Russian Federation
p.g.t. Ust'-Kinel'skiy, Samara, Russian Federation
p.g.t. Ust'-Kinel'skiy, Samara, Russian Federation
GRNTI 68.39 Животноводство
The research goal is to increase the duration of the period of productive use of cows in modern complexes for milk production. The object of research is cows of the newly created intra-breed middle Volga type of black-and-white breed, culled for various reasons from the herd in the period from 2016 to 2018. All animals for further statistical processing of the studied indicators were divided into four groups, taking into account the type of stress resistance according to the method of E. p. Kokorina in the modification described by E. N. Letyagina. It was found that all hematological indicators decrease with increasing stress resistance in cows, except for the content of white blood cells. An increase in the concentration of white blood cells in the blood by 6.8-41.9% is probably a protective reaction of the body. Different reactivity of cows to the action of stress factors has an impact on the natural resistance of their body. A decrease in BASC by 3.2-10.5% was found, LASC – by 3.5-9.0%, FUNK-by 1.8-7.3%. When stress resistance decreases, the concentration of immunoglobulins in the blood decreases: IgG-by 3.9 – 11.2%, IgM-by 1.1 – 22.5%, IgA-by 3.4 – 24.1%. Studies have shown that cows of the first type of stress was superior to their peers with high stress-STU life expectancy at 262,6-1264,8 day (11,6-100%; P<0,05-0,001); in the long-STI period of productive use – on 0,2-2,5 lactation (4,7-125%; P<0.001); the magnitude of the average milk yield per lactation on 487-2175 kg of milk (8,5-53.6 percent; P<0,05-0,001); the value of lifetime milk yield – for 3340-19924 kg of milk (13.5-245.5%; P<0.01-0.001); for milk yield per 1 day of life-0.2-4.7 kg (1,8-73,4%; P<0,001), on the 1st day of lactation – 2,3-5,5 kg (13,9-41,4%; P<0,001). It is recommended that the" breeding core " of the herd be equipped with animals of types I and II of stress resistance. When using type II stress resistance cows, additional attention should be paid to the milk productivity of their mothers when selecting breeding bulls.
cow, stress resistance, longevity, lactation, milk yield
В Федеральном законе «О развитии сельского хозяйства» большое внимание уделяется созданию в агропромышленном комплексе высокопроизводительного сектора, развивающегося на основе современных интенсивных технологий. В свою очередь, интенсивные технологии производства продуктов животноводства, основанные на максимальной механизации и автоматизации всех трудоемких процессов, зачастую не соответствуют физиологическим потребностям и особенностям организма животных, что вызывает его ответную реакцию в виде стрессов [1, 2, 3].
Бесспорно, современные животноводческие комплексы являются прогрессивной формой интенсификации животноводства. Однако большая скученность при крупногрупповом беспривязном содержании, недостаток движения, регулярные перегруппировки, неудовлетворительный микроклимат, производственные шумы, новый тип и условия кормления и многое другое, способствуют снижению жизнестойкости, воспроизводительной функции и, как следствие, продолжительности хозяйственного использования животных [4, 5, 6]. Поэтому внедрение инновационных технологий производства молока требует внесения кардинальных изменений в методы селекционной работы с целью повышения адаптивных свойств организма животных, позволяющих им приспосабливаться к новым условиям окружающей среды. Селекция и отбор по принципу высокой генетически детерминированной устойчивости к стрессу – один из основных методов совершенствования пород и линий.
В программы селекционно-племенной работы со стадом в обязательном порядке должна вводиться оценка животных по стрессоустойчивости и адаптивным способностям [7, 8].
Цель исследований – увеличение продолжительности периода продуктивного использования коров на современных комплексах по производству молока.
Задачи исследований – изучить влияние разных типов стрессоустойчивости коров черно-пестрой породы на продолжительность периода их продуктивного использования.
Материал и методы исследований. Исследования проводили в условиях современного комплекса по производству молока ЗАО «Константиново» Пензенской области. Объект исследований – коровы вновь создаваемого внутрипородного средневолжского типа черно-пестрой породы, выбракованные по разным причинам из стада в период с 2016 по 2018 гг. в количестве 839 голов.
Все животные для статистической обработки изучаемых показателей были разделены на четыре группы с учетом типа стрессоустойчивости по методике Э. П. Кокориной [9] в модификации, описанной Е. Н. Летягиной [10].
Молочную продуктивность коров учитывали на протяжении всего периода использования при помощи автоматической системы управления стадом и приборов идентификации животных.
Для контроля за состоянием обмена веществ, изучения морфологического и биохимического состава крови, показателей естественной резистентности у коров брали кровь из яремной вены в средней трети шеи в утренние часы до кормления животных. Исследования проводили с использованием общепринятых гематологических, биохимических и иммунологических методов.
Результаты исследований. Оценка животных по типу стрессоустойчивости показала, что высокой стрессоустойчивостью (I тип) обладали 23,4% коров, средней стрессоустойчивостью
(II и III тип) – 63,0%, низкой стрессоустойчивостью (IV тип) – 13,6% коров.
Исследования показали, что животные с разным типом стрессоустойчивости существенно различаются по гематологическим показателям (табл. 1).
Таблица 1
Морфо-биохимический состав крови коров-первотелок разных типов стрессоустойчивости
|
Показатель |
Тип стрессоустойчивости |
Норма |
|||
|
I |
II |
III |
IV |
||
|
Гемоглобин, г/л |
114,8±1,39 |
112,4±1,46 |
108,6±1,12*** |
103,5±1,53*** |
99-129 |
|
Эритроциты, 1012/л |
7,1±0,14 |
6,8±0,17 |
6,5±0,13** |
6,4±0,19** |
5,0-7,5 |
|
Лейкоциты, 109/л |
7,4±0,11 |
7,9±0,16** |
9,3±0,12*** |
10,5±0,16*** |
6,0-10,0 |
|
Общий белок, г/л |
82,3±0,69 |
77,1±0,76*** |
72,4±0,63*** |
64,7±0,84*** |
72-86 |
|
в т.ч. альбумины, % |
46,0±0,48 |
45,9±0,55 |
45,2±0,59 |
44,6±0,43* |
44-50 |
|
α-глобулины, % |
12,4±0,17 |
13,0±0,20* |
12,8±0,23 |
14,1±0,27*** |
10-20 |
|
β-глобулины, % |
10,1±0,14 |
11,2±0,17*** |
13,3±0,15*** |
13,5±0,19*** |
9-16 |
|
γ-глобулины, % |
31,5±0,39 |
29,9±0,24*** |
28,7±0,26*** |
27,8±0,35*** |
21-40 |
|
Кальций, мг% |
10,3±0,12 |
10,1±0,10 |
9,4±0,07*** |
9,0±0,13*** |
9-12 |
|
Фосфор неорганический, мг% |
5,9±0,08 |
5,7±0,06* |
5,2±0,09*** |
4,9±0,07*** |
5-6 |
|
Щелочной резерв, об% СО2 |
57,5±0,39 |
56,1±0,44* |
55,3±0,47*** |
53,7±0,52*** |
46-66 |
|
Щелочная фосфатаза, Е/л |
64,8±0,85 |
61,3±0,69** |
56,7±0,74*** |
53,6±0,79*** |
40-70 |
|
АсАТ, Е/л |
87,9±1,28 |
86,2±1,22 |
82,4±1,17** |
78,1±1,10*** |
50-90 |
|
АлАТ, Е/л |
32,4±0,70 |
30,5±0,59* |
27,6±0,54*** |
25,3±0,67*** |
18-40 |
Примечание: * – Р<0,05; ** – Р<0,01; *** – Р<0,001.
Кровь животных в связи с ее биологическими особенностями и обеспечением жизненно важных функций в организме отмечается относительной стабильностью состава, поддерживая показатели в пределах физиологической нормы. Установлено, что по мере снижения стрессоустойчивости в крови коров уменьшается содержание эритроцитов (по сравнению с I типом) на 0,3-0,7×1012/л
(4,2-9,9%; Р<0,01), а концентрация в них гемоглобина – на 2,4-11,3 г/л (2,1-9,8%; Р<0,001). Содержание лейкоцитов, наоборот, при этом увеличивается, соответственно, на 0,5×109/л (6,8%; Р<0,01), 1,9×109/л (25,7%; Р<0,001) и 3,1×109/л (41,9%; Р<0,001), что, вероятно, является защитной реакцией организма коров на негативное влияние стрессов.
Важно отметить, что при повышении стрессоустойчивости снижение содержания белков сыворотки крови происходит за счет снижения альбуминов на 0,1-1,4% и γ-глобулинов на 1,6-37% (Р<0,001) при одновременном повышении доли α-глобулинов – на 0,6-1,7% (Р<0,05-0,001),
β-глобулинов – на 1,1-3,4% (Р<0,001), что свидетельствует о снижении у стресс-чувствительных животных защитных сил организма.
Здоровье животных и степень адаптации к условиям интенсивной технологии характеризуются показателем щелочного резерва, который отражает кислотно-щелочное равновесие крови. Самый высокий показатель щелочного резерва отмечен у коров с высоким типом стрессоустойчивости – 57,5 об% СО2, что больше, по сравнению с менее устойчивыми к стрессу животными,
на 1,4-3,8 об% СО2 (2,5-7,1%; Р<0,05-0,001).
Кислотно-щелочное равновесие в организме коров тесно связано с интенсивностью минерального обмена. Особое значение в этом процессе принадлежит кальцию и фосфору. При этом концентрация в сыворотке крови кальция и фосфора оказывает существенное влияние на активность щелочной фосфатазы. Установлено, что у крупного рогатого скота по мере снижения стрессоустойчивости снижается активность щелочной фосфатазы, соответственно, на 3,5 Е/л
(5,4%; Р<0,01), 8,1 Е/л (12,5%; Р<0,001), 11,2 Е/л (17,3%; Р<0,001). Это очень важно, так как, являясь универсальным катализатором всех видов обмена веществ, щелочная фосфатаза контролирует интенсивность усвоения питательных веществ корма и, как следствие, уровень молочной продуктивности коров.
Показателем интенсивности обмена белков в организме может служить активность ферментов-трансаминаз АсАТ и АлАТ. У коров с низкой стрессоустойчивостью отмечено снижение активности аспартатаминотрансфераз (АсАТ) на 1,7-9,8 Е/л (1,9-11,1%; Р<0,01-0,001), аланинаминотрансфераз (АлАТ) – на 1,9-7,1 Е/л (5,9-21,9%; Р<0,05-0,001).
С целью выявления особенностей реагирования животных с различными типами
стрессоустойчивости на воздействие технологических источников стресса изучали гуморальные
и клеточные факторы естественной резистентности их организма при переводе из родильного отделения в цех производства молока (табл. 2).
Таблица 2
Показатели естественной резистентности коров-первотелок разных типов стрессоустойчивости
|
Показатель |
Тип стрессоустойчивости |
Норма |
|||
|
I |
II |
III |
IV |
||
|
БАСК, % |
83,2±1,76 |
80,0±1,89 |
76,4±1,98* |
72,7±2,31*** |
44-80 |
|
ЛАСК, % |
26,9±0,37 |
23,4±0,32*** |
20,6±0,41*** |
17,9±0,29*** |
13-54 |
|
ФАНК, % |
62,1±0,69 |
60,3±0,74 |
58,2±0,80*** |
54,8±0,72*** |
20-60 |
|
ФЧ |
6,24±0,33 |
5,67±0,39 |
5,18±0,27* |
4,96±0,31** |
4-6 |
|
ФИ |
5,10±0,20 |
4,72±0,26 |
3,99±0,32** |
3,68±0,23*** |
5-10 |
|
Иммуноглобулины, всего, мг/мл: |
19,66±0,72 |
18,97±0,65 |
17,54±0,59* |
17,07±0,54** |
- |
|
класса G |
16,37±0,44 |
15,73±0,48 |
14,89±0,39** |
14,53±0,41** |
15-23 |
|
класса М |
2,71±0,10 |
2,68±0,08 |
2,14±0,05*** |
2,10±0,07*** |
1,8-3,5 |
|
класса А |
0,58±0,03 |
0,56±0,02 |
0,51±0,02 |
0,44±0,03*** |
0,4-0,8 |
Примечание: * – Р<0,05; ** – Р<0,01; *** – Р<0,001.
Различная реактивность коров к действию стресс факторов оказывает существенное влияние на адаптационные возможности и естественную резистентность организма животных. Установлено, что коровы с высоким типом стрессоустойчивости превосходили своих более стресс-чувствительных сверстниц по бактерицидной активности сыворотки крови (БАСК) на 3,2-10,5% (Р<0,05-0,001).
Лизоцимная активность сыворотки крови (ЛАСК), основанная на активности фермента лизоцима, положительно коррелирует с БАСК, образуя тем самым достаточно надежную защиту организма от инфекции из вне. Снижение стрессоустойчивости животных сопровождается снижением активности ЛАСК, соответственно, на 3,5; 6,3; 9,0% при высокой статистической достоверности (Р<0,001).
Важнейшим фактором клеточной защитной системы организма является опсонофагоцитарная реакция лейкоцитов. Исследования показали, что фагоцитарная активность нейтрофилов крови (ФАНК) также зависит от типа стрессоустойчивости животных. При увеличении стресс-чувствительности коров происходит снижение активности фагоцитов на 1,8-7,3% (Р<0,001). При этом фагоцитарное число (ФЧ) снижается на 0,57-1,28 шт. (Р<0,05-0,01), а фагоцитарный индекс (ФИ) – на 0,38-1,42 шт. (Р<0,01-0,001).
Иммунитет организма обусловлен наличием в сыворотке крови специфических антител – иммуноглобулинов, принадлежащих к трем основным классам: IgG, IgM, IgA, каждый из которых выполняет свою определенную функцию в обеспечении здоровья животного. Установлено, что тип стрессоустойчивости коров и количество иммуноглобулинов в сыворотке их крови имеют положительную корреляционную зависимость. При снижении стрессоустойчивости у животных наблюдается снижение концентрации иммуноглобулинов класса G на 0,64-1,84 мг/мл (3,9-11,2%; Р<0,01),
IgM – на 0,03-0,61 мг/мл (1,1-22,5%; Р<0,001), IgA – на 0,02-0,14 мг/мл (3,4-24,1%; Р<0,001).
Таким образом, животные III и IV типов стрессоустойчивости имеют показатели, характеризующие естественную резистентность организма, достоверно ниже, чем у их сверстниц
I и даже II группы. Поэтому они находятся в группе риска и наиболее подвержены негативным влияниям окружающей среды, в первую очередь – влиянию патогенной микрофлоры.
Анализ показателей, характеризующих продуктивное долголетие коров с разным типом стрессоустойчивости, позволяет сделать заключение, что снижение естественной резистентности организма животных, обусловленное повышением стресс-чувствительности, негативно отразилось на уровне молочной продуктивности и продолжительности хозяйственного использования (табл. 3).
Наблюдения показали, что коровы, лидирующие в группе, принадлежат по типу нервной деятельности преимущественно к сангвиникам, а коровы с низкой стрессоустойчивостью – к холерикам и меланхоликам. По ранговой иерархии стресс-чувствительные животные преимущественно составляют часть группы – угнетенные. Они, как правило, последними подходят к кормовому столу, не доедают, чаще подвергаются нападениям, что негативно отражается на их здоровье, продуктивности и продуктивном долголетии.
Таблица 3
Показатели продуктивного долголетия коров разного типа стрессоустойчивости
|
Показатель |
Тип стрессоустойчивости |
|||
|
I |
II |
III |
IV |
|
|
Поголовье, гол./% |
196/23,4 |
340/40,5 |
189/22,5 |
114/13,6 |
|
Продолжительность жизни, дней |
2529,3±93,4 |
2266,7±74,6* |
1737,8±69,9*** |
1264,5±78,3*** |
|
Продолжительность лактационного периода, дней |
1494,0±68,3 |
1496,4±52,4 |
1027,2±72,6*** |
612,3±83,7*** |
|
Продолжительность использования, лактаций |
4,5±0,24 |
4,3±0,21 |
3,2±0,29*** |
2,0±0,33*** |
|
Пожизненный удой, кг |
28039±946 |
24699±794** |
15018±873*** |
8115±298*** |
|
Средний удой за лактацию, кг |
6231±159 |
5744±136* |
4693±142*** |
4056±101*** |
|
Удой в расчете на 1 день жизни, кг |
11,1±0,22 |
10,9±0,17 |
8,6±0,21*** |
6,4±0,13*** |
|
Удой в расчете на 1 день лактации, кг |
18,8±0,36 |
16,5±0,32*** |
14,6±0,43*** |
13,3±0,29*** |
Примечание: * – Р<0,05; ** – Р<0,01; *** – Р<0,001.
Исследования показали, что продолжительность жизни коров I типа стрессоустойчивости больше, по сравнению со сверстницами, менее устойчивыми к стрессам, соответственно,
на 262,6 дн. (11,6%; Р<0,05), 791,5 дн. (45,5%; Р<0,001), 1264,8 дн. (100%; Р<0,001). Следует отметить, что продолжительность непродуктивного периода жизни коров (до первого отела) III и IV типов стрессоустойчивости составила 27-29 мес., в то время как I и II типов – 24-25 мес.
Установлено, что наиболее продолжительный период продуктивного использования – у коров I типа стрессоустойчивости – 4,5 лактации, что продолжительнее, по сравнению с животными более стресс-чувствительными, на 0,2 лактации (4,7%), 1,3 лактации (40,6%; Р<0,001) и 2,5 лактации (125%; Р<0,001).
Различия в интенсивности обмена веществ у коров разных типов стрессоустойчивости, разный уровень естественной резистентности, особенности этологии и иерархической подчиненности в конечном счете обусловили значительные различия по величине среднего удоя за лактацию.
При среднем удое за лактацию всех выбракованных коров
(53,6%; Р<0,001). Если генетический тренд по удою – 50 кг молока, то чтобы нивелировать эту разницу, селекционерам потребуется 43,5 года кропотливого труда.
Коровы I и II типов стрессоустойчивости не имели разницы по продолжительности лактационного периода, но в силу различий высшей нервной деятельности, функционирования всех органов и систем организма разница по удою в среднем за лактацию составила
Наиболее наглядно характеризует эффективность разведения животных разных типов стрессоустойчивости величина удоя в расчете на 1 день жизни и на 1 день лактации коровы. В первом случае разница по сравнению с I типом стрессоустойчивости, составила, соответственно,
Заключение. Разделение коров в стаде по типу стрессоустойчивости с учетом гематологических особенностей и признаков естественной резистентности позволяет селекционерам повысить эффективность отбора животных при работе со стадом в направлении повышения уровня молочной продуктивности и продолжительности периода хозяйственного использования. В связи с тем, что у коров с высокой стрессоустойчивостью продолжительность продуктивного использования больше на 40,6-125%, средний удой за лактацию – на 32,8-53,6%, пожизненный удой – на 86,7-245,5%, рекомендуется «селекционное ядро» стада комплектовать животными из этой группы. При использовании в селекционной работе коров разных типов стрессоустойчивости при подборе быков-производителей необходимо особое внимание уделять молочной продуктивности их матерей.
1. Chechenikhina, O. S., Kazantseva, E. S., & Stepanova, Yu. A. (2017). Metodi povisheniia produktivnogo dolgo-letiia korov [Methods of increasing the productive longevity of cows: scientific and practical recommendations]. Eka-terinburg: Ural SAU [in Russian].
2. Kosyachenko, N. M., Konovalov, A. V., Ilyina, A. V., & Kononov, D. V. (2013). Ispolizovanie stressoustoichivosti i povedencheskih funkcii krupnogo rogatogo skota pri sovremennikh tekhnologiiakh proizvodstva moloka [Use of stress tolerance and behavioral functions of cattle in modern technologies of milk production]. Yaroslavl: Yaroslavl SAA [in Russian].
3. Karamaev, S. V., Bakaeva, L. N., & Karamaeva, A. S. et al. (2018). Razvedenie skota golshtinskoi porody v Srednem Povolzhie [Breeding of Holstein cattle in the Middle Volga region]. Kinel: PC Samara SAA [in Russian].
4. Valitov, Kh. Z., & Karamaev S. V. (2012). Produktivnoe dolgoletie korov v usloviiakh intensivnoi tekhnologii pro-izvodstva moloka [Productive longevity of cows in the conditions of intensive technology of milk production]. Sama-ra: PC Samara SAA [in Russian].
5. Karamaev, S. V., Topuriya, G. M., & Bakayeva, L. N. et al. (2013). Adaptacionniie osobennosti molochnikh porod skota [Adaptive features of dairy breeds of cattle]. Samara: PC Samara SAA [in Russian].
6. Nekrasova, I. I. (2014). Belkovii sostav sivorotki krovi zhivotnikh razlichnoi stressoustoichivosti [Protein compo-sition of animal blood serum of various stress-resistance]. Seliskohoziaistvenniie nauki i agropromyshlennii kom-pleks na rubezhe vekov - Agricultural Sciences and agro-industrial complex at the turn of the century, 8, 124-127 [in Russian].
7. Batanov, S. D., & Starostina, O. S. (2009). Molochnaia produktivnost pervotelok raznoi stressoustoichivosti [Milk productivity of first-born cows of different stress resistance]. Zootekhniya - Zootechniya, 2, 8-19 [in Russian].
8. Klimanok, I. I., Kolchev, A. G., & Malofeev, V. L. (2009). Ocenka golshtinizirovannikh korov po tipu stressoustojchivosti [Evaluation of Holstein cows by type of stress resistance: methodological recommendations]. Novosybirsk: Siberian research and design and technological Institute of animal husbandry [in Russian].
9. Kokorina, E. P. (1986) Uslovnie refleksi I produktivnost zhivotnikh [Conditional reflexes and productivity of ani-mals]. Moscow: Agropromizdat. [in Russian].
10. Letyagina, E. N. (2004). Sviaz stressoustoichivosti s molochnoi produktivnostiiu, tipami visshei nervnoi deiate-linosti ipishchevim povedeniem u visokoproduktivnikh korov [Connection of stress resistance with milk productivity, types of higher nervous activity and food behavior in highly productive cows]. Candidate’s thesis. Tyumen [in Russian].
