Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Повышение биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции при промышленных технологиях содержания и с учетом экологического зонирования территорий

ВАК РФ 03.02.14, Биологические ресурсы

Автореферат диссертации по теме "Повышение биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции при промышленных технологиях содержания и с учетом экологического зонирования территорий"

На правах рукописи // -

Лоретц Ольга Геннадьевна

Повышение биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции при промышленных технологиях содержания и с учетом экологического зонирования территорий

03.02.14 — биологические ресурсы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Ю гонгом

Екатеринбург — 2014

005550013

005550013

Работа выполнена на кафедре технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции и кафедре инфекционной и незаразной патологии ФГБОУ ВПО «Уральский государственный аграрный университет»

Научный

руководитель академик РАН, доктор биологических наук,

(консультант): Официальные оппоненты: Топурня Гоча Мирнановнч

Таирова Альфня Рахимовна

Ахмедзянова Фирая Казбековна

Ведущая организация:

профессор

Донник Ирина Михайловна

доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет», кафедра технологии переработки и сертификации продукции животноводства, заведующий

доктор биологических наук, профессор; ФГБОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины»; кафедра общей химии и экологического мониторинга, заведующий доктор биологических наук, ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия

ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана», кафедра кормления, доцент

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Россельхозакадемии (ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии)

Защита состоится « 10 » июля 2014 г, в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.099.01 на базе государственного научного учреждения «Уральский научно-исследовательский ветеринарный институт» (620913, г. Екатеринбург, ул. Главная, 21, корпус № 2, ГНУ Уральский НИВИ Россельхозакадемии).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ГНУ Уральского научно-исследовательского ветеринарного института Россельхозакадемии

http://www.urnivi@.ru

Адрес: Государственное научное учреждение Уральский научно-исследовательский

ветеринарный институт Россельхозакадемии

620142 г. Екатеринбург, ул. Белинского 112 а,

тел/факс (343) 257-64-82, 257-82-63. E-mail: info@urnivi.ru

Автореферат разослан « &*>•> tZ^CUf 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат ветеринарных наук

Печура Елена Владимировна

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсификация технологий отрасли животноводства без оценки популяций крупного рогатого скота и отдельных генетических групп приводит к истощению биологического потенциала животных, ранней выбраковке их и значительным экономическим потерям. И наоборот, разработка методов рационального использования и воспроизводства животных позволяет увеличить популяционную продуктивность. В последнее десятилетие, оценке биоресурсного потенциала сельскохозяйственных животных на территориях Урала, Зауралья и Сибири уделяется значительное внимание (Шкуратова И.А., 2001; Ряпосова М.В., 2011;). Изучение генетических факторов, позволяющих увеличить молочную продуктивность при хорошем качестве и составе молока, ведется в направлении создания новых типов скота на основе скрещивания отечественных пород с голштинской (Шевелева О.М, Свяжешша М., 2005; Гречушкин А.И., 2009; Кахикало В.Г. с соавт., 2009; Ляшук Р.Н. и др., 2009).

На Среднем Урале с использованием голштинской породы выведен новый уральский тип черно-пестрой породы скота, который имеет свои особенности. В связи с этим, возникает необходимость комплексно оценить популяцию нового типа по основным признакам, особенно по биологическим и продуктивным показателям, эффективнее управлять и рационально использовать их потенциал. Генетический рост продуктивности скота может снизить затраты кормов на производство продукции, решить проблему наиболее эффективного использования животных, тем самым, способствовать сохранению генофонда (Прохоренко П.Н., Логинов Ж.Г., 1986; Стрекозов Н.И., 2007; Новоселова J1.E., 2007;, Мымрин B.C., 2012).

В Уральском регионе сосредоточена значительная часть предприятий черной и цветной металлургии, машиностроения, лесохимического комплекса, электроэнергетики. По мнению ученых, состояние окружающей среды в регионе оценивается как кризисное и представляет собой сложную целостную систему взаимосвязанных биологических ресурсов и (Большаков В.Н. с соавт, 1991; Донник И.М., Смирнов П.И., 2001; Беспамятных E.H., 2007; Мымрин B.C. и др. 2013;). В связи с этим сохранение биологических ресурсов в условиях экологической опасности стоит очень остро.

По мнению уральских ученых Донник И.М. с соавт. (2001); Г.М. Топурия (2006); B.C. Мымрина (1991,2012); И.А. Шкуратовой с соавт. (2007, 2012), JI.B. Бурлаковой,

(2007); С.Н.Кошелева (2007) и др. размещение сельскохозяйственного производства без учета экологических условий привело к тому, что в настоящее время в зоне техногенных загрязнений, сосредоточено наибольшее количество сельскохозяйственных предприятий производящих значительный объем сельскохозяйственной продукции.

Насыщение окружающей среды региона токсичными элементами создаёт проблему получения качественных продуктов питания, среди которых особое значение имеет молоко. Исследованиями Морозовой Н.И. (2003), Бурлаковой JI.B (2007), Миколайчика И.Н. (2009), Кузнецова A.C., Кузнецова С.Г. (2010) установлено, что молочная продуктивность коров снижается до 14% в предприятиях, расположенных на территории экологического неблагополучия. Молоко отличается пониженными технологическими свойствами и пищевой ценностью и решение проблемы повышения качества молочных продуктов необходимо координировать, прежде всего, с улучшением качества молока-сырья.

Ряд ученых, исследовавших влияние различных факторов на качество молочной продукции, установили, что более значимое влияние на технологические свойства молока, в частности на его сыропригодность, оказывает генотип животного, что вызывает необходимость в дополнительных исследованиях в этом направлении (Прохоренко П.Н., 1990; Прохоренко П.Н., Логинов Ж.Г., 1986; Барабанщиков Н.В., Лазаренко В., Комаров Н., Харитонова И., 1990; Любимов А.И., Сергееева В.В., 1997; Стрекозов Н.И., Еремина М.А., 1987; Стрекозов Н.И., 2002; Любимов А., Юдин В.М., 2014).

Актуальным остается и вопрос продуктивного долголетия коров при использовании генофонда голштинской породы. Сроки продуктивного долголетия животных находятся в прямой зависимости от уровня продуктивности, количества получаемого приплода, а также от степени экологических особенностей территории (Стрекозов Н.И. и др., 1986; Таирова А.Р., Кузнецов А.И., 1999; Донник И.М., Смирнов П.Н., 2001; Топурия Г.М., 2006; Ряпосова М.В., 2008, 2011; Шкуратова И.А. с соавт., 2012).

В связи с вышеизложенным, изучение биоресурсного потенциала крупного рогатого скота разного генотипа в современных условиях использования и влияние на него генетических, технологических, экологических факторов является актуальным.

Цель и задачи исследовании. Провести оценку биоресурсного потенциала крупного рогатого скота при промышленных технологиях содержания и разработать систему повышения продуктивности популяции и качества получаемой продукции с учетом экологического зонирования.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести зонирование сельскохозяйственных предприятий с учетом интенсивности техногенного воздействия территории их размещения;

2. Изучить биологические и продуктивные качества коров разного генотипа при промышленных технологиях содержания и с учетом экологического зонирования;

3. Провести оценку быков-производителей, используемых в Уральском регионе для повышения биоресурсного потенциала популяции крупного рогатого скота и определить влияние инбридинга на их продуктивные качества;

4. Дать характеристику сроков продуктивного долголетия коров разной линейной принадлежности с учетом системы содержания, экологического зонирования территории их размещения;

5. Провести комплексный анализ качества молока и молочных продуктов с учетом влияния технологических, экологических и генетических факторов;

6. Определить биологическую и экономическую эффективность производства молока с учетом генетических и технологических факторов;

7. Разработать научно-обоснованную систему повышения биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции при промышленных технологиях (на основе системы ХАССП - анализа рисков и контрольных критических точек, подбора родительских пар по улучшающим признакам и использования препаратов Сел-Плекс и Биоплекс Цинк).

Научная новизна исследований. Впервые, на значительном поголовье крупного рогатого скота уральского типа черно-пестрой породы при промышленных технологиях содержания и с учетом размещения в зонах техногенного воздействия, выявлены генотипические особенности популяции животных, коррелирующие с уровнем молочной продуктивности и качеством молочной продукции. Установлено, что биоресурсный потенциал животных реализуется в разной степени в зависимости от технологии содержания и степени техногенного воздействия территории размещения. Впервые у коров уральского типа черно-пестрой породы проведен мониторинг содержания локуса гена молочных белков - каппа-казеина (С8ЫЗ). Установлено, что у

особей с В-аллелью гена СБ№ молоко обладает более высоким содержанием белка (на 4-6%) и лучшими технологическими свойствами (уменьшением времени сычужной свертываемости на 37%), высоким выходом сыра (на 3%) по сравнению с животными не имеющими данной аллели.

Впервые применен многофакторный индексный метод, позволяющий одновременно оценить по группе показателей (удой, жирномолочность, белковомолочность) быков-производителей и выявить увеличение или уменьшение продуктивности их дочерей, тем самым способствовать более правильному подбору племенных животных.

Проведен анализ популяции уральского типа черно-пестрого скота по степени инбридинга. Установлено, что в племенных стадах Среднего Урала до 53% поголовья коров инбридированы в различных степенях. Отдаленная степень инбридинга способствует увеличению молочной продуктивности (на 5-10%) и живой массы (на 3%) коров по сравнению с тесной степенью инбридинга.

Изучено влияние селеносодержащей добавки Сел-Плекс и цинкосодержащей добавки Биоплекс Цинк на биохимические показатели крови и качество молочной продукции. Установлено, что совместное введение препаратов опосредованно приводило к снижению соматических клеток в молоке и улучшало его санитарно-гигиенические качества (патент №2012139386/13 (063697).

Теоретическая п практическая значимость работы. На основании теоретического обобщения и результатов собственных исследований предложена научно-обоснованная система повышения молочной продуктивности и .качества молока у коров при промышленном содержании с учетом экологического зонирования, которая позволяет повысить экономическую эффективность производства молока.

При производстве молока-сырья на молочно-товарных фермах внедрена система ХАССП (анализ рисков и контрольных критических точек), что позволило увеличить количество получаемого молока-сырья высшего сорта - на 14%.

Для племенных предприятий разработана система подбора родительских пар с учетом разделения на группы по продуктивным качествам (удой, жирномолочность, белковомолочность) позволившая рассчитать количество спермодоз необходимых для улучшения показателей по каждому из данных признаков.

Анализ популяции уральского типа черно-пестрого скота по степени инбридинга и внедрения рекомендаций по использованию инбредных животных позволил

получить экономическую эффективность за лактацию — 6,3 тыс. руб. на одно животное дополнительно. В целом от внедрения научно-обоснованной системы экономический эффект составит 13,4 тыс. руб. на одно животное.

Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении курсов для студентов высшего и среднего специального образования по специальности: «Ветеринария», «Зоотехния», «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» в Уральском ГАУ.

По результатам исследований изданы 4 научные рекомендации (утверждены НТС Мин АПК и продовольствия Свердловской области в 2011-2013 гг).

Методология и методы исследования. Работа выполнена в 2006-2013 гг. на кафедре технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции и кафедре инфекционной и незаразной патологии ФГБОУ ВПО «Уральский государственный аграрный университет» в соответствии с планом научно-исследовательских работ «Комплексная оценка биологических и продуктивных признаков крупного рогатого скота Уральского типа черно-пестрой породы» (№ госрегистрации 01201459841); а также по заданию Министерства АПК и продовольствия Свердловской области (госконтракты № 388 от 17.10.2011; №141 от 22.05.2012; № 158 от 01.07.2013)

Экспериментальные исследования выполнены в 30 племенных организациях по разведению крупного рогатого скота Уральского региона. При отборе предприятий учитывали технологию содержания, уровень продуктивности и кормления, а также размещение в территориях с разной степенью и характером техногенного воздействия. Объектом исследований служил крупный рогатый скот черно-пестрой породы. Проведены исследования по определению продуктивных показателей популяции коров с различной технологией содержания, выполнены научно-производственные опыты.

Проведен анализ статистических данных племенного, зоотехнического и ветеринарного учета, сводных отчетов по бонитировке крупного рогатого скота из программы «СЭЛЕКС-РОССИЯ» за 2008-2013 годы Регионального информационно-селекционного центра ОАО «Уралплемцентр», отчетов по итогам работы отрасли животноводства в сельскохозяйственных организациях и крестьянских (фермерских) хозяйствах Свердловской области за 2008-2013 гг., данных, полученных в лабораториях молочных заводов области при оценке качества молока-сырья согласно ГОСТ Р 52054-2003 и Техническому регламенту на молоко и молочную продукцию.

Лабораторные исследования выполнены в аккредитованной лаборатории «Диагностический центр» УрНИВИ (аккредитация № РОСС 1Ш0001.22ФВ 06). Статистическая обработка данных проведена с использованием пакетов прикладных программ «Statistica 6.0» и «Microsoft Office Exel 2010». Достоверность межгрупповой разницы устанавливалась по критерию Стьюдента.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Территории размещения сельскохозяйственных предприятий отличаются по степени техногенного воздействия, что позволяет их ранжировать на 3 вида зон;

2. На биологические и продуктивные качества крупного рогатого скота оказывают существенное влияние генотип, промышленные технологии содержания и экологические факторы территорий размещения;

3. Повышение продуктивности популяции уральского типа черно- пестрой породы крупного рогатого скота проводится с использованием быков-производителей голштинских линий, существенно отличающимися по продуктивным качествам дочерей;

4. Многофакторный индексный метод выявляет быков-производителей улучшателей одновременно по трем признакам;

5. Мониторинг племенных стад по степени инбридинга позволил оптимизировать систему подбора родительских пар для закрепления продуктивных качеств;

6. Сроки продуктивного долголетия крупного рогатого скота отличаются в разных экологических зонах и частично определяются генотипом;

7. На качественные показатели и технологические свойства молока в большей степени влияют генотипические и во многом технологические факторы;

8. Коровы с генотипом каппа-казеина ВВ вырабатывают молоко с лучшими сыропригодными качествами.

9. Экономическая эффективность комплексной научно-обоснованной системы повышения биоресурсного потенциала уральского типа черно-пестрого породы крупного рогатого скота и качества молочной продукции составила дополнительно при производстве молока 13,4 тыс. руб. в расчете на одну голову.

Степень достоверности н апробация работы. Материалы диссертации, были доложены и обсуждены на научно-практических конференциях: «Научные основы профилактики и лечения болезней животных», Екатеринбург, (2005);

«Агроэкологическая безопасность в условиях техногенеза», Казань, (2006); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы животноводства в свете реализации национального проекта по развитию АПК», Тюмень (2007); Координационном совещании по животноводству ВИЖ, п.Дубровицы, 2009; Международной научно-практической конференции «Современные проблемы диагностики, лечения и профилактики болезней животных и птиц», Екатеринбург (2010); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы ветеринарного акушерства и биотехнологии воспроизведения животных», Воронеж (2012); Международной научно- практической конференции «Современные проблемы молочного и мясного скотоводства, производство молока и говядины», ВИЖ, п.Дубровицы, (2012); «Актуальные проблемы развития биотехнологий», международном форуме Екатеринбург, 2012; Международной конференции «Качество кормов - основа здоровья животных», Екатеринбург 2013; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития биотехнологий», Екатеринбург (2013), на заседаниях Научно-технического Совета МинАПК и продовольствия Свердловской области, Совете по черно-пестрой породе (Курган, Уфа, Тюмень 2009-2012) и др. Личный вклад автора составляет 78%.

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 39 научных работ, в том числе 24 - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 патента РФ на изобретения, 4 научные рекомендации.

Объем н структура диссертации. Диссертация изложена на 278 страницах компьютерного текста и включает введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение результатов исследований, выводы, практические предложения, список литературы и приложения. Работа иллюстрирована 44 таблицами и 22 рисунками. Список литературы включает 266 источников, в том числе 62 иностранных автора.

Соответствие паспорту специальности. Диссертация соответствует паспорту специальности по п.2, п.З. отрасли биологические науки.

Благодарности. Выражаем глубокую благодарность коллективам отдела экологии и иммунопатологии и центра лабораторной диагностики Уральского научно-исследовательского ветеринарного института во главе с профессором Ириной

Алексеевной Шкуратовой, сотрудникам «Уралплемцентра» во главе с директором доктором биологических наук Владимиром Сергеевичем Мымриным,

Отдельная благодарность доктору биологических наук В.А. Иванову, кандидату сельскохозяйственных наук М.Ю. Севастьянову, кандидатам биологических наук O.E. Лиходеевской, А.Г. Исаевой за помощь при выполнении экспериментальной части исследований.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Подбор сельскохозяйственных организации для исследования проводили с учетом результатов эколого-биологического мониторинга, проводимого в течение последних 10 лет учеными Уральского научно-исследовательского ветеринарного института Россельхозакадемии и Уральского государственного аграрного университета на основании содержания тяжелых металлов в растительных кормах, почвах, а также в организме животных (Донник И.М., Смирнов П.Н., 2001; Донник И.М., Мымрин B.C., Шкуратова И.А., Ряпосова М.В., Верещак H.A., 2007; Ряпосова М.В., 2008; Шкуратова И.А., Донник И.М., Ряпосова М.В., Белоусов А.И., 2012). Группы коров для исследований формировали по принципу аналогов с учетом возраста, удоя за лактацию, живой массы и методом сбалансированных групп (Викторов П.И., Менькин В.К., 1991).

За период исследований оценены 55 быков-производителей различной генерации и 29443 коровы. Исследования проведены в условиях сельскохозяйственных организаций Среднего Урала, согласно схеме (рисунок 1).

Продолжительность хозяйственного использования коров определяли с момента рождения до выбытия животного, в зависимости от линейной принадлежности, технологии содержания и особенностей территории их размещения. Причины выбытия животных устанавливали по данным ветеринарного учета, на основании актов.

Методы повышения биоресурсного потенциала, экономической безопасности и эффективности

производства молока

Экологические особенности теппитопии Линейная принадлежность Технология содержания

1 1

Исследуемые животные: коровы уральского типа черно-пестрой породы

Изучаемые показатели

Молочная Химико- Технологически Продолжите Оценка племенной Влияние

продуктнв физическ е свойства ьное ценности быков- инбридинга на

ность н rt состав молока и долголетне производителей молочную

молока мол.продуктов продуктивность

Разработка научно-обоснованной системы повышения биоресурсного потенциала

V

Экономическая эффективность *

Рекомендации производству

Рисунок 1. - Схема исследований

Санитарно-гигиенические свойства молока оценивали: по общей бактериальной обсемененности (по редуктазной пробе), наличию в молоке ингибирующих веществ (с тест-культурой, чувствительной к ингибирующим веществам) и количеству соматических клеток (на приборе «Соматос- М»), Качественные показатели молока: содержание жира, белка, сухого обезжиренного молочного остатка, лактозу, количество минеральных веществ определяли на анализаторе молока Sedilab и инфракрасном анализаторе Bentley-150 (компании Bentley Instruments). Пробы молока отбирали во время контрольных доений в соответствии с ГОСТ Р52054-2003, с учетом технологии содержания крупного рогатого скота (привязная, беспривязная) и зонирования территорий. Физико-хнмические свойства молока определяли по плотности - ареометрическим методом, кислотности -методом титрования и температура замерзания, °С - на анализаторе «Milko-Skan. Для оценки технологических свойств молока были исследованы показатели: сычужная свертываемость (по 3 .X. Диланяну), класс молока по сычужно-бродильной пробе, массе мицелл казеина (колориметрическим методом), термоустойчивости молока (по алкогольной пробе), дисперсии молочного жира (количество жировых шариков в 1 смЗ) и диаметр жировых шариков (в счетной камере Горяева с использованием микрометрической линейки).

Анализ аминокислот проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с применением хроматографа LC-10 (фирмы Shimadzu) с флуориметрическим детектором и предколоночной дериватизацией.

Оценку полиморфизма генов каппа-казеина проводили на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР). Частоту встречаемости генотипов рассчитывали согласно Е. К. Меркурьевой, Г. Н. Шангин-Березовскому.

В соответствии с принципами НАССР (ХАССП) (анализ рисков и контрольные критические точки (ККТ) были определены ККТ при разных технологиях производства молока методом «дерева принятия решения» (число учитываемых факторов на число операций). Алгоритм применяли на тех операциях, на которых возможен рост опасного фактора' или осуществляются действия по его предотвращению. ККТ определили, проводя анализ отдельно по каждому учитываемому опасному фактору и рассматривая последовательно все операции, включенные в блок-схему производственного процесса.

Биологическая эффективность и коэффициент биологической полноценности коров оценены по формулам В.Н. Лазаренко, О.В. Горелик.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Зонирование сельскохозяйственных территорий с учетом техногенного

воздействия

Как уже отмечалось выше, в промышленных экономических регионах возрастает воздействие техногенных факторов на окружающую среду. Уральские ученые и другие накопили значительные данные о загрязнении окружающей среды в отдельных районах и городах выбросами промышленных предприятий, транспорта, происходящие как постоянно вследствие деятельности заводов, комбинатов, так и в результате катастроф, аварий и инцидентов. Для определения характера и интенсивности техногенного воздействия мы изучили территории размещения 30 племенных предприятий Среднего Урала, специализирующихся на разведении крупного рогатого скота. При этом опирались на исследования, проведенные ранее учеными УрНИВИ, УрГАУ, ИЭР и Ж (Большаков В.Н., 1991; Безель B.C., 1992; Донник И.М., 2001; Беспамятных E.H., 2007; Шкуратова И.А., 2007 и др.), а также собственные опыты, проведенных на базе УрГАУ и УрНИВИ. Для подтверждения экологической характеристики в выбранных пунктах исследовали костную и мышечную ткани животных разных возрастных групп, а также в молоко на содержание 4 элементов: Zn, Си, Cd, Pb.

По результатам анализа загрязнений объектов и характера техногенного воздействия условно выделили 3 вида территорий размещения племенных предприятий: 1-я зона- территории, загрязненные выбросами крупных промышленных предприятий - находится 9 организаций (30%); 2-я зона- территории с повышенной радиоактивностью техногенного (ВУРС), находится 9 организаций (30%); 3-я зона-территории относительно благополучные в экологическом отношении, свободные от промышленных предприятий, размещено 12 организаций (40%). Зонирование показало, что 60% племенных предприятий размещено в территориях с повышенным техногенным воздействием.

3.2. Продуктивно-биологические особенности крупного рогатого скота уральской черно-пестрой породы с учетом линейной принадлежности, технологии

содержания и зоны размещения 3.2.1. Характеристика накопления экотоксикантов в организме крупного рогатого скота в зависимости от зоны размещения

Техногенные нагрузки на отдельные сельскохозяйственные территории в

основном зависят от интенсивности эмиссий промышленных выбросов, а также от расстояния до источника эмиссии (Донник И.М., 2001, Шкуратова И.А., 2012, и др.). В районах техногенных загрязнений приоритетными загрязнителями являются цинк, медь, кадмий, свинец, накапливающиеся в сене и силосных культурах. Ежедневное поступление тяжелых металлов в организм животных с кормами и водой приводит к накоплению их в органах и тканях животных, находящихся в районах с высокой техногенной нагрузкой (1-я зона). В 2-ой зоне (с повышенной радиоактивностью ) по сравнению с 3-ей (условно свободной от техногенного воздействия) в кормовых растениях было выявлено некоторое повышение содержание радионуклидов (стронция-90). Анализ результатов ранее проведенных сотрудниками кафедры инфекционной и незаразной патологии УрГАУ и отдела экологии и иммунологии УрНИВИ (Донник И.М., Шкуратова И.А., и др. 2012) показал, что в зоне ВУРС происходит накопление 90Sr в естественном сене и соломе культурных растений: пшенице, ячмене, используемых в рационах крупного рогатого скота в значительных количествах. Это приводит к накоплению радионуклидов в организме животных, особенно костной ткани (Донник И.М., Смирнов П.Н., 2001; Трапезников A.B., Трапезникова В.Н., 2005). Совместно с учеными УрНИВИ проведенное обследование крупного рогатого скота сельскохозяйственных предприятий из первой и второй зон выявили изменения в клиническом статусе, морфологических и иммунных показателях

крови, свидетельствующие о развитии патологии (Донник И.М., Шкуратова И.А., Исаева А.Г., Кривоногова A.C., 2012)

3.2.2. Характеристика продуктивных, биологических особенностей крупного рогатого скота

Объем и качество молочной продукции, получаемой от крупного рогатого скота

позволяет оценить его биологический потенциал. Размещение в разных экологических зонах практически не оказало влияние на объем продуктивности животных. Большее влияние на удой оказала система содержания. Достоверно выше (Р<0,05) была продуктивность у коров при беспривязном содержании. В зоне относительного благополучия удои коров при данной технологии превышали удои коров содержащих на привязи на 26%; в 2-й зоне - (загрязнения радионуклидами) также удои при беспривязной системе были выше удоев коров содержащихся на привязи - на 12,3%. В зоне промышленного загрязнения выше удои были у коров при привязной системе содержания.

Анализ молочной продуктивности всех коров разной линейной принадлежности показал, что на молочную продуктивность большее влияние оказывала линия быка, чем экологические особенности зоны размещения.

Молочная продуктивность местных линий коров уральской черно-пестрой породы была ниже во всех экологических зонах в среднем на 15-16% по сравнению с продуктивностью коров нового уральского типа черно-пестрой породы. Наивысший удой был отмечен у коров линии Рефлекшн Соверинг селекции США в 2-й зоне (загрязненной радионуклидами) - 6940,5 кг молока, что превышало удои коров этой же линии в 1-й экологической зоне - на 940,6 кг и в 3-й зоне (относительного благополучия) - на 121,4 кг. Животные отечественной линии Монтвик Чифтейна более высокую продуктивность показали в зоне «относительного» благополучия и худшую в 1-й зоне —на 13,4%.

То есть, коровы разного генотипа при техногенном воздействии хуже реализовывали свой генетический потенциал, что следует учитывать в селекционной работе на данных территориях.

3.2.3. Влияние технологии доения на молочную продуктивность и качество молока коров Существенное влияние на молочную продуктивность наряду с кормлением и

способом содержания оказывает технология доения, особенно его кратность. Особое

значение кратность доения приобретает в высокопродуктивных стадах, где

реализуются селекционные программы совершенствования пород. В настоящее время практически ни у кого не вызывает сомнения, что режим доение позволяет наиболее полно реализовать генетический потенциал продуктивности животных. В собственных исследованиях эффективность кратности доения в зависимости от стадии лактации определяли на ферме с привязным содержанием коров уральского типа черно-иестрой породы (средний удой по стаду 2500 коров превышал 7000 кг молока). Для этого были сформированы 3 группы коров-аналогов по 15 голов в каждой. Коров доили по группам: 1-ю - 3 раза в сутки в течение всей лактации; 2-ю - 2 раза в течение всей лактации; 3-ю - 3 раза первые 150 дней, далее 2 раза в сутки. Учет надоенного молока определяли в 30, 60 дней, а также в общепринятые сроки учета — 150 дней (за 1-ю половину лактации) и 305 дней (за 2-ю половину лактации). А также определяли отношение относительной величины удоя за 1-ю половину к величине удоя за П-ю половину

Результаты показали, что при 3-х разовом доении в учётный период за 305 дней лактации было надоено молока на 1318 кг (19%) больше по сравнению с аналогами при 2-х кратном доении в течение всей лактации.

В условиях комбинированного доения удой коров за полную лактацию оказался выше по сравнению с аналогами при постоянном 2-кратном доении — на 969 кг (13,9%). Основная разница в удое по группам получена за первую половину лактации (13,8%). Таким образом, в период активной лактационной деятельности, непосредственно связанной с ёмкостной функцией молочной железы, доение 2 раза в сутки не позволяло в полной мере использовать потенциальную способность молокообразовательного процесса изучаемых коров.

Изменение качественных показателей молочной продукции - содержание жира и белка в молоке в ходе лактации у коров имело общую закономерность: увеличивалось в первые два месяца и, затем, в конце лактации. При постоянном 2-кратном доении коров содержание жира в молоке в целом на 0,03-0,04% выше по сравнению с животными других групп.

Разница в режимах доения коров оказала существенное влияние на состояние здоровья молочной железы, выразившееся в количестве соматических клеток в молоке в течение лактации (рисунок 2). При 2-кратном доении оно было более существенным и на 9-10-м месяцах лактации превысило требования по отнесению молока к высшему сорту (300 тыс./см3). Перевод коров с 3-х разового доения на 2-х разовое еще быстрее

привёл к возрастанию соматических клеток в молоке — с 205,3 тыс./см до 378,2 тыс./см3.

600 500 -100 300 200 -100 о -

я 3-кратное *• 2 -кратное в Комбинированное

| 3 | 5 | б I 9 Месяцы лактации

10

Рисунок 2. - Количество соматических клеток в зависимости от режима доения

Таким образом, промышленные технологии получения молока также

существенно влияют на реализацию биологических ресурсов животных — трёхкратное

доение коров не только повышают молочную продуктивность коров, но и

способствовало сохранению здоровья вымени, что позволяет рекомендовать данную

технологию широкому внедрению.

3.3. Оценка племенной ценности быков-производителей используемых для повышения генетического потенциала популяции крупного рогатого скота

Оценка производителей по качеству потомства является наиболее точным методом

определения фактической племенной ценности. Использование ее результатов в селекционной работе позволяет выявить лучших в племенном отношении производителей, то есть таких, которые при. подборе к ним определенных маток способны давать высококачественное потомство, лучшее, чем потомство других производителей, находящихся в стаде.

3.3.1. Оценка быков-производителен разной селекции Исследования проводили в соответствии с «Нормами комплексной оценки племенных качеств крупного рогатого скота молочного направления продуктивности». Определение племенной ценности быков в предприятиях с высоким уровнем молочной продуктивности позволяет более точно установить генетический потенциал производителя. Продуктивность всех дочерей производителя сравнивалась с

продуктивностью их сверстниц - животных, которые родились в одно время с потомками данного быка.

Всего по качеству потомства оценено 55 быков-производителей, в том числе 13 отечественной селекции и 42 зарубежной селекции (таблица 1). У дочерей некоторых быков-производителей продуктивность были ниже, чем у коров-сверстниц: от быков — Талого - на 641 кг, Дуката - на 1741 кг, то есть они являются явными ухудшателями. Среди быков с высокой племенной ценностью можно отметить Ромика (+450 кг), Прибоя (+390), Дракона (+161 кг) и других, дочери которых давали значительную прибавку продуктивности.

Среди быков-производителей отечественной селекции 33% оказывают положительное влияние на жирномолочность дочерей, остальные быки-производители являются ухудшателями по жирномолочности, аналогичная тенденция сохраняется и по белковомолочности. Среди быков зарубежной селекции 18,6% производителей зарубежной селекции являются абсолютными ухудшателями. Абсолютными улучшателями показали себя только 11,6% быков (Магистр, Сименс, Филморе, Тавр, Расти).

Для более быстрого и качественного определения племенных ресурсов мы применили многофакторный индексный метод, который позволил комплексно оценить производителя при сравнении показателей, измеряемых в разных величинах (килограммы и проценты), сравнив продуктивность его дочерей со среднестатистическими региональными показателями (рисунок 3). Установлено, что среди используемых быков явными ухудшателями по трем признакам являются только два быка: Талый и Простор. Несомненно, требуется выведения этих быков из воспроизводства.

В целом, по трем качественным признакам (количество удоя, содержании в молоке жира, белка) 16,6% быков отечественной селекции показали результат ииже среднего и 41,6% - выше среднего. Быки импортной селекции по трем признакам показали положительные тенденции в 37,2% случаях.

Для упрощения выбора быков-производителей по результатам оценки качества потомства им были присвоены рейтинги. Установлено, что из 55-и быков, используемых в племенных организациях, 3 (Дукат, Простор и Талый) показали результат по комплексу признаков ниже среднего. При сравнении быков-

производителей отечественной селекции и импортной по комплексу признаков уровень быков импортной селекции оказался несколько выше.

При подборе быков кроме результатов племенной ценности по комплексу признаков, необходимо ориентироваться на оценку качества потомства по отдельным признакам, так как бывает необходимым улучшить какой-то один показатель в том или ином стаде.

Таблица 1 — Рейтинг оценки быков-производителей отечественной селекции с учетом многофакторной модели показателей дочерей (по удою, содержанию жира и белка в молоке) __

Рейтинга Кличка быка 1-ая лактация Среднее значение показателей

кол-во голов Удой, кг жир, % белок ,% индекс удоя индекс жира индекс белка

1 Прибой 16 7479 3,65 3,03 1,46 0,94 1,00 1,13

2 Принц 57 6926 3,88 3,04 1,35 0,99 1,00 1,11

3 Лектор 18 5584 4,21 3,25 1,09 1,08 1,07 1,08

Лав 67 6859 3,65 2,93 1,33 0,94 0,96 1,08

Ромик 128 6171 3,97 3,07 1,20 1,02 1,01 1,08

4 Дракон 105 5701 3,97 3,06 1,11 1,02 1,01 1,04

Аист 58 5454 3,92 3,16 1,06 1,01 1,04 1,04

5 Вексель 59 5946 3,78 2,95 1,16 0,97 0,97 1,03

6 Лев . 28 5286 3,99 3,04 1,03 1,02 1,00 1,02

7 Дукат 53 3916 4,28 3,17 0,76 1,10 1,04 0,97

8 Простор 79 4760 3,75 3,03 0,93 0,96 1,00 0,96

9 Талый 22 4396 3,73 3,02 0,86 0,96 0,99 0,94

Таким образом, результаты исследований позволили сделать выводы о качестве племенных животных. На протяжении ряда лет сохранили свою высокую племенную ценность по удою такие быки, как Тенис, Мавр, Пьеро, Твин, незначительно снизил — Цивис. Остальные производители показали снижение племенной ценности. По результатам оценки динамики племенной ценности быков можно рекомендовать Ромика и Тениса в качестве отцов следующего поколения быков-производителей - как стойко передающих свои ценные хозяйственно-полезные признаки потомству. А быков Дукат, Лев, Простор и Талый, снизивших племенную ценность до отрицательной вывести из воспроизводства стада.

9000

ТдоПГкг " ■ оейок.0

жнр.°о

у

о

8000

6000

"ооа

8

б

3000 2000 1000

3

о

Рисунок 3. - Рейтинг оценки быков-производителей иностранной селекции с учетом многофакторной модели показателей дочерей - удой, содержание жира и белка в молоке

Одной из характеристик продуктивности племенных ресурсов является оценка воспроизводительных качеств животных. У быков-производителей ее проводят по количественным и качественным характеристикам спермопродукции. Нами проведена оценка данных показателей у быков-производителей импортного и отечественного происхождения.

Выход глубокозамороженной спермы зависит от концентрации сперматозоидов, т.е. количества сперматозоидов имеющих поступательный характер движения в одном миллилитре свежеполученной спермы. Также на выход замороженного семени влияет объем эякулята и его концентрация. Обычно в соответствии с ГОСТом принят данный показатель на уровне 15 млн./доза сперматозоидов имеющих поступательное прямолинейное движение.

Показатели объема эякулята и концентрации сперматозоидов в 1 миллилитре спермы у быков - производителей выведенных в разных странах неодинаково. Бык -производитель Цивис, рожденный в Венгрии, полученный путем трансплантации эмбриона, закупленного в США, имел наилучшие показатели — больший объем эякулята и концентрацию сперматозоидов (млн.) в сравнении с другими быками,

3.3.2. Оценка качества спермопродукции быков-производнгелей разной селекции

выведенными также в Венгрии (Пьеро, Модник, Мавр, Твин), Дании (Сименс), Германии (Тенис) и России (Ромик, Талый, Вексель, Лев, Дракон). Высокое качество семени показал бык Модник (Венгрия), у остальных быков показатели концентрации сперматозоидов в 1 миллилитре спермы выведенных в разных странах не имели существенной разницы.

В связи с тем, что у животных, выведенных в разных странах показатели объема эякулята и концентрации в нем сперматозоидов не одинаковы, то и выход готовой продукции - глубоко замороженной спермы имеет различия в сторону уменьшения или увеличения, что необходимо учитывать при оценке потенциала племенных животных.

3.4. Влияние качества генетических ресурсов и экологических факторов на продуктивное долголетне коров

Продуктивное долголетие коров относится к наследственным признакам и поэтому его длительность зависит в первую очередь от породы, породности и кровности. Исследования ученых А.И. Бич (1993), Г.С. Шарафутдинова (2005) и др. установили, что с увеличением доли кровности по голштинской породе у коров черно-пестрой породы снижается продолжительность сроков хозяйственного использования. Для получения наибольшей эффективности при использования популяции голштинского скота необходимо создать оптимальные условия для реализации генотипа. По мнению Тяпугина С.Е. (2009), Назарченко О.В. (2012) происхождение животных один из самых важных факторов, влияющих на продуктивное долголетие коров. При Исследовании голштинизированных коров ученые установили, что высокий пожизненный удой и содержание жира были у коров линии быка В.Б. Айдиала (15680 кг и 3,72%). Потомки этой линии имели пожизненный удой 16029 кг, при продолжительности хозяйственного использования 2454 дней (6,7 года). Однако, средняя продолжительность продуктивного долголетия голштинизированных коров Уральского региона составляет всего — 3,05 - 3,01 отела (1905дн.) (таблица 2).

Таблица 2 - Молочная продуктивность и продолжительность хозяйственного

Показатель Экологич еская зона Посейдон В.Б.Айдиал м. Чнфтенн Р.Соверинг в целом 110 предприя тиям

Поголовье, гол. 1 49 1988 217 1057 3311

2 100 338 220 680 1338

3 349 5180 273 2939 8741

всего 498 7506 710 4676 13390

Продуктивное долголетие, отелов 1 6,184 2,527 2,189 2,228 2,464

2 4,480 2,331 2,759 2,174 2,482

3 5,092 2,653 2,681 2,289 2,629

среднее 5,076 2,605 2,555 2,258 2,573

Удой на одну лактацию, кг 1 4840,06 6166,14 5724,86 6308,16 6162,93

2 5291,40 5994,87 5832,85 5793,00 5813,06

3 4306,74 5273,72 7301,19 4846,71 5154,86

среднее 4556,94 5542,56 6364,43 5314,68 5469,90

Первая лактация Удои, кг 1 3170,17 5879,27 5433,93 5870,68 5807,25

2 4341,20 4889,79 4960,12 5463,14 5151,74

3 3264,19 5110,53 7461,75 4703,47 4973,38

среднее 3471,21 5304,20 6066,82 5077,79 5197,40

Жир, % 1 3,83 3,43 4,01 3,86 3,61

2 3,82 3,90 3,96 3,88 3,89

3 3,52 3,90 3,82 3,95 3,90

среднее 3,61 3,78 3,92 3,92 3,83

Белок,% 1 3,35 2,54 2,98 3,07 2,75

2 3,05 3,17 3,02 3,15 3,13

3 3,27 3,17 3,15 3,01 3,12

среднее 3,23 3,01 3,06 3,05 3,03

Проведенный анализ показал, что более адаптированы к условиям региона, в том числе с учетом техногенного воздействия коровы уральской черно-пестрой породы, продуктивное долголетие которых составило в среднем 5,07 отелов. У коров нового уральского типа черно-пестрой породы во всех экологических зонах средние сроки хозяйственного использования были в два раза ниже (2,3-2,6 отелов). Животные линии М.Чифтейна, В.Айдиал и Р.Соверинг имели примерно одинаковые сроки хозяйственного использования от 2,25 до 2,60 отела, при этом сохраняли высокую пожизненную продуктивность. Существенное влияние на продолжительность продуктивного использования оказывал удой за первую лактацию. В связи с этим, для лучшего использования биологических качеств крупного рогатого скота рекомендуется обязательно учитывать параметр «продуктивное долголетие» при использовании быков-производителей.

Анализ сокращения сроков хозяйственного использования коров показал, что животные выбывали в основном по причинам заболевания конечностей — (выявлено 1050 гол.- 27,5%), заболевания вымени — (выявлено 519 гол. - 13,6 %) и патологии воспроизводительной системы — (выявлено 661 гол. - 17,3 %).

Так же большое количество коров выбраковывается из-за низкой продуктивности. Показатель продуктивного долголетия коров особенно важен в селекционной работе, так как связан с интенсивность отбора и скоростью ремонта стада (Стрекозов Н.И., 2007). В племенной работе желательно использовать быков-производителей, потомство которых отличается более высоким сроком продуктивной жизни и лучшими адаптационными качествами.

3.5. Оценка влияния близкородственного разведения (инбридинга) на молочную

продуктивность коров

Инбридинг является приемом чистопородного разведения и позволяет создавать

однотипных животных (Любимов А. И., Юдин В.Н., 2014).0сновная цель инбридинга -сохранение наследственных особенностей того или иного выдающегося предка. Главное требование к инбридингу — его направленность. Инбридинг можно проводить на определенное выдающееся животное.

От выдающихся быков-производителей получают более 1,0 млн. потомков по всему миру, а в качестве отцов следующего поколения используется ограниченное число самых лучших быков-производителей. Это неминуемо приводит к увеличению родственных связей в лучшей части мировой популяции скота. Особенно это выражено среди голштинского скота, генетический потенциал которого используется для совершенствования племенных и продуктивных качеств молочного скота в Российской Федерации и отдельных субъектах. В Уральском регионе ограниченный отбор наиболее ценных производителей привел к тому, что из четырех линий голштинского скота эффективно развиваются только две линии: Вис Б. Айдиала (60%) и Рефлекшн Соверинга (30%), что затрудняет подбор пар с исключением близкородственного разведения.

В 30 племенных предприятиях было проанализировано происхождение животных. Для определения удельного веса инбредных коров выделили группы животных с различной степенью инбридинга — от отдаленного до тесного (кровосмешения) и с не установленным происхождением. Степень инбридинга

(коэффициент) рассчитывали по формуле Райта-Кисловского. В зависимости от величины коэффициента животные были разделены на шесть групп:

1 - аутбредные животные (от 0 до 0,2%);

2 - отдаленный инбридинг (от 0,2 до 1,56%);

3 - умеренный инбридинг (от 1,56 до 12,5%);

4 - тесный инбридинг (от 12,5 до 25,0 %);

5 — очень тесный (кровосмешение) - (свыше 25,0%);

6 - степень инбридинга не определена в связи с отсутствием информации о происхождении.

Анализ родословных показал, что в изучаемых племенных организациях удельный вес аутбредных коров в среднем составляет 54,1%. С отдаленной степенью инбридинга выявлено 8,3% и умеренной степенью инбридинга 3,07%. На долю тесного и очень тесного инбридинга (кровосмешения) приходится в общей сложности около 0,1%. При этом в отдельных предприятиях эти показатели были в 4-8 раз выше (ОАО «Колос», «Сухоложский»).

Результаты анализа племенных предприятий показали, что, к сожалению, у более 34% животных не установлено происхождение, и подбор пары для спаривания происходит без учета генетического потенциала матерей. Только в одном из 30-ти предприятий имеются данные о происхождении всех животных

Анализ данных продуктивности молочных коров показал, что для улучшения продуктивных качеств более эффективно использовать животных с отдаленной степенью инбридинга или аутбредных. У первотелок, разница в удое в пользу коров с отдаленной степенью инбридинга по сравнению с аутбредными коровами составляла 159 кг молока (25%), а у полновозрастных коров - 317 кг (10%). Примечательно, что практически у всех коров с неустановленным происхождением удой был значительно ниже, чем у аутбредных коров или с отдаленной степенью инбридинга. В связи с этим, анализ происхождения и исключение близкородственного разведения может способствовать эффективному использованию генетического потенциала животных.

Дальнейшее увеличение степени инбридинга до умеренного приводит к резкому снижению продуктивности на 17% у первотелок и 11% у полновозрастных коров во всех предприятиях. Статистически достоверного влияния увеличения степени инбридинга на содержание жира и белка в молоке первотелок и полновозрастных коров не установлено.

Таким образом, отдаленный инбридинг является допустимым для популяции черно-пестрого скота, способствуя увеличению продуктивности и живой массы и не ухудшая, при этом, качественные показатели молока. Дальнейшее увеличение инбридинга до умеренного резко снижает продуктивность, живую массу и является нежелательными. Наши результаты согласуются с результатами полученными в Ижевской области (Любимов А. И., Юдин В.Н., 2014).

З.б. Оптимизация подбора быков-производителей для повышения биоресурсного потенциала коров молочных пород

Для генетического прогресса стада, одним из основных средств, является

использование проверенных по качеству потомства быков-производителей с высокой племенной ценностью. Лучшие высокоценные производители повышают молочную продуктивность у своих дочерей по сравнению со сверстницами на 300-650 кг молока (Бич А.И., 1993; Мымрин B.C., 1991, 2012).

Исследования по оптимизации подбора родительских пар проводили в несколько этапов. Первым этапом исследований явился анализ всех 27 стад племенных репродукторов. Отбор данных был проведен только по фактическому поголовью, находящемуся в стаде. Животных сгруппировали по уровню молочной продуктивности и с учетом жирномолочности и белковомолочности.

Установлено, что основная масса животных в репродукторах принадлежит двум линиям - Вис Айдиал (48,9 %) и Рефлекшн Соверинг (27,7%), на остальные десять линий приходится 23,4 процента. В каждом племенном репродукторе поголовье коров было распределено относительно средних показателей по удою, содержанию жира и белка в молоке за ряд лактации на восемь групп с различным уровнем продуктивности и качества молока (таблица 3).

Таблица 3. — Характеристика поголовья племенных коров в племенных репродукторах Свердловской области _

Группа Поголовье % Характеристика показателей

удой содержание жира содержание белка

1 2303 13,8 низкий низкий низкий

2 2326 13,9 низкий высокое высокое

3 1668 10,0 низкий низкий высокое

4 1730 10,3 низкий высокое низкий

5 3045 18,2 высокий низкий низкий

6 2070 12,4 высокий высокое высокое

7 1763 10,5 высокий низкий высокое

8 1833 11,0 высокий высокое низкий

Всего 16738 100

Животные первой группы, в которой все показатели были низкими, должны подлежать выбраковке. Наиболее перспективными для селекционной работы являлись животные шестой группы, но их удельный вес составил всего -12,4%. Среди племенных животных 11% имеют низкую белковомолочность (1833 головы) и 10,5 % низкую жирномолочность (1763 гол.), а всего требующих коррекции по удою - 13,9 % (2326 гол.)

Для отобранных групп коров был определен уровень племенной ценности быков-производителей, который обеспечил бы закрепление высоких качественных показателей молочной продуктивности, а так же способствовал исправлению низких показателей продуктивности и качества молока. На основании полученных данных было отобрано 27 быков-производителей, в том числе 13 голов линии Вис Айдиал и 14 голов линии Рефлекшн Соверинг. Однако расчеты показали, что для наиболее полного исправления имеющихся недостатков и закрепления высокой продуктивности с учетом генетического происхождения маточного поголовья и обеспечения минимальной степени инбридинга необходимо 36 быков-производителей различной племенной ценности. То есть, используя только имеющиеся генетические ресурсы невозможно добиться реализации биологических возможностей животных. В работе приводятся рекомендуемые варианты подбора быков-производителей в племенных репродукторах биологических возможностей животных.

Так как, количество коров, требующих коррекции по продуктивности и качеству молока составляет 5922 головы, то для повышения их биологического и генетического потенциала потребность в дозах семени быков-улучшателей в племрепродукторах составит: по белку и жиру - 9135 доз; по белку - 5499 доз и по удою - 6978 доз. Данная проблема может быть решена за счет приобретения недостающего количества семени, и частично использования местных быков-производителей.

3.7. Комплексный анализ качества молока н молочных продуктов с учетом технологических, экологических и генетических факторов

В условиях ВТО возрастают требования к качеству молока и молочной

продукции, её безопасности - они становятся одними из основных критериев конкурентоспособности сельскохозяйственного предприятия. Эти требования определены международными стандартами и национальным стандартом ГОСТ ИСО 22000-2007 «Системы менеджмента безопасности пищевой продукции».

Молочную продукцию наилучшего качества при наименьших затратах можно получить только из качественного молока-сырья. С учетом современных требований молоко должно обладать целым комплексом показателей качества, необходимых молочной промышленности: высокой массовой долей белка и жира, хорошими санитарно-гигиеническими показателями, а также специфическими свойствами, позволяющими производить тот или иной вид молочной продукции, то есть быть технологически пригодным для производства.

В настоящее время в Уральском регионе имеются значительное поголовье скота уральского типа черно-пестрой породы. Однако популяции этих животных мало изучены по белковомолочности и технологическим свойствам молока, в связи с тем, что ранее при селекции редко учитывали эти качества. С другой стороны, относительно высокая наследуемость белковомолочности свидетельствует о существенном влиянии генотипа на величину его проявления и позволяет повысить реализацию генетического потенциала крупного рогатого скота.

3.7.1.Мо11иторннг качества молока-сырья при промышленных технологиях

содержания животных

Проводимые в последнее время организационные, экономические меры по

поддержке молочного животноводства Среднего Урала, на федеральном уровне позволили за последние годы повысить экономическую эффективность животноводства, и производства молока стало прибыльным. Однако, низкий уровень рентабельности в 10-15%, не позволяет иметь достаточное количество оборотных средств. Для расширения и совершенствования производства необходимо иметь уровень рентабельности не менее 25%. Всего анализ производства и качества молока исследовали по 220 предприятиям. В соответствии с качеством были выделены 5 групп производителей молока.

Использование современных технологий и оборудования при производстве и первичной обработке молока позволяет получать 99-100% молока высшего и первого сорта. Поэтому предприятия, которые используют современные промышленные технологии и оборудование, получают молоко хорошего качества, о чем свидетельствует высокий процент сдаваемого молока высшим сортом. Для повышения эффективности производства молока необходимо (в соответствии с требованиями ЕС -обязательно) проведение внешнего аудита молочного производства.

3.7.2 Оценка физико-химических и технологических свойств молока с учетом генетических,технологических и экологических факторов.

Молоко должно обладать целым комплексом показателей качества, необходимых

молочной промышленности: высокой массовой долей белка и жира, соответствующими санитарно-гигиеническими показателями, а также специфическими свойствами, позволяющими производить тот или иной вид молочной продукции, то есть быть технологически пригодным для производства. Анализ генеалогической структуры показал, что в исследуемых племпредприятиях в основном использовали быков 3-х голштинских линий: Вис Б. Айдиала, Р.Соверинга, М.Чифтейна отечественной и зарубежной (США, Германия) селекции. По результатам серии опытов были получены показатели молочной продуктивности и физико-химического состава молока коров разводимых линий при внедрении промышленных технологиях содержания.

Результаты исследований показали, что коровы каждой линии имели свои особенности молочной продуктивности (рисунок 4). Наилучшие показатели, как при привязной, так и при беспривязной системах содержания отмечены у дочерей быков отечественной селекции линии М.Чифтейна. Выход молочного жира был несколько ниже при привязной системе по сравнению с беспривязной системой содержания. Более низкая молочная продуктивность была у коров линии Р.Соверинг селекции США. У коров-дочерей быков европейской селекции показатели молочной продуктивности имели средние значение. Наименьший удой наблюдали у коров дочерей быков линии В.Айдиал. То есть явными улучшателями продуктивности, жирномолочности являлись быки линии М.Чифтейна по сравнению с быками других линий используемых для разведения.

Прнвя шын способ содержания Беспривяшьш способ содержания

Рисунок 4. - Влияние линейной принадлежности на продуктивность коров при разных системах содержания

Определение количества общего белка в пробах молока коров показало, что в первую фазу лактации его содержится 2,92 масс.%, во вторую фазу — 3,14 масс.%, в третью фазу — 3,36 масс.%. Из незаменимых аминокислот наибольшее количество во все фазы лактации составляют лейцин (2,17-3,20 г/л), лизин (1,80-3,03 г/л), валин (1,632,17 г/л), метионин (1,50-2,83 г/л) и изолейцин (1,56-2,30 г/л), ниже уровень треонина (0,77-1,40 г/л). Из заменимых аминокислот наибольшая доля в составе молока коров во все фазы лактации принадлежит глутаминовой (5,37-10,13 г/л) и аспарагиновой (1,702,83 г/л) кислотам, а также серину (1,50-2,40 г/л). Наивысший показатель суммы заменимых аминокислот также отмечен во вторую фазу лактации.

Химический состав молока на протяжении всего периода исследований не был постоянным. Весенний период характеризовался минимальными значениями массовой доли сухих веществ, COMO, общего белка, кальция в молоке. Снижение количества питательных веществ в этот период связано с недостатком кормов в конце весны, и их низким качеством. То есть, необходимо учитывать полноценность кормления в весенний период года для лучшей реализации генетических и биологических возможностей коров.

Для молока летнего периода было характерно минимальное содержание жира, максимальное количество золы, кальция.

Большей термоустойчивостью обладало летнее молоко, хотя класс его не достаточно высокий. К осени все технологические качества молока снижались. Из зимнего и весеннего молока практически невозможно приготавливать продукты длительного хранения и детского питания, так как в нем повышенное содержание дестабилизированного жира и свободных жирных кнслот. Это молоко больше соответствует требованиям к питьевому молоку.

Анализ показал, что молоко коров нового типа черно-пестрого скота мало пригодно для производства твердых сыров, оно сычужно-вялое, особенно в весенний и летний периоды. Качество молочного белка по сычужно-бродильной пробе у коров во все периоды года низкое и не соответствует требованиям технического регламента.

3.73. Определение генотипа каппа-казеина н его влияния на выработку молочных продуктов

Ген каппа-казеина - один из немногих известных генов, однозначно связанный с

признаками белковомолочности и технологическими свойствами молока. В частности — определяют локус гена каппа-казеина (CSN3). По данным зарубежных

исследователей, В-аллель гена С5№ ассоциирована с более высоким содержанием белка в молоке, высоким выходом творога и сыра, а также лучшими коагуляционными свойствами молока. Каппа-казеин — одна из фракций казеина, и ген, контролирующий его образование в молоке, имеет 10 аллельных вариантов. Из них у крупного рогатого скота выделено два, встречающихся наиболее часто - А и В, в трех различных сочетаниях генотипов — АА, АВ, ВВ. Выявляют эти генотипы методом маркерной селекции н ДНК-анализа с помощью полимеразной цепной реакции (Сулимова Г.Е., Соколова С.С., Семнкозова О.П. и др., 1992).

В наших опытах были исследованы 186 проб крови от коров уральской черно-пестрой породы, с учетом линейной принадлежности. Установлено, что 118 голов имели генотип АА (63,4%); 60 голов - генотип АВ (32,2%) и только 8 голов - генотип ВВ (4,3%). Коров разделили на три группы - с генотипами каппа-казеина АА, АВ и ВВ, по трем линиям (Вис Бэк Айдиал, Рефлекшн Соверинг, Монтвик Чифтейн). Исследования в разрезе линий показали, что только 14,3% коров линии Монтвик Чифтейн и 8% Рефлекшн Соверинг имели желательный генотип по каппа-казеину ВВ, самое низкое количество животных с генотипом ВВ имели животные линии Вис Бэк Айдиал (таблица 4).

Таблица 4 — Распределение коров линий быков по локусу гена СБЫЗ (п=186),%

Линия быка Генотип по каппа-казеину, %

АА АВ ВВ

Вис Бэк Айдиал 67,2 31,3 1,7

Рефлекшн Соверинг 56 36 8

Монтвик Чифтейн 57,1 28,6 14,3

Нами изучены технологические свойства молока с различными генотипами каппа-казеина (генотипы АА, АВ, ВВ) при выработке сыра (таблице 5). Результаты исследования показали, что содержание жира, белка в сборном молоке были выше в группе коров с генотипом ВВ.

Таблица 5 - Технологические свойства молока от коров с различным

№ показатели генотип

п/п АА АВ ВВ

1 Жир,% 3,80 3,96 4,02

2 Белок, % 3,08 3,12 3,26

3 Плотность г/см 1,028 1,028 1,028

4 Сычужная свертываемость,мин. 38 34 24

5 Термоустойчивость, гр. 1 1 1

Один из основных показателей сыропригодностн - сычужная свертываемость. У коров ВВ типом этот показатель существенно отличался: на 37% был ниже типа АА и 30% типа АВ.

Сыр из молока коров, несущих В-аллель каппа-казеина, имел лучшие органолептические показатели — внешний вид, вкус, запах, консистенцию, цвет и рисунок (таблица 6).

Сыр из молока коров с генотипом АА отличался худшей консистенцией, слабо выраженным сырным вкусом и запахом. Расход сычужного фермента был соответственно на 11% и 4% меньше у коров с типом ВВ по сравнению с типом АА и АВ. Нехватка фракции каппа-казеина приводит к ухудшению свертываемости молока, образованию дряблого сгустка, снижению качества и объема. Реализация полученного молока через сыр особенно выгодна от животных с типом ВВ. Дополнительная выручка в этом случае составила от 62,7 тыс. руб. на 1 корову соответственно (на 20% выше типа АА и на 42,5% типа АВ).

Таблица 6 — Показатели сыропригодностн молока от коров с различным содержанием локуса гена СБ№ п=186__

Показатели Генотип каппа-казеина

АА АВ ВВ

Время свертывания сычужным ферментом, 100 мл молока/сек. 58 51 Ч51

Расход сычужного фермента (2%-го) на свертывание 100 кг молока, мл ■ 318,5 290,0 284

Продолжительность обработки зерна, мин. 89 82 80

Расход молока на выработку 1 кг сыра 45%-ой жирности, кг 9,98 9,98 9,74

Органолептическая оценка сыра, баллы 87 90 92

Сорт Первый Высший Высший

3.8. Использование кормовых добавок для повышения биологической полноценности молока

Молоко должно содержать определенное количество жира, белка, комплекс

витаминов и минеральных компонентов. Среди микроэлементов особенная роль принадлежит селену и цинку, которые обладают иммуномодулирующими и антиоксадантными свойствами. При воспалительном процессе в молочной железе (мастите) усиливается миграции лейкоцитов в очаг воспаления их количество, а, следовательно, и общее число соматических клеток (КСК) в молоке резко увеличивается. По нормам европейских стандартов в молоке допускается наличие не более 250 тыс. соматических клеток в 1см3, а по вступившему в силу 19 декабря 2008г. федеральному закону от 12.06.2008 № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» — 500тыс. в 1см3.

Научно-производственный опыт по совместному применению . препаратов селеноорганического Сел-Плекс и цинк органического Биоплекс Цинк племенным коровам неблагополучным по остаточным формам маститов (с повышенным содержанием соматических клеток в молоке) был проведен в племпредприятии «Сосновское». Для опыта по принципу пар-аналогов подобрано 300 высокопродуктивных коров голштинской породы со средним удоем 6500 кг молока за лактацию, ранее прошедших лечение мастита и имеющих несколько повышенное содержание соматических клеток в молоке. Животные контрольной и опытной групп содержались в разных корпусах по 150 голов на общепринятом для хозяйства рационе.

Препараты задавали совместно (в виде смеси) в составе комбикорма. Скармливание препаратов способствовало нормализации обменных процессов у животных. Установлено, что через 30 дней содержание селена в молоке опытных коров возросло на 37,5 %, цинка — на 28,8%. Совместное скармливание двух микроэлементов способствовало снижению воспалительных процессов в молочной железе коров, что выражалось в существенном более чем в 2 раза снижении количества соматических клеток в молоке у всех животных в опытной группе. Через 30 дней после скармливания препаратов количество соматических клеток в молоке опытных коров снизилось на 31,4 %, через 60 дней - на 83,6 %, а через 90 дней молоко достигло нормативных (европейских) значений и может считаться полностью благополучным (по маститу) и использоваться для получения высококачественной продукции при переработке.

На основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что синергическое взаимодействием между препаратами оказало усиление позитивного влияния на организм коров каждого из этих препаратов.

3.9. Разработка и использование системы менеджмента качества в соответствии с требованиями стандарта ISO 9001:2000, системы управления безопасностью продукции на основе принципов НАССР

Одним наиболее эффективным способом управления и контроля безопасности питания является система управления безопасностью пищевых продуктов на базе концепции «Анализ рисков и выявление критических точек контроля» (НАССР). НАССР (от англ. - HazedAnalysisandCriticalControlPoint.) (ХАССП - рус.) - это предупредительный метод, используется в пищевой промышленности как гарантия производимых продуктов питания. Данный метод выявляет возможные факторы риска химического, физического и биологического происхождения. К основным принципам относятся: - идентификация потенциального риска или рисков (опасных факторов), которые сопряжены с производством продуктов питания, и выявление критических контрольных точек в производстве для устранения (минимизации) риска или возможности его появления. Установление в документах системы ХАССП или технологических инструкциях и соблюдение предельных значений параметров для подтверждения того, что критическая контрольная точка находится под контролем.

Ее разработка может базироваться на стандартах ИСО серии 9000, ИСО серии 15161, ИСО серии 22000, принципах НАССР (ХАССП), GMP, стандартных санитарных, фитосанитарных и ветеринарных операционных процедурах и др.

В работе приведены планы ХАССП, разработанные нами в ходе исследования

для производства молока-сырья в сельскохозяйственных предприятиях с различной

системой содержания коров. Результаты исследований показали, что через месяц после

внедрения ХАССП качество молока, реализуемого высшим сортом увеличилось при

привязном содержании коров на 6,5%, а при беспривязном до 14%.

3.10. Научно-обоснованная система повышения биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции при промышленных

технологиях содержания

Проведенные исследования выявили основные причины снижения молочной

продуктивности крупного рогатого скота, качества молока и молочных продуктов. В связи с этим была разработана научно-обоснованная система повышения биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции

при промышленных технологиях содержания состоящая из следующих этапов звеньев: 1. Оптимизация подбора пар при использовании близкородственного разведения - подбор производителей осуществляется для исправления имеющихся недостатков маточного поголовья и закрепления уже имеющихся положительных результатов с оптимальным соотношением родственных связей.

2. Повышение качества здоровья коров и молока с использованием кормовых добавок: селеносодержащей - СЕЛ-ПЛЕКС в дозе 3,0 г на голову и Биоплекс Цинк в такой же дозе, курсом продолжительностью 90 дней начиная с 7 дня после отела.

3. Анализ риска и контроля критических точек при производстве молока

Систематический контроль качества молока с внедрением системы ХАССП

позволяет в экстренном порядке выявить и исключить негативные факторы, снижающие показатели качества, и тем самым не допустит значительных финансовых потерь.

3.11. Биологическая и экономическая эффективность производства молока при введении научно-обоснованной системы повышения бпоресурсного потенциала крупного рогатого скота при промышленных технологиях содержания

Определены биологическая эффективность и биологическая полноценность

коров нового уральского типа черно-пестрой породы и экономическая эффективность производства молока (Лазаренко В.Н. в соавт., 1998; (Гречушкин А.И., 2009).

Наиболее высокие значения биологической эффективности и полноценности были отмечены у животных линии Монтик Чифтейн по сравнению с коровами линией быка Р.Соверинг — на 27,82% и 23,34% соответственно.

От реализации внедрения научно-обоснованной системы повышения биологического потенциала популяции крупного рогатого скота уральского типа черно-пестрой породы возможно получение дополнительной прибыли от производства молока на 13,4 тыс. руб. при промышленных технологиях содержания на одну корову в год. Наибольший экономический эффект в структуре рентабельности молока (более 47%) был достигнут за счет эффективного подбора родительских пар. Внедрение в полном объеме системы повышения биологического потенциала популяции крупного рогатого скота уральского типа черно-пестрой породы позволят предприятию увеличить экономическую эффективность на 15 %.

ВЫВОДЫ

1. По степени техногенного воздействия проведено ранжирование территории и определена концентрация размещения племенных предприятий Среднего Урала с условным выделением 3-х видов зон: загрязнения промышленными факторами (расположено 30% предприятий); с повышенной радиоактивностью техногенного происхождения (зона ВУРС) (расположено 30% сельскохозяйственных предприятий);-зоны условной от техногенного воздействия (размещено 40% сельскохозяйственных предприятий).

2. Промышленная технология и экологические особенности территории размещения оказали влияние на реализацию продуктивных качеств популяции крупного рогатого скота: в зоне относительного благополучия продуктивность коров была на 26% выше при беспривязном содержании, в зоне с повышенной радиоактивностью (2-ая) на 12,3% по сравнению с привязной системой. В зоне техногенного воздействия при беспривязной системе реализация биологического ресурса коров оказалась не достаточно эффективной.

3. Молочная продуктивность и качество молока коров дочерей уральского типа черно-пестрой породы от быков отечественной селекции линии Монтвик Чифтейн были выше по сравнению с животными других линий как при привязной, так и беспривязной системах содержания соответственно на 14,4% и 19,6% по сравнению с продуктивностью коров линии Р. Соверинг селекции США.

4. Технологические приемы позволяют лучше использовать биологический ресурс крупного рогатого скота уральского типа черно-пестрой породы. При организации трехразового доения было получено на 19% молока больше по сравнению с двухкратным доением. Большая молокоотдача была отмечена у коров в 1-ю половину лактации при трехкратной процедуре доения.

5. Оценка племенных быков многофакторным индексным методом по группе признаков (удою, жирномолочности и белковомолочности) позволила определить рейтинг производителей. Установлено, что 42% быков отечественной и 37% зарубежной селекции были явными улучшателями по всем 3-м признакам.

6. Установлено, что в популяции уральского типа черно-пестрого скота 54% поголовья коров инбридированы 'в различной степени. Отдаленная степень инбридинга способствовала увеличению молочной продуктивности на 5-10% и живой массы коров на 3% по сравнению с животными с тесной степенью инбридинга (кровосмешением).

7. Продуктивное долголетие коров разной линейной принадлежности при промышленных технологиях в разных экологических зонах размещения имело различие. Средний срок хозяйственного использования коров черно-пестрой породы составил 4,7-5,9 отела, в то время как у животных нового уральского типа только 3,6 отела. В зонах техногенного воздействия средний срок продуктивного долголетия коров не зависимо от генотипа был еще ниже - 2,2-2,5 отела.

8. Сравнение качества молока, получаемого при разной технологии, выявило, что при привязной системе лучше реализуется биологический потенциал коров отечественной селекции линии Монтвик Чифтейна, в молоке которых белок составил 3,29%. У коров линии Р. Соверинг селекции США содержание белка в молоке было ниже-3,18%.

9. Исследования на ген каппа-казеина показали, что 63,4% исследуемого племенного поголовья имели генотип АА, 32% - генотип АВ и только 4,3% - генотип ВВ. Поголовье коров линии М. Чифтейн имело желательный генотип по каппа-казеину ВВ у 14% животных, а у линии Р. Соверинг - у 8%. Меньше всего животных с типом ВВ выявлено у коров линии В.Б. Айдиал - 1,7%.

10. Технологические и химические свойства молока у особей с В-аллелыо гена СЗЮотличались от животных с аллелями АА и АВ. Молоко имело более высокое на 4 - 6% содержание белка, характеризовалось сокращением времени сычужной свертываемости - на 37%, высоким выходом сыра - на 3%.

11. Применение препаратов селеноорганического Сел-Плекс и цинк органического Биоплекс Цинк привело к увеличению в молоке опытных селена коров — на 37,5 %, .цинка - на 28,8%. Совместное скармливание двух микроэлементов опосредовано способствовало сокращению воспалительных процессов в молочной железе коров, более чем в 2 раза и уменьшению соматических клеток в молоке через 30 дней после скармливания препаратов — на 31,4%, через 60 дней — на 83,6%, а через 90 дней молоко достигло нормативных значений.

12. Экономическая эффективность научно-обоснованной системы повышения биоресурсного потенциала составила на одну голову: при оптимизации подбора родительских пар — 6311 рублей; при совместном использовании селеноорганического препарата Сел-Плекс и цннк органического препарат Биоплекс Цинк - 4854 рубля; при внедрении системы ХАССП - 2223 рубля; Общая экономическая эффективность составила 13,4 тыс.руб на од!гу голову в год.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для подбора и индивидуального закрепления быков-производителей необходимо разделить поголовье коров в каждом репродукторе на восемь групп с различным уровнем продуктивности и качества молока, с целью выделения группы наиболее перспективных животных и выделение неперспективной группы, которая будет выводиться из стада и групп животных, в которых работа по закреплению производителей будет направлена на исправление выявленных недостатков.

2. За каждой группой коров необходимо закреплять не менее двух быков, обеспечивающих исправление недостатков с учетом продуктивности, качества молока и генеалогической принадлежности.

3. Для повышения качества молока и профилактики маститов рекомендуем на производстве вводить в рацион животных совместно добавки селеносодержащую Сел-Плекс и цинкосодержащую Биоплекс Цинк из расчета 3 гр. каждого препарата на одну голову в сутки. Это позволит повысить продуктивность коров на 8% и получить дополнительно — 4,8 тыс. рублей на одну голову в год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Всего опубликовано по теме исследования 39 публикаций, в том числе 24 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ

1. Лоретц О.Г. Влияние генотипа на технологические свойства молока / Лоретц О.Г., Бедунов A.A. // Молодежь и наука: сб. научи, трудов, Екатеринбург, 2000.

2. Лоретц О.Г. Первичная обработка молока и его качество / Лоретц О.Г., Глухих В.Л., Глухих В.П. // Пути повышения породных и продуктивных качеств с.х.животных. Сб.научных трудов УрГСХА, Екатеринбург, 2000.

3. Лоретц О.Г. Особенности роста н развития голштинизированного молодняка / Лоретц О.Г., Меньшенин И. // Основные направления развития животноводства на Урале /Сб.науч.трудов межрегиональной конференции Екатеринбург, 2001.

4. Лоретц О.Г. Технология молока и его санитарные качества / Лоретц О.Г., Глухих В.Л., Глухих В.П. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2002. №1.

5. Лоретц О.Г. Использование системы НАССР для повышения санитарно-гигиенического качества молока / Лоретц О.Г., Тупицина Е.А. // Материалы научно-практической конференции «Научные результаты - агропромышленному производству, ФГУИПП, Зауралье, т.2., 2004.

6. Лоретц О.Г. Влияние качества молока на его термостабилыюсть / Лоретц О.Г. //Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2004. №5 (23).

7. Лоретц О.Г. Взаимосвязь выбраковки коров по болезням конечностей заболеваемостью копытец у молодняка крупного рогатого скота / Лоретц О.Г., Барашкин М.И., Елесин А.Р. // материалы Всероссийской научно-практической конференции, Ижевск, 2004.

8. Лоретц О.Г. Контроль качества молока в процессе его производства / Лоретц О.Г. // материалы Всероссийской научно-практической конференции, Ижевск, 2004.

9. Лоретц О.Г. Система НАССР как метод повышения эффективности производства молока / Лоретц О.Г. // Продовольственная безопасность в системе народосбережения: Материалы международной научно-практической конференции, УрГЭУ, 2006.

10. Лоретц О.Г. Анализ качества производимого молока в Свердловской области и пути его улучшения / Лоретц О.Г., Скаредина Е.Г. // Вестник Тюменской ГСХА: нзд-во: полнгрф. комплекс ТСХА, 2007. №1(2).

11. Лоретц О.Г. Технологические свойства молока в зависимости от устройства молокопровода / Иванов В.А., Цой Ю.А., Зеленцов А.И., Лоретц О.Г. // Научные основы ведения животноводства. Научные труды ВИЖа. Дубровицы , 2009. вып. 65. С.141-142.

12. Лоретц О.Г. Оценка племенной ценности быков-производителей используемых в стадах Свердловской области: научные рекомендации / Лоретц О.Г., Донник И.М., Мымрин B.C., Лиходеевская O.E., Барашкин М.И. / - Екатеринбург: Уральское издательство, 2011 - 36 с.

13. Лоретц О.Г. Состояние здоровья и молочная продуктивность коров в промышленных регионах / Лоретц О.Г., Барашкин М.И. // Ветеринарная патология. 2012. Т. 40. № 2. С. 113-115.

14. Лоретц О.Г. Проблемы животноводства в промышленных регионах / Донник И.М., Шкуратова H.A., Хаснна Э.И., Кривоногова A.C., Исаева А.Г., Лоретц О.Г. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2012. №3. С.49-51.

15. Лоретц О.Г. Адаптация импортного скота в Уральском регионе / Донник И.М., Шкуратова И.А., Бурлакова Л.В., Мымрин B.C., Портнов B.C., Исаева А.Г., Лоретц О.Г., Барашкин М.И., Кошелев С.Н., Абилева Г.У.// Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2012. №1. С.24-26.

16. Лоретц О.Г. Современные подходы к обеспечению качества молока / Лоретц О.Г. // Ветеринария Кубани. 2012. № 6. С. 19-20.

17. Лоретц О.Г. Физиологические особенности животных в районах техногенного загрязнения / Донник И.М., Шкуратова И.А., Исаева А.Г., Верещак H.A., Кривоногова A.C., Бейкин Я.Б., Портнов B.C., Барашкин М.И., Лоретц О.Г.// Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2012. №1. С.26-28.

18. Лоретц О.Г. Оценка качества молока коров при разном генезе и технологиях содержания / Лоретц О.Г. // Аграрный вестник Урала. 2012. № 8 (100). С. 43-44.

19. Лоретц О.Г. Оценка биоресурсного потенциала высокопродуктивных коров при разных технологиях содержания / Шкуратова И.А., Соколова О.В., Ряпосова М.В., Донник И.М., Лоретц О.Г., Барашкин М.И. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2012. №1. С.33-34.

20. Лоретц О.Г. Оценка быков-производителей зарубежной и отечественной селекции, используемых в племенных хозяйствах Свердловской области / Лоретц О.Г., Лиходеевская O.E., Барашкин М.И., Мымрин B.C., Севастьянов М.Ю. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2012. №4. С.14-17.

21. Лоретц О.Г. Здоровье и молочная продуктивность коров в условиях

техногенеза / Лоретц О.Г., Донник И.М., Климова H.A. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2012. №4. С.17-19.

22. Лоретц О.Г. Результаты оценки производства и качества молока-сырья / Лоретц О.Г. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2012. №5. С.95-97.

23. Лоретц О.Г. Анализ роста и развития ремонтных телок при разных способах содержания матерен / Лоретц О.Г., Хатанов К.Ю., Барашкин М.И.// Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2012. №6. С.36-38.

24. Лоретц О.Г. Повышение качества молока-сырья с использованием принципов ХАССП / Лоретц О.Г., Барашкин М.И. // Аграрный вестник Урала. 2012. № 8 (100). С. 41-42.

25. Лоретц О.Г. Аминокислотный состав молока коров черно-пестрой породы / Лоретц О.Г., Баркова A.C., Колчина А.Ф., Барашкин М.И., Тарасенко М.Н., Беспамятных E.H. // Образование и наука в XXI веке - 2012: материалы VIII Международной научно-практической конференции. Т.42. София: Бял ГРАД-БГ ООД, 2012. С.95-100.

26. Лоретц О.Г. Влияние инбридинга на молочную продуктивность крупного рогатого скота: научные рекомендации / Лиходеевская O.E., Донник И.М., Лоретц О.Г., Мымрин B.C., Барашкин М.И. / — Екатеринбург: Уральское издательство, 2012 -27 с.

27. Лоретц О.Г. Физиологические особенности животных в районах техногенного загрязнения / Донник И.М., Лоретц О.Г., Барашкин М.И., Портнов B.C., Бейкнн Я.Б., Шкуратова И.А., Верещак H.A., Кривоногова A.C., Исаева А.Г. // Ветеринария Кубани. - Краснодар. 2013. №1. С.21-22.

28. Лоретц О.Г. Распределение коров в племенных организациях Свердловской области но степени инбридинга / Донник И.М., Мымрин B.C., Лоретц О.Г., Севостьянов М.Ю., Лиходеевская O.E., Барашкин М.И. // Аграрный вестннк Урала. 2013. № 4 (110). С. 30-32.

29. Лоретц О.Г. Влияние инбридинга на. молочную продуктивность, качество молока и воспроизводительную способность / Донник И.М., Мымрин B.C., Лоретц О.Г., Лиходеевская O.E., Барашкин М.И. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2013. №5. С.15-19.

30. Лоретц О.Г. Молекулярно-геиетическнй анализ овец разного происхождения / Лоретц О.Г., Юлдашбаев Ю.А., Аббасов М.Р. // Аграрный вестннк Урала. Екатеринбург. 2013. №6. С.37-40.

31. Лоретц О.Г. Влияние инбридинга на живую массу коров, экономическая эффективность инбридинга н рекомендации производству / Донник И.М., M ы три и B.C., Лоретц О.Г., Севостьянов М.Ю., Лиходеевская O.E., Барашкин М.И. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2013. №6. С.6-8.

32. Лоретц О.Г. Влияние быков-производителей на рост и развитие ремонтных телок в СПК «Килачевскнй» / Лоретц О.Г., Хатапов К.Ю. // Аграрный вестннк Урала. Екатеринбург. 2013. №7. С.67-70.

33. Лоретц О.Г. Влияние технологии содержания и кратности доения на продуктивность коров и качество молока / Лоретц О.Г.// Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2013. №8. С.72-74.

34. Лоретц О.Г. Влияние линейной принадлежности быков и способа содержания коров-матерей на экстерьерные и интерьерные особенности ремонтных телок уральского черно-пестрого типа от рождения до 9 месяцев /

Лоретц О.Г., Хатанов К.Ю. // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2013. №10. С.28-31.

35. Лоретц П.Г. Оптимизация подбора быков-производителей молочных пород в племенных репродукторах Свердловской области: научные рекомендации / Лоретц О.Г., Мымрин B.C., Лиходеевская O.E., /. — Екатеринбург: Уральское издательство, 2013-40 с.

36. Лоретц О.Г. Молочная продуктивность и технологические свойства молока различных генотипов по каппа-казенну / Лоретц О.Г. // Ветеринария Кубани. 2014. № 2. С. 6-8.

37. Лоретц О.Г. Проведение комплексного анализа использования молочного сырья при производстве молочной продукции и разработка на его основе перевода молочной продукции на сырое молоко: научные рекомендации / Лоретц О.Г., Лиходеевская O.E., Неверова О.П./. — Екатеринбург: Уральское издательство, 2014 - 62 с.

Патенты

38. Способ кормления дойных коров [Текст]: пат. № 2344620 Рос. Федерация/ Котомцев В.В., Бураев М.Э., Макеев О.Г., Лоретц О.Г. [и др.]: заявитель и патентообладатель ООО «Диана». - № 2007108162/13; заявл. 05.03.07; опубликовано: 27.01.09, Бюл. №3.

39. Способ кормления коров для повышения биологической полноценности и качества молока [Текст]: № Заявки на патент 2012139386. Решение о выдаче патента от 27.01.2014 г. Рос. Федерация/ Шкуратова И.А., Донник И.М., Барашкин М.И., Лоретц О.Г. [и др.]: заявитель н патентообладатель ООО «Калита». - 2012139386/13(063697); заявл. 13.09.12

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Лоретц, Ольга Геннадьевна, Екатеринбург

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Уральский государственный аграрный университет»

На правах рукописи

05201451281

Лоретц Ольга Геннадьевна

Повышение биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции при промышленных технологиях содержания и с учетом экологического зонирования территорий

03.02.14. Биологические ресурсы

Диссертация на соискание степени доктора биологических наук

Научный консультант: академик РАН, доктор биологических наук профессор И.М.Донник

Екатеринбург - 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...........................................................................................................................5

1 .Обзор литературы..............................................................................14

1.1. Инновационные подходы к технологии содержания

молочного скота..................................................................................14

1.2. Стратегия генетического совершенствования черно-пестрой породы крупного рогатого скота.

Опыт России и зарубежных стран............................................................25

1.3. Влияние факторов на качество молока................................................28

Заключение по обзору литературы...........................................................38

2. Материал и методы исследований.........................................................42

3. Результаты собственных исследований..................................................50

3.1.Зонирование сельскохозяйственных территорий

с учетом техногенного воздействия..........................................................50

3.2. Продуктивно-биологические особенности коров уральской черно-пестрой породы с учетом линейной

принадлежности, технологии содержания и зоны размещения........................57

3.2.1. Характеристика накопления экотоксикантов в организме крупного рогатого скота в зависимости

от зоны размещения.............................................................................57

3.2.2. Характеристика продуктивных, биологических

особенностей крупного рогатого скота......................................................59

3.2.3. Влияние технологии доения на молочную

продуктивность и качество молока коров...................................................63

3.3. Оценка племенной ценности быков-производителей используемых для повышения генетического потенциала

популяции крупного рогатого скота.........................................................70

3.3.1. Оценка быков-производителей разной селекции..................................70

3.3.2. Оценка качества спермопродукции

быков-производителей разной селекции....................................................82

3.4. Влияние генетических ресурсов и экологических

факторов на продуктивное долголетие коров..............................................85

3.5. Оценка близкородственного разведения (инбридинга)

на молочную продуктивность и качество молока.........................................89

3.6. Оптимизация подбора быков-производителей для повышения биоресурсного потенциала коров

молочных пород..................................................................................99

3.7. Комплексный анализ качества молока и молочных продуктов с учетом технологических, экологических и

генетических факторов........................................................................108

3.7.1. Мониторинг качества молока-сырья при

промышленных технологиях содержания животных...................................110

3.7.2. Оценка физико-химических и технологических свойств молока с учетом генетических, технологических

и экологических факторов....................................................................119

3.7.3. Определение генотипа каппа-казеина и его влияния

на выработку молочных продуктов.........................................................133

3.8. Использование кормовых добавок для повышения

биологической полноценности молока....................................................143

3.9. Разработка и использование системы менеджмента качества в соответствии с требованиями стандарта ISO 9001:2000, системы управления безопасностью продукции на основе

принципов НАССР.............................................................................151

3.10. Научно-обоснованная система повышения биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции при промышленных

технологиях содержания......................................................................173

3.11. Биологическая и экономическая эффективность производства молока при введении научно-обоснованной системы повышения биоресурсного потенциала крупного

рогатого скота при промышленных технологиях содержания........................178

4. Обсуждение полученных результатов................................................186

5. Выводы........................................................................................194

6. Практические предложения...............................................................197

7. Список литературы.........................................................................198

8. Приложение 1 - Распределение коров по группам в зависимости от

продуктивности в племенных репродукторах...........................................224

Приложение 2 - Закрепление быков-производителей

в племенных репродукторах...............................................................251

Введение

Актуальность темы. Развитие молочной отрасли животноводства в основном происходит за счет внедрения новых промышленных технологий содержания и кормления животных, которые предъявляют дополнительные требования к их биологическим и хозяйственно-полезным качествам. Интенсификация технологий отрасли животноводства без оценки популяций крупного рогатого скота и отдельных генетических групп приводит к истощению биологического потенциала животных, ранней выбраковке их и значительным экономическим потерям. И наоборот, разработка методов рационального использования и воспроизводства животных позволяет увеличить популяционную продуктивность. В последнее десятилетие, оценке биоресурсного потенциала сельскохозяйственных животных на территориях Урала, Зауралья и Сибири уделяется значительное внимание [143; 190]. Изучение генетических факторов, позволяющих увеличить молочную продуктивность при хорошем качестве и составе молока, ведется в направлении создания новых типов скота на основе скрещивания отечественных пород с голштинской [46; 86; 115; 188;].

На Среднем Урале с использованием голштинской породы выведен новый уральский тип черно-пестрой породы скота, который имеет свои особенности. В связи с этим, возникает необходимость комплексно оценить популяцию нового типа по основным признакам, особенно по биологическим и продуктивным показателям, что позволит эффективнее управлять и рационально использовать их потенциал. Генетический рост продуктивности скота может снизить затраты кормов на производство продукции, решить проблему наиболее эффективного использования животных, тем самым, способствовать сохранению

генофонда[124;125;137;157].

Для ряда территорий России, характерен критический уровень экологической опасности [21; 168]. В Уральском регионе сосредоточена значительная часть предприятий черной и цветной металлургии,

машиностроения, лесохимического комплекса, электроэнергетики. Концентрация промышленного производства превышает на Урале средний уровень Российской Федерации в 4,5 раза. Это накладывает отпечаток на все биологические объекты, находящиеся в этой зоне, в том числе и на состояние продуктивных животных [гос.доклад]. По мнению ученых, состояние окружающей среды оценивается как кризисное и представляет собой сложную целостную систему взаимосвязанных биологических ресурсов и [23; 55;60]. В связи с этим сохранение биологических ресурсов в условиях экологической опасности стоит очень остро. В данных условиях при ведение сельскохозяйственного производства для получения экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства необходимо учитывать экологическую обстановку территории [61; 191]. Развитие промышленности и автотранспорта, усиленное использование различных химических веществ ведет к увеличению количества токсических элементов и их соединений в окружающей среде и в сельскохозяйственной продукции [27; 28; 60; 92; 152]. Эти данные обуславливают проведение зонирования территорий размещения сельскохозяйственных предприятий по степени техногенного воздействия.

По мнению уральских ученых И.М. Донник с соавторами [60, 59, 57, 56], B.C. Мымрина [123, 124], И.А. Шкуратовой [190, 191] Л.В. Бурлаковой, С.Н. [28], O.P. Ильясова [78]; Г.М. Топурия [167] размещение сельскохозяйственного производства без учета экологических условий привело к тому, что в настоящее время в зоне техногенных загрязнений, сосредоточено наибольшее количество сельскохозяйственных предприятий производящих значительный объем сельскохозяйственной продукции.

Насыщение окружающей среды Уральского региона токсическими элементами создаёт проблему получения качественных продуктов питания, среди которых особое значение имеет молоко. Исследованиями Л.В.Бурлаковой[28], Н.И.Морозовой [122], И.Н. Миколайчика [121], A.C. Кузнецова, С.Г. Кузнецова [96] установлено, что молочная продуктивность коров снижается до 14% в хозяйствах расположенных на территории экологического неблагополучия.

Молоко отличается пониженными технологическими свойствами и пищевой ценностью. Следовательно, решение проблемы повышения качества молочных продуктов необходимо координировать, прежде всего, с улучшением качества молока-сырья.

Ряд ученых, исследовавших влияние различных факторов на качество молочной продукции, установили, что более значимое влияние на технологические свойства молока, в частности на его сыропригодность, оказывает генотип животного, что вызывает необходимость в дополнительных исследованиях в этом направлении [15, 113; 114, 135, 137, 156, 158].

Актуальным остается и вопрос продуктивного долголетия коров при использовании генофонда голштинской породы. Сроки продуктивного долголетия животных находятся в прямой зависимости от уровня продуктивности, количества получаемого приплода, а также от степени экологических особенностей территории [60; 142; 143; 155, 166; 167; 191].

В связи с вышеизложенным, изучение биоресурсного потенциала крупного рогатого скота разного генотипа в современных условиях использования и влияние на него генетических, технологических, экологических факторов является актуальным.

Цель и задачи исследований. Провести оценку биоресурсного потенциала крупного рогатого скота при промышленных технологиях содержания и разработать систему повышения продуктивности популяции и качества получаемой продукции с учетом экологического зонирования.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести зонирование сельскохозяйственных предприятий с учетом интенсивности техногенного воздействия территории их размещения;

2. Изучить биологические и продуктивные качества коров разного генотипа при промышленных технологиях содержания и с учетом экологического зонирования;

3. Провести оценку быков-производителей, используемых в Уральском регионе для повышения биоресурсного потенциала популяции крупного рогатого скота и определить влияние инбридинга па их продуктивные качества;

4. Дать характеристику сроков продуктивного долголетия коров разной линейной принадлежности с учетом системы содержания, экологического зонирования территории их размещения;

5. Провести комплексный анализ качества молока и молочных продуктов с учетом влияния технологических, экологических и генетических факторов;

6. Определить биологическую и экономическую эффективность производства молока с учетом генетических и технологических факторов;

7. Разработать научно-обоснованную систему повышения биоресурсного потенциала крупного рогатого скота и качества молочной продукции при промышленных технологиях (на основе системы ХАССП- анализа рисков и контрольных критических точек, подбора родительских пар по улучшающим признакам и использования препаратов Сел-Плекс и Биоплекс Цинк).

Научная новизна исследований. Впервые, на значительном поголовье крупного рогатого скота уральского типа черно-пестрой породы при промышленных технологиях содержания и с учетом размещения в зонах техногенного воздействия, выявлены генотипические особенности популяции животных, коррелирующие с уровнем молочной продуктивности и качеством молочной продукции. Установлено, что биоресурсный потенциал животных реализуется в разной степени в зависимости от технологии содержания и степени техногенного воздействия территории размещения. Впервые у коров уральского типа черно-пестрой породы проведен мониторинг содержания локуса гена молочных белков - каппа-казеина (СБШ). Установлено, что у особей с В-аллелыо гена СБЫЗ молоко обладает более высоким содержанием белка (на 4-6%) и лучшими технологическими свойствами ( уменьшением времени сычужной свертываемости на 37%), высоким выходом сыра ( на 3%) по сравнению с животными не имеющими данной аллели.

Впервые применен многофакторный индексный метод, позволяющий одновременно оценить по группе показателей (удой, жирномолочность, белковомолочность) быков-производителей и выявить увеличение или уменьшение продуктивности их дочерей, тем самым способствовать более правильному подбору племенных животных.

Проведен анализ популяции уральского типа черно-пестрого скота по степени инбридинга. Установлено, что в племенных стадах Среднего Урала до 53% поголовья коров инбридированы в различных степенях. Отдаленная степень инбридинга способствует увеличению молочной продуктивности (на 5-10%) и живой массы (на 3%) коров по сравнению с тесной степенью инбридинга.

Изучено влияние селеносодержащей добавки Сел-Плекс и ципкосодержащей добавки Биоплекс Цинк на биохимические показатели крови и качество молочной продукции. Установлено, что совместное скармливание препаратов опосредованно приводило к снижению соматических клеток в молоке и улучшало его санитарно-гигиенические качества (патент №2012139386/13 (063697).

Теоретическая и практическая значимость работы. На основании теоретического обобщения и результатов собственных исследований предложена научно-обоснованная система повышения молочной продуктивности и качества молока у коров при промышленном содержании с учетом экологического зонирования, которая позволяет повысить экономическую эффективность производства молока.

При производстве молока-сырья на молочно-товарных фермах внедрена система ХАССП (анализ рисков и контрольных критических точек), что позволило увеличить количество получаемого молока-сырья высшего сорта - на 14%.

Для племенных предприятий разработана система подбора родительских пар с учетом разделения на группы по продуктивным качествам (удой, жирномолочность, белковомолочность) позволившая рассчитать количество

спермодоз необходимых для улучшения показателей по каждому из данных признаков.

Анализ популяции уральского типа черно-пестрого скота по степени инбридинга и внедрения рекомендаций по использованию инбредных животных позволил получить экономическую эффективность за лактацию - 6,3 тыс. руб. на одно животное дополнительно. В целом от внедрения научно-обоснованной системы экономический эффект составит 13,4 тыс. руб. на одно животное.

Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении курса для студентов высшего и среднего специального образования по специальности: «Ветеринария», «Зоотехния», «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» в Уральском ГАУ.

По результатам исследований изданы 4 рекомендации (утверждены НТС МинАПК и продовольствия Свердловской области в 2011-2013 гг).

Методология и методы исследования. Работа выполнена в 2006-2013 гг. на кафедре технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции и кафедре инфекционной и незаразной патологии ФГБОУ ВПО «Уральский государственный аграрный университет» в соответствии с планом научно-исследовательских работ «Комплексная оценка биологических и продуктивных признаков крупного рогатого скота Уральского типа черно-пестрой породы» (№ госрегистрации 01201459841); а также по заданию МинАПК и прод. Свердлов.обл (госконтракты № 388 от 17.10.2011; №141 от 22.05.2012; № 01.07.2013)

Экспериментальные исследования выполнены в 30 племенных организациях по разведению крупного рогатого скота Уральского региона. При отборе предприятий учитывали технологию содержания, уровень продуктивности и кормления, а также размещение в территориях с разной степенью и характером техногенного воздействия. Объектом исследований служил крупный рогатый скот черно-пестрой породы. Проведены исследования по определению продуктивных показателей популяции коров с различной технологией содержания, выполнены научно-производственные опыты.

Проведен анализ статистических данных племенного, зоотехнического и ветеринарного учета, сводных отчетов по бонитировке крупного рогатого скота из программы «СЭЛЕКС-РОССИЯ» за 2008-2013 годы Регионального информационно-селекционного центра ОАО «Уралплемцентр», отчетов по итогам работы отрасли животноводства в сельскохозяйственных организациях и крестьянских (фермерских) хозяйствах Свердловской области за 2008-2013 гг., данных, полученных в лабораториях молочных заво