Origin and generation influence on the fractal dimension values of the milk production in dairy cows

Abstract

The main aim of our research was to determine the effect of origin and generation on the fractal dimension values of the milk production peculiarities in dairy cows. This study analyses data from cattle milk production at the LLC “Promin”, Mykolaiv region. We formed four experimental groups of first-calf Holstein heifers of different origins and generations. The animals of the first group were imported from Germany; the second group was their offspring; the third group was Ukrainian breed cows, and the fourth group was their offspring. We assessed 305-day milk yield, total milk yield, milk fat percentage, milk fat yield, milk protein percentage, milk protein yield and lactation length for each cow. The information fractal dimension (FD1) values were calculated for each trait within each group. The fractal dimension values in all groups for 305-days milk yield, milk fat and milk protein yields were close to 1 (excluding the fourth group); thus, it can be argued that the random mechanism of their regulation and, accordingly, the lack of fractal properties. The estimated FD1 values for total milk yield were slightly lower; they fluctuated within very narrow limits in all groups and did not depend on either origin or generation. In addition, the calculated FD1 values for total milk yield were significantly lower than the corresponding estimates for 305- day milk yield in all cow groups. The use of fractal analysis revealed significant differences, which are based on different regulation mechanisms of the milk fat percentage in cows of the daughter generations. On the other hand, the fractal dimension values FD1 for milk protein percentage did not differ significantly between mothers and daughters, regardless of their origin. It was also found that the control for lactation length in the daughter generation was lower than the maternal one. Thus, using fractal analysis to study the regulatory mechanisms of milk production traits in dairy cows allowed us to determine the influence of the origin and generation (mother or daughter).

-

Основною метою нашої роботи було визначення впливу походження та генерації на оцінки фрактальної розмірності ознак молочної продуктивності корів. Матеріалом для виконання роботи слугували дані щодо продуктивності великої рогатої худоби в умовах СТОВ «Промінь» Первомайського району Миколаївської області. Для цього було сформовано дослідні групи з корів-первісток голштинської породи: перша – імпортовані тварини з Німеччини; друга – їхні дочки, тобто, тварини власної репродукції; третя – тварини української селекції і четверта – їхні дочки. Для кожної тварини було оцінено наступні ознаки молочної продуктивності: надій за 305 днів, надій за всю лактацію, вміст жиру в молоці, кількість молочного жиру, вміст білка в молоці, кількість молочного білка та тривалість лактації. Для кожної ознаки в межах кожної групи було розраховано оцінку інформаційної фрактальної розмірності (FD1). У відношенні надою за 305 днів, кількості молочного жиру та молочного білка отримані для всіх груп тварин (за виключенням корів-дочок української селекції) оцінки інформаційної фрактальної розмірності були наближені до 1 і, таким чином, можна стверджувати про випадковий механізм їх формування та, відповідно, відсутність фрактальних властивостей. Дещо нижчими були оцінки FD1 надою за всю лактацію, при цьому, ці оцінки у тварин всіх чотирьох груп коливалися в дуже вузьких межах і на них не було відмічено вірогідного впливу ані походження, ані генерації. Крім того, для тварин всіх чотирьох дослідних груп оцінки FD1 надою за всю лактацію були вірогідно нижчими, ніж відповідні оцінки надою за 305 днів. Використання фрактального аналізу дозволило встановити суттєві відмінності, в основі яких є різні механізми формування рівня жирномолочності для тварин дочірньої генерації. З іншого боку, оцінки FD1 вмісту білка в молоці вірогідно не відрізнялися у матерів та дочок як німецького, так і українського походження. Встановлено, що контроль над тривалістю лактації у тварин дочірнього покоління був нижчим, ніж материнського (не залежно від їх походження). Таким чином, використання фрактального аналізу для вивчення механізмів формування ознак молочної продуктивності корів дійного стада дозволило визначити вплив як їх походження, так й генерації (в сенсі матері – дочки).