (Р<0,05).

Ключевые слова: нетели, коровы, адаптация, рефлекс молокоотдачи, морфофункиональные свойства, молочные железы, машинное доение, продуктивность, "холостое" доение, безусловно-рефлекторная стимуляция рецепторного аппарата.

Pischan S.G. Scientific foundation of technological methods of increasing the functional activity of udder in cows. - Manuscript.

Thesis for doctor of agriculture science degree by specialty 06.02.04 - technology production of animal breeding products. - Institute of Animal Sciences of YAAS, Kharkiv, 2008.

This work devotes to the solution of an important scientific - practical problem - the increasing activity of letting down milk reflex and the increase of sector function of mammary glands of lactating cows. It has been established that the constancy of letting down milk reflex irrespective of secret method taking out from mammary glands and duration of "idle" milking regime. It has been proved that cows which are adapted to the "idle" milking regime in exploitation process have therefore high level letting down milk reflex but inhabitation of unconditioned irritation reflex of receptor apparatus of udder which directs to the decreasing its functional activity from one milking to other and physiological activity of secretor intensively in ontogenesis lactation. It has been discovered that a dynamic functional activity of mammary glands in machinery milking process and therefore corresponding to the internal state of organism in cows nave have several forms of inhabitation letting down milk reflex, but don't come to decreasing milking. It has been proved that technophysiological "idle" milking regime of mammary glands, which is less productive, and takes place before period of milking it seek to the end is lees of milking. The duration of irritation inhibition is defined by the production level and functional activity of udder but "idle" regime depends on technological discipline and directs to all glands and therefore cows can have production more than 5800 kg 4% milk in one lactation. On the base of investigation, technological methods of unconditioned refluxing stimulation of recapturing apparatus of cows were worked out, they are conductive to unit active letting milk cows reflex and high secretoring function of mammary glands. It has been established that lactating cows adapted to another stimulated irritation of mechanoreceptors and milking out from front to back mammary glands while provide increasing their secret and functional properties.

Key words: heifers, cows, adaptation, mammary glands, machinery milking, production, reflex letting down of milk, "idle" milking, unconditioned refluxing stimulation of recapturing apparatus.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. За прогнозами ООН до 2025 р. населення нашої планети збільшиться до 8,2 млрд. чоловік. Проте і сьогодні рівень річного споживання молока не змінився і становить 200 л на людину, а в країнах, що розвиваються цей показник менший у 5,5 раза. Технологія утримання тварин суттєво не зміниться, але знайдуть широке застосування мікроелектроніка та елементи автоматизації. Упродовж третього тисячоліття буде актуальним питання скільки разів та яким чином видоювати корову вакуумними машинами, що є самим розповсюдженим принципом доїння у минулому і до тепер. Та головне яким чином узгодити технічні параметри доїльної машини з фізіологією лактації тварин.

Лактація корів підтримується виключно за рахунок штучного видалення утвореного секрету з молочних залоз, оскільки спонтанно залози не в змозі звільнитися від нього. Залежно від того, яка якість спочатку умовно-рефлекторних подразнень лактаційного центру, а потім безумовно-рефлекторного стимулювання рецепторного апарату молочних залоз великою мірою визначається активність рефлексу молоковіддачі, а також секретоутворююча функція залоз у період між видоюваннями та в онтогенезі лактації корів. Тобто фізіологічна функція секреції молока у тварин досить керована і завдання науковців та практиків щоб спрямувати цей процес у необхідному напрямку. У процесі машинного видоювання тканини молочних залоз корів отримують комплекс, протилежних за природою та властивостями, подразнень від маніпуляцій з вименем оператора і дії фізичних параметрів доїльного апарата. Недостатнє безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату тканин молочних залоз, з одного боку, неадекватність безумовно-рефлекторних подразнень, які одночасно наносяться людиною і машиною, або те і інше разом з іншого, гальмують активність рефлексу молоковіддачі та зменшують фізіологічну функцію вимені. Тому на сьогодні цілком необхідні як ефективні прийоми стимуляції лакточутливого апарату корів, так і способи виведення секрету із їх молочних залоз.

Отже, розробка теоретичних та практичних аспектів ефективних технологічних прийомів безумовно-рефлекторного стимулювання рецепторного апарату лакточутливих органів корів є досить актуальним. Дисертаційна робота направлена на вирішення проблеми стимуляції рефлексу молоковіддачі та підвищення фізіологічної активності молочних залоз корів, а також підготовки нетелей до лактації в агроформуваннях різних форм власності України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові експерименти виконували відповідно до комплексних НДР УААН на 1986-1990 рр. "Удосконалити існуючі, розробити та запровадити нові технології інтенсифікації виробництва молока на основі використання високопродуктивних порід і повноцінної годівлі тварин" (номер державної реєстрації 0187.0012980); НТП УААН на 1991-1995 рр. "Створити нові, поліпшити існуючі породи і типи великої рогатої худоби, розробити екологічно чисті ресурсозберігаючі технології виробництва молока для зон України, які забезпечують одержання 5-7 тис. кг молока від корови" (номер державної реєстрації А 0100013116Р); НТП УААН на 1996-2000 рр. "Розробити енергозберігаючі конкурентноспроможні технології виробництва молока, що забезпечують річний надій 5-8 тис. кг на фуражну корову в підприємствах різних форм господарювання" (номер державної реєстрації 010196U011388); НТП УААН на 2001-2003 рр. "Розробити і впровадити енергозберігаючі технології виробництва молока і м'яса в господарствах різних організаційно-правових форм для умов центральних регіонів України" (номер державної реєстрації 0102U001777); НТП УААН на 2004-2006 рр. "Створити популяцію високопродуктивної молочної худоби з використанням світового генетичного потенціалу покращуючих порід на основі нової концепції породотворчого процесу" (номер державної реєстрації 0104U004337).

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень - експериментально обґрунтувати технологічні прийоми підвищення активності рефлексу молоковіддачі та фізіологічної функції молочних залоз корів шляхом збільшення стимулюючих безумовно-рефлекторних подразнень лакточутливого рецепторного апарату з одночасним усуненням гальмівних подразників та забезпечення ефективної умовно-рефлекторної адаптації нетелей.

Для досягнення поставленої мети визначені завдання досліджень:

1. Дослідити характер реалізації рефлексу молоковіддачі та процес виведення секрету з молочних залоз залежно від способу видоювання корів різних генотипів та рівня продуктивності.

2. Вивчити морфофункціональні властивості вимені та адаптивну здатність корів різного віку до однорежимного видоювання в онтогенезі лактації.

3. Дослідити морфофункціональні властивості вимені корів із нормально функціонуючими та патологічно гіпо- або агалактійними молочними залозами.

4. Вивчити фізіологічну функцію молочних залоз корів за умови зростання та накопичення гальмівних безумовно-рефлекторних подразнень рецепторного апарату в онтогенезі лактації.

5. Вивчити активність молоковиведення та адаптивні форми реалізації рефлексу молоковіддачі у корів різного віку під час видоювання апаратами однорежимної дії.

6. Дослідити функціональну активність нормально розвинених та патологічно гіпогалактійних молочних залоз лактуючих тварин.

7. Вивчити адаптивні властивості корів різних екологічних груп та породної належності до тривалості безумовно-рефлекторного стимулювання рецепторного апарату вимені під час видоювання на доїльних установках.

8. Визначити ефективність технологічних прийомів безумовно-рефлекторного стимулювання рецепторного апарату вимені тварин на ранній стадії лактогенезу (лактопоезу) та умовно-рефлекторної адаптації нетелей у стаді лактуючих корів.

9. Вивчити адаптаційні властивості корів до різноінтенсивного подразнення механорецепторів дійок та виведення секрету з молочних залоз під час дворежимного видоювання.

10. Визначити економічну ефективність технологічних прийомів безумовно-рефлекторного стимулювання лакточутливого рецепторного апарату корів.

Об'єкт досліджень: чистопорідні та помісні корови різних екологічних груп, нетелі молочного напряму продуктивності.

Предмет досліджень: поведінка тварин, молочні залози, фізіологічна активність, способи виведення секрету з молочних залоз, рефлекс молоковіддачі і його форми, динаміка жиро- та молоковиведення із молочних залоз, удій, різноякісні безумовно-рефлекторні подразнення рецепторного апарату вимені та статевих органів, різноінтенсивне подразнення механорецепторів і виведення секрету з передніх та задніх молочних залоз.

Методи досліджень: зоотехнічні (морфофункціональна властивість вимені корів в онтогенезі лактації, активність реалізації рефлексу молоковіддачі, стимулюючі та гальмівні фактори секреції молока та його виведення з вимені, рівень продуктивності), етологічні, аналітичні (огляд літератури, узагальнення результатів власних досліджень), біометричні (середні значення та їх похибка, рівень вірогідності).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше одержано, що динаміка рефлексу молоковіддачі не залежить від способу видоювання і під час його реалізації послідовно проявляються активна та пасивна фази, які мають різну тривалість в менш та більш продуктивних молочних залозах, причому навіть за стереотипних умов експлуатації у корів спонтанно проявляється декілька адаптивних форм гальмування молоковиведення, яке відбувається на рівні вимені тому не призводить до зменшення удою. Лактуючі тварини мають досить високі адаптивні властивості до гальмівних безумовно-рефлекторних подразнень рецепторного апарату вимені, які спричиняються "холостим" режимом доїння, хоча постійні дискомфортні подразнення сприяють розбалансуванню функції молочних залоз, гальмують їх функціональну активність упродовж доби та в онтогенезі лактації.

Дістало подальший розвиток і удосконалена технологія підготовки нетелей до лактації і машинного видоювання, за якої основним технологічним елементом є забезпечення достатнього періоду умовно-рефлекторної адаптації глибокотільних молодих тварин до системи експлуатації, а також інтенсивне безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату тканин вимені в період лактогенезу та лактопоезу, що виявляє вплив на загальний ріст, розвиток і фізіологічну активність молочних залоз.

Доведено, що патологічна гіпогалактія молочних залоз, незалежно від їх інгвінальної архітектоніки, супроводжується як підвищенням функціональної активності, так і незначною та глибокою гальмівною функцією молоковіддачі, що додає часу больового подразнення рецепторного апарату атрофованій залозі від "холостого" режиму доїння та призводить до зниження функціональної активності вимені в цілому.

Теоретично обґрунтовано й експериментально доведено, що для збудження активного рефлексу молоковіддачі коровам достатньо стереотипних умовно-рефлекторних подразників, тому безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату молочних залоз під час підготовчих операцій до видоювання має менше значення, ніж заключний інтерорецепторний масаж тканин вимені. В онтогенезі лактації високопродуктивні корови досить чутливі до стимулюючих безумовно-рефлекторних подразнень лакточутливого рецепторного апарату, тоді як низькопродуктивні тварини, навпаки, - до гальмівних.

Удосконалено способи стимуляції рефлексу молоковіддачі у корів та машинного їх видоювання. Одночасна стимуляція екстерорецепторів статевих органів та екстеро- і інтерорецепторів молочних залоз тварин під час видоювання має синергічний характер, що призводить до посилення як рефлексу молоковіддачі, так і фізіологічної активності вимені. Корови легко сприймають різноінтенсивне подразнення механорецепторів та молоковиведення з передніх та задніх молочних залоз дворежимним апаратом, що проявляється підвищенням активності молоковіддачі та лактаційної функції.

Наукові розробки захищені авторськими свідоцтвами, зокрема, пристрої для обмивання та масажу вимені тварин, колектор доїльного апарата, пульсатори різних модифікацій, доїльний апарат, молочно-вакуумна лінія для доїльних установок, спосіб доїння тварин.

Практичне значення одержаних результатів. На основі тривалих та комплексних досліджень розроблені технологічні прийоми підготовки нетелей до лактації, в яких головним елементом виступає ефективна умовно-рефлекторна адаптація нетелей до умов експлуатації та пневмомеханічний масаж тканин вимені перед отеленням, що забезпечує достатній ріст і розвиток молочних залоз, а також високий рівень лактопоезної активності. В пологовому відділенні та під час роздоювання у збудженні рефлексу молоковіддачі та підвищенні фізіологічної активності молочних залоз виявляє високу ефективність екстерорецепторне стимулювання зовнішніх статевих органів первісток, а перед моціоном на вигульно-годівельних майданчиках - інтерорецепторний масаж вимені.

Гнучка технологія видоювання на неавтоматизованій установці типу "Тандем" передбачає оптимальне навантаження доїльних станків на одного оператора, де головним із визначаючих факторів їх кількості є величина продуктивності та функціональна активність вимені корів. Оптимальне навантаження доїльних станків на одного оператора попереджує виникнення технологічного "холостого" режиму доїння та сприяє підвищенню рівня удоїв тварин.

В онтогенезі лактації корів достатня доза стимулюючих безумовно-рефлекторних різноінтенсивних подразнень механорецепторів молочних залоз та виведення із них секрету (дворежимне видоювання) елімінують технофізіологічний "холостий" режим доїння, що забезпечує підвищення рівня фізіологічної активності вимені.

Розроблені "Технологічні способи підготовки нетелей та стимуляції лактаційної функції корів" розглянуто, схвалено та рекомендовано до впровадження секцією виробництва та переробки продукції тваринництва і птахівництва Науково-технічної ради Мінагрополітики України (протокол № 3 2008-05-19).

Результати досліджень впроваджено у господарствах з виробництва молока Дніпропетровської - з додатковим річним прибутком 1128,5 тис. грн. та Хмельницької областей - з річним прибутком 670,5 тис. грн. Теоретичні та практичні напрацювання дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі при підготовці студентів у ДДАУ та підвищення кваліфікації фахівців у галузі тваринництва на базі Інституту післядипломної освіти та дорадництва при ДДАУ.

Особистий внесок здобувача. Автору особисто належить формулювання концепції і розробка програми досліджень, вибір і обґрунтування напряму роботи, планування експериментів та їх проведення, аналіз і наукове трактування результатів, внесення власних наукових положень до захисту дисертації, викладення матеріалів в публікаціях. Всі етапи науково-дослідних робіт, результати яких ввійшли до дисертації, проведені особисто автором - визначення стану проблеми і питань в ній, що потребують вирішення, формулювання мети і розробка робочих програм експериментів, підготовка рукописних наукових звітів і праць, обґрунтування висновків і рекомендацій виробництву, проведення виробничої перевірки і впроваджень розробок у практику агропромислового комплексу.

Апробація результатів дисертації. Основні теоретичні положення і практичні рекомендації результатів досліджень, які висвітлені в наукових працях автора, пройшли наукові дискусії, публічне обговорення та одержали позитивну оцінку на: II республіканській науково-виробничій конференції молодих вчених і спеціалістів "Вклад молодих вчених України в інтенсифікацію сільськогосподарського виробництва" в НДІТ Лісостепу і Полісся УРСР (Харків, 1986); республіканській науковій конференції "Стан і перспективи розвитку біотехнології у тваринництві" (21-22 вересня 1988 р.) в НДІТ Лісостепу і Полісся УРСР (Харків, 1988); науково-виробничій конференції "Проблеми інтенсифікації виробництва молока" в БілНДІТ (Мінськ, 1991); науково-виробничій конференції "Наукове забезпечення агропромислового комплексу західного регіону України в умовах переходу до ринкових відносин" в інституті землеробства і тваринництва західного регіону УААН (Львів, 1992); республіканській науково-практичній конференції "Проблеми підвищення продуктивності тварин та ефективності їх лікування" (19-21 квітня 1994 р.) в Дніпропетровському управлінні сільського господарства та продовольства (Дніпропетровськ, 1994); науково-практичній конференції "Наукове забезпечення інтенсифікації тваринництва в центральній зоні України" в інституті тваринництва ЦР УААН (Дніпропетровськ, 1996); II Міжнародному симпозіуму "Безпека складних систем і проблеми стійкого розвитку" (червень 1997 р.) в інституті геотехнічної механіки НАН України (Дніпропетровськ, 1997); науково-виробничих конференціях "Шляхи розвитку тваринництва в ринкових умовах" (2001, 2003 рр.), "Науково-методичні основи управління породоутворюючим процесом на Дніпропетровщині" (30 травня 2003 р.), "Наукове забезпечення повноцінної годівлі сільськогосподарських тварин в сучасних умовах" (12 грудня 2003 р.), "Новітні технології в тваринництві" (23 березня 2004 р.), "Проблеми відтворення великої рогатої худоби в сучасних умовах" (23 липня 2004 р.), "Технологічні проблеми переробки та підвищення якості продуктів тваринництва" (2006 р.) в інституті тваринництва ЦР УААН (Дніпропетровськ, 2001-2006); XVIII (XXIX) міжнародній науково-практичній конференції "Кроки науки назустріч виробництву" в інституті тваринництва ЦР УААН (Дніпропетровськ, 2006); міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених "Теоретичні й практичні досягнення молодих вчених аграріїв" (11-12 квітня 2006 р.) в ДДАУ (Дніпропетровськ, 2006); міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми та ефективність сучасної селекції в тваринництві" (15-16 вересня 2006 р.), присвяченій 100-річчю із дня народження видатних вчених селекціонерів, докторів наук, професорів Одеського державного аграрного університету в ОДАУ (Одеса, 2006); міжнародній науково-практичній конференції "Тваринництво XXI сторіччя: новітні технології, досягнення та перспективи" (3-6 жовтня 2006 р.) в інституті тваринництва УААН (Харків, 2006); міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми сучасної генетики та селекції сільськогосподарських тварин", присвяченій 100-річчю з дня народження видатного вченого, заслуженого зоотехніка України, професора М.О. Селеха (11-13 жовтня 2006 р.) в ДДАУ (Дніпропетровськ, 2006); XXVI науково-практичній конференції (6 березня 2007 р.) в інституті тваринництва ЦР УААН (Дніпропетровськ, 2007); міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених "Аграрний форум - 2007" (5-7 квітня 2007 р.), присвяченій 30-й річниці заснування Сумського національного аграрного університету в СНАУ (Суми, 2007); міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми підвищення ефективності виробництва тваринницької продукції" (12-13 жовтня 2007 р.) в науково-практичному центрі Національної академії наук Білорусії по тваринництву (Жодино, 2007); міжнародній науково-практичній конференції "Розведення тварин - актуальні проблеми та шляхи їх вирішення", присвяченій 75-й річниці утворення кафедри розведення тварин та мисливського господарства (23-25 жовтня 2007 р.) в ХДЗВА (Харків, 2007).

Результати досліджень доповідалися щорічно упродовж 1986-2007 років на звітних наукових конференціях в НДІТ Лісостепу і Полісся УРСР (м. Харків), в інституті тваринництва ЦР УААН та в ДДАУ (м. Дніпропетровськ).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані у 79 працях, у тому числі 34 статтях фахових видань України, 11 авторських свідоцтвах на винахід, 28 збірниках наукових праць, матеріалів конференцій, 6 рекомендаціях виробництву.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота викладена на 430 сторінках комп'ютерного тексту й складається з вступу, трьох розділів, загальних висновків, пропозицій виробництву, додатків та списку використаних джерел. Робота містить 100 таблиць та 21 рисунок, в додатку 52 таблиці допоміжних цифрових даних. Список літератури нараховує 614 джерел, у тому числі 33 латиницею.

Основний зміст дисертації

МАТЕРІАЛ, МЕТОДИКА І ТЕХНІКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження за темою дисертаційної роботи виконувалися упродовж 1986-2006 років в науково-дослідному інститутів тваринництва Лісостепу і Полісся УРСР, науково-дослідному інституті тваринництва центральних районів УААН та Дніпропетровському державному аграрному університеті. Науково-господарські досліди проведені на тваринницьких комплексах: Черкаської області - "Заповіт Леніна", "Дніпро" Черкаського району, "Матусово" Шполянського району, "Маяк", "Старий Коврай", "Велика Бурімка" Чорнобаївського району, "Христинівське" Христинівського району; Держплемзавод ім. XXVI зїзду КПРС, "Золотоніське" Золотоніського району; Дніпропетровської області - ім. "50-річчя Жовтня" Новомосковського району, "Кіровське", ДГ "Дніпро", "Дзержинець", агрофірма "Наукова" Дніпропетровського району; Миколаївської області - навчальне господарство Мігейського технікуму Ново-Бузького району; Кіровоградської області - СК "Україна" Онуфріївського району, фермерське господарство Жака Геерста (штат Вісконсін, США).

Матеріалом досліджень були тварини червоної степової, чорно-рябої, симентальської, голштинської порід, а також голштинізовані помісі симентальської та чорно-рябої порід. Організацію наукових досліджень виконували згідно з наведеною загальною схемою (рис. 1) та встановленими правилами їх проведення у тваринництві (Е.П. Кокоріна, К.І. Кавешнікова, 1973, 1977, 1983; О.І. Овсянніков, 1976; П.І. Вікторов, В.К. Менькін,1991).

Під час постановки дослідів користувалися методом груп. Відбирали дві та більше груп тварин, серед яких визначали контрольну, а на дослідних випробовували новий фактор, і співставленням отриманих результатів визначали його вплив. Необхідною умовою застосування цього методу був підбір у групи тварин-аналогів. При цьому враховували: породу, живу масу, вік, дату отелення або запліднення, рівень продуктивності (удій, вміст молочного жиру - %, кг за 305 діб попередньої лактації та поточної), характер лактаційної кривої (високий стійкий рівень), морфологію дійок та вимені, здоров'я тварин, схильність до ураження молочних залоз маститом, чутливість до присутності експериментатора тощо.

Дослідження процесу виведення секрету різними способами та морфофункціональних властивостей вимені в онтогенезі лактації. Спостереження проводили на коровах чорно-рябої та червоної степової породи (n=2445) за умов прив'язного утримання та видоювання доїльними апаратами ДА-2 "Майга". Вивчення функціональної активності здорових та патологічно гіпогалактійних молочних залоз корів (n=218) проводили за допомогою апарата ДАЧ-1. Дослідження безумовно-рефлекторного стимулювання рецепторного апарату вимені: 1. Підготовчо-заключні операції видоювання на лінійних доїльних установках за умови різного рівня кормового забезпечення корів. Для обстеження виділили чотири стада корів: I стадо налічувало 640 голів, у яких середня продуктивність за лактацію становила 2110,3 кг 4%-ового молока; II стадо - відповідно 760 голів і 2993,3 кг; III стадо - відповідно 600 голів і 4418,8 кг; IV (контрольне) стадо - відповідно 800 голів і 5824,0 кг. Рівень кормового забезпечення був таким: I стадо корів - на одну середньорічну корову було спожито 40,4 ц к. од.; II стадо - 45,6 ц к. од.; III стадо - 49,3 ц к. од.; IV стадо - 55,1 ц к. од. 2. Вивчення продуктивних якостей чистопородних тварин та їх помісей з голштинами. Дослідження проводили в умовах прив'язного утримання на стадах чистопородних тварин симентальської (С, n=206) і чорно-рябої порід (ЧР, n=180) та їх помісей F1 з голштинами (Г). 3. Безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату вимені корів різних екологічних груп у процесі видоювання на лінійних доїльних установках. Вивчення процесу машинного видоювання корів проводили на молочній фермі агрофірми "Наукова" Дніпропетровської області та у фермерському господарстві Жака Геерста штату Вісконсін (США). 4. Безумовно-рефлекторне стимулювання тканин вимені у процесі підготовчо-заключних операцій видоювання корів у доїльному залі. Спостереження за процесом видоювання на неавтоматизованій установці УДТ-6 "Тандем" проводили за однією технологічною групою корів (n=45).

Рис. 1. Загальна схема наукових досліджень

Дослідження різноякісного безумовно-рефлекторного стимулювання рецепторного апарату на ранніх стадіях лактогенезу (лактопоезу) корів та адаптації нетелей до нових умов експлуатації: 1. Мануальне безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату вимені нетелей. У виробничих умовах відібрали дві групи нетелей (n=20) чорно-рябої породи. Інтенсивний мануальний масаж вимені нетелей I групи розпочали за 88 діб, а припинили за 24 доби до передбачуваного отелення. 2. Пневматичне безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату вимені нетелей. У виробничих умовах вивчали ефективність щоденного одно- (I група, n=27) та дворазового (II група, n=27) пневмомасажу вимені нетелей упродовж 40 діб тривалістю 3 хв за допомогою спеціальних масажних чаш (УПВН-100-ДУ). При цьому глибину вакууму у трубопроводі забезпечували на рівні 0,425 кгс/см 2, а частоту роботи пульсатора - біля 1,25 Гц. 3. Пневмомеханічне безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату тканин дійок вимені нетелей. У виробничих умовах із нетелей чорно-рябої породи (n=24) за принципом парних аналогів сформували дві групи. Пневмомеханічний масаж дійок нетелей I групи проводили упродовж 24 діб один раз на добу, яке розпочали за 43 доби та припинили за 19 діб до отелення. 4. Умовно-рефлекторна адаптація нетелей у стаді лактуючих тварин. Для проведення експерименту сформували два стада нетелей чорно-рябої породи по 143 голови у кожному. Тварин I стада переводили в умови експлуатації повновікових корів за 15-20 діб до отелення, а II (контрольного) стада - за 60-75 діб. 5. Ефективність зменшення гальмівних та подовження стимулюючих безумовно-рефлекторних подразнень рецепторного апарату у процесі машинного видоювання на доїльній установці "Тандем". Досліди проводили на коровах червоної степової породи, яких сформували у два стада: I стадо (n=372) визначили як дослідне, а II (n=372) - як контрольне. 6. Інтерорецепторний масаж вимені після основного умовно-безумовно-рефлекторного стимулювання лактогенного апарату первісток. Для досліджень сформували дві групи (n=23) первісток чорно-рябої породи. Мануальний "сухий" масаж молочних залоз тварин після першого (ранкового) видоювання виконували упродовж 76 діб на початку лактації. 7. Безумовно-рефлекторне стимулювання рецепторного апарату зовнішніх статевих органів корів у процесі молоковіддачі. Для проведення експерименту відібрали лактуючих тварин червоної степової породи (ЧС), з яких сформували дві групи: I (n=50) - дослідна, а II (n=50) - контрольна. У дослідний період для корів I групи упродовж 60 діб ввели нові умови проведення машинного доїння. Поряд з підготовчими операціями, після підключення доїльних стаканів оператор упродовж 20-30 с виконував масаж латеральної стінки зовнішніх статевих органів піддослідних тварин I групи. 8. Дворежимне видоювання та адаптація лактуючих корів. Для проведення досліджень відібрали 27 корів чорно-рябої породи першої-другої лактацій. Експериментальний доїльний апарат мав два регулюючих пульсатори (ДД 4-1). Видоювання піддослідних тварин I групи проводили з частотою пульсацій для передніх залоз на рівні 1,04 Гц, а для задніх - 1,31 Гц. Глибина вакууму у магістральному трубопроводі становила 49,8 кПа. 9. Вплив дворежимного видоювання на продуктивність корів. Два експерименти провели на повновікових коровах (n=28) третьої-четвертої лактацій та первістках (n=28) чорно-рябої породи. У дослідний період частота пульсацій для передніх молочних залоз тварин I групи становила 1,08 Гц, а для задніх - 1,34 Гц.

Дослідження молока на вміст жиру проводили кислотним методом (ГОСТ 5867-69; ГОСТ 5867-90). Відбір середніх проб молока для визначення жиру здійснювали відповідно до ГОСТ 13928-84. В усіх проведених дослідженнях балансування раціону годівлі піддослідних тварин здійснювали відповідно до норм ВАСГНІЛ (О.П. Калашніков і інш., 1985).

Цифровий матеріал опрацьований шляхом варіаційної статистики (Плохінський М.А. та Меркур'єва Є.К., 1969, 1983) з використанням статистичних програм "Microsoft Office Excel". За результатами біометричної обробки даних визначали середню арифметичну величину (М) та її похибку (±м), вірогідність різниці між порівняльними даними - за критерієм Ст'юдента (td), а також рівень ймовірності (Р). Різницю між значеннями середніх величин вважали статистично вірогідною при P<0,05 та менше.

РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Спосіб видоювання та активність рефлексу молоковіддачі у корів

У проведених дослідженнях встановлено, що як за ручного (прямого та змінного), так і за машинного видоювання у період власне доїння в передніх і задніх молочних залозах послідовно відбуваються дві фази рефлексу молоковіддачі: найбільш тривала - активна, та коротка - пасивна (табл. 1). Причому у задніх залозах період активної фази рефлексу на 10,5 % довший, ніж у передніх. Активна фаза рефлексу молоковіддачі змінюється пасивною, тривалість якої у передніх молочних залозах становить 5,6 % від загального часу машинного доїння. Але, незважаючи на суттєво більшу продуктивність задніх залоз тривалість пасивної фази рефлексу в них зовсім незначна, оскільки не перевищує 2,8 % від загального часу доїння та на 45 % (Р<0,001) коротша, порівняно з показником передніх.

Таблиця 1 Функціональна активність вимені корів під час видоювання однорежимним апаратом, n=20

Примітки: 1. а-б Р<0,05

2. в-г Р<0,05

Різна тривалість фаз рефлексу молоковіддачі у передніх та задніх молочних залозах визначає різночасний період їх власне доїння. Коли основне виведення молока з менш продуктивних передніх молочних залоз припиняється, то із задніх - триває ще упродовж 13,8 с. Таке явище цілком природне, оскільки воно має місце і за ручного видоювання тварин. Але, на відміну від наближеного до природного способу видалення молока, при машинному доїнні апарат продовжував роботу на вимені і травмував його "холостим" режимом.

Проте негативний вплив доїльної машини на залози зовнішньої секреції корів цим не завершується. Певні особливості молоковиведення з передніх, менш молочних, та задніх, більш продуктивних, залоз відмічаються і у період машинного додоювання. Так, тривалість заключного видоювання передніх залоз становила 31,8 с, тимчасом задніх вона була більшою на 34,9 % (Р<0,05), що спричиняло "холосте" доїння.

Детальний аналіз реалізації рефлексу молоковіддачі під час машинного видоювання дозволив встановити особливості функціонального стану суміжних молочних залоз корів. Вони закладені у тому, що передні та задні залози суттєво різняться між собою за показниками активності рефлексу молоковіддачі. Якщо період зростання припуску молока у передніх залозах становив у середньому 14,4 с, то у більш молочних задніх він був коротшим на 34,7 % (Р<0,001). Тобто у менш продуктивних залозах перехід альвеолярного молока у цистерни більш повільний, ніж у залозах із вищою молочністю. Якщо у передніх залозах апогей рефлексу молоковіддачі відмічався через 15,5 с від початку видоювання, то у задніх він наступав на 30,3 % (Р<0,01) раніше. Зниження активності рефлексу молоковіддачі у передніх залозах від початку доїння мало місце через 187,9 с, тимчасом як у задніх - після 207,7 с видоювання.

Таким чином, під час видоювання корів апаратами однорежимної дії активна фаза рефлексу молоковіддачі триваліша порівняно з пасивною, але період власне доїння задніх молочних залоз на 7 % більший, ніж передніх. Тим не менше, за таких умов період додоювання передніх молочних залоз не тільки не збільшується, але й навіть зменшується порівняно із задніми. Це вказує на те, що лактуючі тварини досить легко адаптуються до гальмівних подразнень, які наносить на тканини вимені доїльна машина. Досить очевидно і те, що не стимулюючі безумовно-рефлекторні подразнення мають підпорогову силу, тому реалізація рефлексу молоковіддачі під час видоювання не змінюється і відповідає нормі.

Підтвердженням вищезазначеного слугують показники динаміки молоковиведення у період власне доїння. Початок машинного видоювання лактуючих тварин характеризується такими ж показниками, як і при ручному. Незважаючи на те, що перед початком доїння вим'я практично повністю заповнене молоком, інтенсивність його виведення у відкриту фазу доїльного апарата мізерна, оскільки величина цистернальної порції з передніх залоз не перевищувала 2,4 г, а з задніх - 2,5 г (табл. 2). У цей же час цистернальна порція молока характеризується найнижчим показником вмісту жиру, який в абсолютних показниках не перевищував в усіх залозах 1,86 %.

Як за ручного доїння тварин, так і у процесі їх машинного видоювання спостерігається зростання показників молоко- та жировиведення, хоча параметри роботи доїльного апарата не змінюються і залишаються на відносно постійному рівні. Це підтверджує те положення, що на процес молоковиведення із залоз прямий вплив має активність рефлексу молоковіддачі. Так, суттєве підвищення інтенсивності виведення молока було у період апогею рефлексу молоковіддачі і становило з передніх залоз 8,1 г, а із задніх воно було більшим на 6,8 % (Р<0,05) та перевищувало власний показник початку доїння у 3,4 раза (Р<0,001). Хоча у цей час жировиведення і збільшилося на 26,5 % (Р<0,01), але залишалося відносно на низькому рівні і становило у середньому 2,34 %.

Таблиця 2 Молоко- та жировиведення із вимені у період власне доїння корів однорежимним апаратом, n=20

Примітки: 1. а-б Р<0,05

2. в-г Р<0,05

Незважаючи на те, що в апогей припуску всі молочні залози максимально готові до молоковіддачі, при зниженні її активності інтенсивність виведення молока доїльним апаратом з незмінним режимом роботи також зменшується, що відповідає аналогічному явищу, яке має місце за ручного доїння корів. Так, у фазі зниження активності рефлексу величина цистернальної порції молока з передніх залоз хоч і перевищувала початок доїння у 2,9 раза, та все ж поступалася показнику апогею припуску на 14,3 % (Р<0,001). Аналогічні процеси відбуваються і в задніх залозах, у яких цистернальна порція не перевищувала 7,1 г, що було все ж більше початку доїння у 2,8 раза, але менше на 17,4 % (Р<0,001) за показник апогею припуску. За показниками жировиведення цей час машинного доїння відзначається зовсім протилежними значеннями, характерними для молоковиведення. У видаленій порції молока з передніх та задніх залоз містилося у середньому 4,91 % молочного жиру, що перевищувало його власний показник апогею припуску у 2,11 раза (Р<0,001).

Отже, на відміну від показника молоковиведення, жировиведення як з передніх, так і з задніх залоз дуже близьке та невпинно збільшується від початку доїння до його завершення. У кінці періоду власне доїння вміст жиру в молоці з передніх та задніх молочних залоз тварин перевищує показник початку доїння у 2,9 раза (Р<0,001).

Спадаючою кривою динаміки молоковиведення та, навпаки, постійно зростаючою за показниками жировиведення характеризуються молочні залози у період машинного додоювання, що повністю відповідає такому ж явищу за ручного додоювання. Завершення машинного видоювання корів характеризується найменшим рівнем молоковиведення - величина цистернальної порції молока не перевищувала у середньому 3,6 г, у той же час вміст жиру в ній був максимальний і у відносних величинах на 17,2 % перевищував показник, одержаний у середині цього періоду. Рівень жирномолочності передніх та задніх залоз у кінці періоду машинного додоювання у 4,5 раза (Р<0,001) більший, ніж на початку видоювання.

Таким чином, незалежно від способу виведення секрету з молочних залоз рефлекс молоковіддачі у корів має активну та пасивну фази, які мають різну характеристику у передніх, як менш продуктивних, та в задніх залозах, як більш молочних. Під час реалізації рефлексу інтенсивність молоковиведення із вимені з незмінними фізичними параметрами доїльного апарата змінюється, при цьому вона у більш продуктивних задніх залозах вища, ніж в менш молочних передніх. Це спричиняє різну тривалість періодів машинного видоювання і, звідсіля, виникнення "холостого" режиму доїння.

Морфофункціональна властивість вимені в онтогенезі лактації корів

Анатомічні та фізіологічні властивості формування протокової системи та паренхіми молочних залоз корів такі, що, як правило, задні розвинені більше, ніж передні. У проведених дослідженнях повновікові тварини та більшість первісток характеризувалися саме такими показниками. Але траплялися і такі корови першої лактації, у яких розвиток молочних залоз був не стандартний. У деяких первісток передні та задні молочні залози були розвинені однаково, у інших, навпаки, - передні - були краще розвинені, ніж задні. Так, більше 17 % первісток мали вимя, де вища секреторна активність відмічалась у передніх молочних залозах. Були у стаді і первістки (10,8 %), у яких фізіологічна активність як передніх, так і задніх молочних залоз виявилася однаковою. Різний стан морфологічних властивостей суміжних молочних залоз вимені у більшості корів вказує на те, що лише 5,3 % тварин стада придатні для видоювання однорежимним доїльним апаратом.

Незважаючи на різний вміст секрету в суміжних молочних залозах під час однорежимного видоювання як повновікових тварин, так і первісток упродовж доби, тобто від першого до третього видоювання, їх морфофункціональні властивості залишаються дуже стабільними. Цілком природно, що із зменшенням інтервалу між видоюваннями у залозах зменшується величина удою (табл. 3). Проте зовсім інші значення має такий показник, як інтенсивність секреції молока в молочних залозах. Так, у корів третьої лактації у третє (вечірнє) видоювання відбувалося явно виражене його гальмування, тому поступалася показнику другого (обіднього) доїння на 16,1 % (Р<0,001) та первісткам у третє (вечірнє) - на 13,9 % (Р<0,001). У задніх молочних залозах відзначалося теж гальмування цього процесу, глибина якого залежала від віку корів. Якщо у первісток інтенсивність секреції молока у цей час поступалася показнику другого доїння на 10,5 % (Р<0,01), то у корів третьої лактації - на 23,4 % (Р<0,001). У той же час показник інтенсивності секреції молока у задніх залозах перевищував значення передніх цього ж вимені на 39,7 % (Р<0,001).