Оцінка методів підбору при виведенні та удосконаленні української червоної молочної породи великої рогатої худоби

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 204 – технологія виробництва і переробки продукції тваринництва. – Миколаївський національний аграрний університет Міністерства освіти і науки України. – Миколаїв, 2020. Створення високопродуктивної худоби спеціалізованих молочних порід відбувається саме у результаті гетерогенного підбору, поєднання спадковості поліпшуваних і поліпшувальних порід. Завдяки цьому в бажаному типі підвищується генетичний потенціал та рівень розвитку селекційних ознак. Робота присвячена дослідженню методів підбору, застосовуваних у різні етапи виведення української червоної молочної породи для оцінки методології породоутворювального процесу і визначення напряму подальшого її удосконалення. Науково-виробничі дослідження за темою дисертаційної роботи були виконані в умовах господарств ПОК «Зоря» Херсонської та ТОВ «Колос 2011» Миколаївської областей, а також в лабораторіях кафедри технології переробки, стандартизації і сертифікації продукції тваринництва Миколаївського національного аграрного університету. Дослідження виконувалися за використання ретроспективного та генеалогічного аналізу, загальноприйнятих зоотехнічних, варіаційно-статистичних, популяційних та економічних методів. Досліджувалися: особливості тварин у різні етапи виведення нової породи; результативність гетерогенного, спорідненого, міжлінійного підбору в період виведення та консолідації; зміна характеру кореляційних зв’язків у різні етапи генезису породи; молочна продуктивність і відтворювальна здатність тварин високопродуктивних родин; ентропійний аналіз породоутворювального процесу та методів підбору; довголіття тварин за різних методів підбору і родин; економічна ефективність різних методів підбору при виведенні української червоної молочної породи. Загальне досліджуване поголів’я становило 1115 корів української червоної молочної породи, яке було відібрано згідно етапів виведення породи. У результаті досліджень було оцінено методи підбору в різні етапи генезису української червоної молочної породи і доведено результативність використання високо-гетерогенного, міжлінійного підбору та помірного інбридингу в породоутворювальному процесі. Доведено закономірну зміну кореляційних зв’язків селекційних ознак, що відбуваються в період породоутворювального процесу. Особливістю генезису української червоної молочної породи була різна спрямованість селекції, що й зумовило перебудову кореляційних зв’язків між ознаками. Встановлено тривалість господарського використання, довічну молочну продуктивність, відтворювальну здатність корів української червоної молочної породи, отриманих за різних методів підбору, а також оцінено і визначено перспективні родини за ефективністю довічного використання тварин. У результаті досліджень визначено, що українську червону молочну породу створено шляхом складного відтворювального схрещування червоної степової з плідниками англерської, червоної датської та голштинської червоно-рябої порід упродовж п’яти етапів. Порівняльним аналізом продуктивності корів за першу і третю лактації встановлено, що відбувалося поступове підвищення величини надою та вмісту жиру в молоці на І та ІІ етапах і лише надою – ІІІ, ІV та V етапи виведення породи. Збільшення надою за першу лактацію становило 4774 кг (р<0,001) і за третю – 4301 кг (р<0,001) молока у V етапі порівняно з І етапом. Підвищення жирномолочності характерне лише для першого і другого етапів створення породи. У наступні етапи (ІІІ-V) спостерігалося деяке зниження показників даної ознаки. Якщо в другому етапі вміст жиру в молоці за першу лактацію становив 4,02 %, а за третю – 3,98 %, то в п’ятому етапі – 3,87 % і 3,84 % відповідно. Такий прояв основних селекційних ознак у різні етапи виведення української червоної молочної породи пояснюється залученням генофонду голштинської породи і зміною спрямованості породотворного процесу. На етапах виведення породи порівняльним аналізом доведено перевагу за рівнем надою у тварин, що отриманні в результаті високо-гетерогенного підбору. Різниця у порівнянні з гомогенним підбором за ІІ, ІІІ і ІV етапи, відповідно, становила 462 кг (р<0,001), 235 кг і 1451 кг (р<0,001) молока. Виявлено тенденцію підвищення жирномолочності у тварин в І, ІІ і ІІІ етапах виведення породи за високо-гетерогенного підбору порівняно з гомогенним підбором. Селекція на підвищення жирномолочності в перші етапи виведення української червоної молочної породи зумовила зменшення від’ємної кореляції (r=-0,20; р<0,001) до позитивної (r=+0,07) між надоєм і вмістом жиру в молоці. Залучення до породотворного процесу генофонду голштинської породи (ІV і V етапи) кардинально змінило характер залежності між основними ознаками молочної продуктивності – надоєм і вмістом жиру в молоці (r=-0,32; р<0,001). Зберігається загальна тенденція позитивної кореляції між надоєм і кількістю молочного жиру (r=0,89…0,94; р<0,001); між тривалістю лактації та сервіс-періодом (r=0,93…0,94; р<0,001) і міжотельним періодом (r=0,88…0,96; р<0,001); між тривалістю сервіс- і міжотельного періоду (r=0,89…0,96; р<0,001). У досліджуваних тварин V етапу закономірною є висока від’ємна кореляція між надоєм і коефіцієнтом відтворювальної здатності (r=-0,78; р<0,001). Порівняльним аналізом доведено, що істотної різниці за розвитком продуктивних ознак у інбредних та аутбредних тварин не виявлено. Консолідуюча дія спорідненого підбору проявляється за вмістом жиру в молоці. У корів спостерігається високе його значення (3,89…4,10 %) протягом перших двох етапів виведення породи. Серед інбредних корів ІV і V етапів вищими показниками надою та кількості молочного жиру характеризувалися тварини, отримані за помірного і віддаленого ступенів інбридингу. Різниця за надоєм у порівнянні з аутбредними ровесницями ІV і V етапів, відповідно, становила 159 кг, 481 кг і 984 кг (р<0,01), 408 кг, а за кількістю молочного жиру – 8,3 кг, 18,4 кг і 32,7 кг (р<0,05), 16,4 кг. За внутрішньолінійного підбору спорідненої групи Цирруса, лінії Ладного підвищується вміст жиру в молоці у корів-первісток у І, ІІ і ІІІ етапах, а ліній Елевейшна, Старбака, Чіфа – рівня надою у ІV і V етапах виведення і консолідації породи. Для підвищення мінливості селекційних ознак створюваної породи використовували міжлінійний підбір, в результаті якого в перші три етапи (І-ІІІ) виведення української червоної молочної породи більшість кросів характеризувалися середнім надоєм 3087…4839 кг (Коломбо × Візита, Корбітца × Ладного) і підвищеним вмістом жиру в молоці – 4,07…4,41 % (Коломбо × Ладного, Цирруса × Ладного, Цирруса × Казбека, Цирруса × Бриза). Найвищою молочністю у ІV етапі характеризувалися корови від поєднань ліній: Астронавта × Фрема (10338 кг), Хановер Реда × Валіанта (11049 кг), а в V етапі – Старбака × Елевейшна (12942 кг), Чіфа × Елевейшна (13203 кг). Дослідженнями молочної продуктивності та відтворювальної здатності високопродуктивних родин корів української червоної молочної породи встановлено, що вищим надоєм характеризувалися родини Царівни 968, Малини 22, Пурги 5842, Пілотки 4838 і Бистрої 1988. Їх перевага у порівнянні з родиною Ліани 02900 становила 613 кг (р<0,05), 628 кг (р<0,05), 644 кг (р<0,05), 812 кг (р<0,01) і 867 кг (р<0,05) відповідно. У період консолідації породи кращими за надоєм були родини Буравки UA 4800015634, Свободи UA 7300037130 і Зої UA 4800015558. В наших дослідженнях проаналізовано відтворювальну здатність у корів родин української червоної молочної породи за І, ІІ, ІІІ і найкращу лактації. Встановлено, що найтривалішим сервіс-періодом характеризувалися родини Пілотки 4838 і Розетки 2888. У порівнянні з родиною Травки 7858 різниця становила 54,5 днів (р<0,01) і 68,9 днів (р<0,01) відповідно. Аналогічно подовжений сервіс-період мали корови родин Буравки UA 4800015634, Лінди UA 4800105401, Квітки UA 4800015351, Бахроми UA 4800015305, Ропи UA 4800015548 і Кромки UA 4800015451. У порівнянні з родиною Зої UA 4800015558 за тривалістю сервіс-періоду різниця становила 71,5 днів (р<0,05); 73,4 днів (р<0,05); 77,9 днів; 103,8 днів; 125,7 днів (р<0,05) і 132,8 днів відповідно. Використання ентропійно-інформаційного аналізу дозволило визначити зміну стану української червоної молочної породи за селекційними ознаками, що відбувалися протягом п’яти етапів її виведення, а також довести специфічність породоутворювального процесу щодо реалізації прогнозованих результатів. Протягом перших трьох етапів, тобто на ранніх стадіях генезису української червоної молочної породи, така селекційна ознака, як надій менше контролюється. Рівень ентропії майже наближається до максимального значення (3,322 біт). Проте, у наступні IV і V етапи ентропія зменшується, що свідчить про вищу контрольованість величини надою за всю лактацію (p<0,001). Зменшення ентропії є наслідком вірогідного збільшення організації біологічної системи, якою є створена українська червона молочна порода. Якщо гетерогенність підбору визначали за рівнем надою, то спостерігався вірогідний вплив методу підбору на молочність тварин української червоної молочної породи (F3; 1095=3,32; р<0,01). Вірогідний вплив методу підбору на ознаку вміст жиру в молоці (F3; 1095=3,10; р<0,05) встановлено за врахування жирномолочності жіночих предків досліджуваних корів української червоної молочної породи. Крім цього, встановлено вірогідний сумісний вплив обох факторів, тобто методу підбору і етапу виведення породи (F12; 1095=2,03…6,72; р<0,05…0,001), на ознаки продуктивності та відтворювальної здатності молочної худоби. Порівняльним аналізом встановлено, що тварини від високо-гетерогенного підбору в V етапі з достовірною різницею переважали корів від гомогенного підбору на 377 днів (р<0,01) за тривалістю життя, на 387 днів (р<0,001) за тривалістю господарського використання і на 353 дня (р<0,001) за тривалістю лактації. Для них характерним є й вищий показник коефіцієнта господарського використання, який на 10,9 % (р<0,001) більший, ніж у ровесниць, отриманих в результаті гомогенного підбору. За довічною продуктивністю переважали тварини від високо-гетерогенного підбору майже в усі етапи виведення УЧМ породи, за винятком ІV етапу – вищі показники були у корів від помірно-гетерогенного підбору. Вірогідна різниця за довічним надоєм і кількістю молочного жиру була лише у ІІ та V етапах, відповідно, становила 4459 кг (р<0,05) і 179,8 кг (р<0,05) та 5577 кг (р<0,05) і 203,2 кг (р<0,05). Була вищою результативність високо-гетерогенного підбору за величиною надою на один день життя. Їх показник у всі етапи виведення української червоної молочної породи був більшим на 0,2-1,8 кг (р<0,05), за винятком ІV етапу. Серед досліджуваного поголів’я тривале продуктивне використання і високу довічну продуктивність встановлено для корів родини Пурги 5842 (5,6 лактації та 27211,1 кг молока відповідно). Високими показниками тривалості життя (2023…2328 днів) характеризувалися родини Тополі UA 4800015272, Барині UA 4800015469, Лінди UA 7300105401, Квітки UA 4800015351, Ропи UA 4800015548. Родини Ропи UA 4800015548 відрізнялися найвищим надоєм (30694 кг) та кількістю молочного жиру (1175,6 кг). Отже, породоутворювальний процес спрямований на підвищення продуктивності тварин, збільшення валового виробництва молока та забезпечення прибутковості. Встановлено, що у різні етапи виведення української червоної молочної породи величина прибутку від додатково одержаної продукції змінюється, збільшуючись від 359,73 грн до 1855,02 грн на одну голову за даними першої лактації та, відповідно, від 440,79 грн до 1672,84 грн – за даними третьої лактації.

Thesis for the acquisition of a Doctor of Philosophy Degree in Specialty 204 – Technology of Production and Processing of Livestock Products. – Mykolayiv National Agricultural University of the Ministry of Education and Science of Ukraine. – Mykolayiv, 2020. Creation of high-performance cattle of specialized dairy breeds occurs precisely as a result of heterogeneous selection, which is a combination of the heredities of improved breeds. This increases the genetic potential and the level of development of desired breeding signs. The work is devoted to the research of selection methods used in different stages of breeding Ukrainian Red Dairy Breed in order to evaluate the methodology of the breeding process and determine the direction of its further improvement. Scientific-production research on the theme of the dissertation was performed on the farms «Zorya» in Kherson and LLC «Colos 2011» in the Mykolayiv oblasts, as well as in the laboratories of the Department of Technology of Processing, Standardization and Certification of Animal Production of Mykolayiv National Agrarian University. The studies were done with the use of retrospective and genealogical analysis, generally accepted zootechnical, variational-statistical, population and economic methods. Investigated: features of animals in different stages of creating a new breed; the performance of heterogeneous, related, interlinear selection during the breeding and consolidation period; changing the nature of correlation relationships at different stages of breed genesis; dairy productivity and reproductive capacity of animals of high-productive families; entropy analysis of the breed formation process and selection methods; productive longevity of animals for different selection methods and high-productive families; and economic efficiency of different selection methods for the Ukrainian Red Dairy Breed. The total number of studied animals was 1115 cows of the Ukrainian Red Dairy Breed, which was selected according to five stages of breeding, and 28 high-yielding families were formed. As a result of the research, the methods of selection at different stages of the genesis of the Ukrainian Red Dairy Breed were evaluated, and the use of high-heterogeneous, interlinear selection and moderate inbreeding in the breeding process was proved. The regular change of correlation relationships of breeding traits which occur during the breeding process is proved. The peculiarity of the genesis of the Ukrainian Red Dairy Breed was in a different orientation of breeding, which led to the restructuring of correlation relationships between traits. The duration of economic use, life-long milk productivity, and the reproductive capacity of cows of the Ukrainian Red Dairy Breed, obtained by different selection methods, were established, as well as prospective families for the efficiency of the life-long use of animals were evaluated and determined. As a result of the research, it was determined that the Ukrainian Red Dairy Breed was created by crossing the Red Steppe with the breeds of Angler, Danish and Holstein Red-bred (spoted) Breeds over five stages. A comparative analysis of cow productivity during the first and third lactations revealed that there was a gradual increase in milk yield and fat content in milk in stages I to III and only milk yields the IV and V stages of breeding. The increase in milk yield for the first lactation was 4774 kg (р<0.001) and for the third one was 4301 kg (р<0.001), in stage V compared to stage I. The increase in fat milk is typical only for the first and second stages of breed formation. In subsequent stages (III-V), there was a decrease of this characteristic. Concerning the fat content of milk in the first lactations, the second stage produced 4.02%, the third 3.98%, the fourth 3.87% and the fifth 3.84%. This manifestation of the main breeding traits in different stages of the Ukrainian Red Dairy Breeding is explained by the involvement of the Holstein Beed gene pool and the change in the orientation of the breeding process. Comparative analysis has shown the advantage in the level of milk yield in animals which were obtained as a result of highly heterogeneous selection. The difference from homogeneous selection for II, III and IV stages, respectively, was 462 kg (р<0.001), 235 kg and 1451 kg (р<0.001) of milk. The tendency towards an increase of milk fat in I, II and III stages of breeding through high-heterogeneous selection in comparison with homogeneous selection was revealed. Breeding for increased milk fat in the first stages of the Ukrainian Red Dairy Breed resulted in a switch from a negative correlation (r=-0.20; p<0.001) to a positive (r=+0.07) between milk yield and fat content. Adding the Holstein gene pool (stages IV and V) dramatically changed the nature of the dependence between the main features of milk productivity – milk yield and fat content in milk (r=-0.32; p<0.001). The overall trend of a positive correlation between milk yield and milk fat content remains (r=0.89…0.94; p<0.001); between lactation duration and service period (r=0.93…0.94; p<0.001) and intermittent period (r=0.88…0.96; p<0.001); and between service and inter-service periods (r=0.89…0.96; p<0.001). The high negative correlation between milk yield and reproductive factor in the animals of the stage V animals (r=-0.78; p<0.001) is expected. Comparative analysis showed that no significant difference in the development of productive traits in inbred and outbred animals was detected. The consolidating effect of related selection is manifested by the fat content in milk. The cows produce a high value (3.89…4.10%) during the first two stages of breeding. Among the inbred cows of the IV and V stages, the higher rates of milk yield and milk fat were characterized by animals obtained from moderate and remote degrees of inbreeding. The difference was 159 kg, 481 kg and 8.3 kg, 18.4 kg and 984 kg (р<0.01), 408 kg and 32.7 kg (р<0.05), 16.4 kg compared to outbred peers. With the intrinsic selection of the Zirrus related group, the Ladna line raises the milk fat content of first-born cows in stages I, II and III, and the Elevayschen, Starbak, Chifa lines yield levels in IV and V of breeding and consolidation. To increase the variability of breeding characteristics of the new breed interlinear selection was used, which resulted in the first three stages (I-III) of the Ukrainian Red Dairy Breed. Most crosses were characterized by an average milk yield of 3087…4839 kg (Colombo × Visit, Corbitz × Ladny) and increased fat content in milk – 4.07…4.41% (Colombo × Ladny, Cirrus × Ladny, Cirrus × Kazbek, Cirrus × Breez). The highest milk yields in stage IV were characterized by cows from the line combinations Astronavt × Frem (10338 kg), Hanover Red × Valiant (11049 kg), and, in stage V, Starbuck × Elevaishan (12942 kg), and Chif × Elevaishan (13203 kg). Studies of dairy productivity and reproductive capacity of highly productive families of cows of the Ukrainian Red Dairy Breed found that the highest yield was characterized by families Tsarivna 968, Malina 22, Purga 5842, Pilotka 4838 and Bystroya 1988. Their advantage over the family Liana 02900 was 613 kg, (р<0.05), 628 kg (р<0.05), 644 kg (р<0.05), 812 kg (р<0.01) and 867 kg (р<0.05), respectively. During the breed consolidation period, the Buryavka family UA 4800015634, Svoboda UA 7300037130 and Zoya UA 4800015558 were the best by yield. In our studies, the reproductive capacity of the Ukrainian Red Dairy families during I, II, III and best lactation was analyzed. It was found that the families of Pilotka 4838 and Rosetka 2888 were characterized by the largest service period. Compared with the family of Travka 7858, the difference was 54.5 days (р<0.01) and 68.9 days (р<0.01), respectively. Cows of the families of Buravka UA 4800015634, Linda UA 4800105401, Kvitka UA 4800015351, Bakhroma UA 4800015305, Ropa UA 4800015548 and Kromka UA 4800015451 had a similarly extended service period. Compared with the Zoya family UA 4800015558, the duration of the service period was 71.5 days (р<0.05); 73.4 days (р<0.05); 77.9 days; 103.8 days; 125.7 days (р<0.05) and 132.8 days, respectively. The use of entropy-information analysis made it possible to determine the change in the state of Ukrainian Red Dairy Breed by breeding signs that occurred during the five stages of its breeding, as well as to prove the specificity of the breeding process with regard to the realization of the predicted results. During the first three stages, that is, in the early stages of the genesis of the Ukrainian Red Dairy Breed, such breeding sign as milk yield is less controlled. The entropy level is almost approaching the maximum value (3,322 bits). However, entropy decreases in subsequent IV and V stages, which indicates higher controllability of milk yield for all lactations (p<0.001). The decrease in entropy is a consequence of the likely increase in the organization of the biological system that created the Ukrainian Red Dairy Breed. If the heterogeneity of selection was determined by the level of milk yield, than a significant influence of the selection method on the milk yield of the Ukrainian Red Dairy Breeds was observed (F3; 1095=3.32; p<0.01). The likely influence of the selection method on the sign of the fat content in milk (F3; 1095=3.10; p<0.05) was established by taking into account the fat milk female ancestors of the studied cows of the Ukrainian Red Dairy Breed. In addition, it has been established a significant compatible effect of both factors, that is, the method of selection and stage of breeding (F12; 1095=2.03…6.72; p<0.05…0.001), on the signs of productivity and reproductive capacity of dairy cattle. Comparative analysis showed that animals from highly heterogeneous selection in stage V with a significant difference were dominated by cows from homogeneous selection for 377 days (p<0.01) by life expectancy, by 387 days (p<0.001) by duration of economic use and 353 days (p<0.001) by lactation duration. They are also characterized by a higher coefficient of economic utilization, which is 10.9% (p<0.001) higher than peers from homogeneous selection. In terms of lifelong productivity, animals from highly-heterogeneous selection prevailed in almost all stages of UHM breeding, with the exception of stage IV – cows from moderately-heterogeneous selection were higher. The probable difference in lifelong milk yield and milk fat content was only in stages II and V, being 4459 kg (р<0.05) and 179.8 kg (р<0.05) and 5577 kg (р<0.05) and 203.2 kg (р<0.05), respectively. The high-heterogeneous selection of the highest yield per day of life was higher. Their index in all stages of Ukrainian Red Dairy Breed was increased by 0.2-1.8 kg (р<0.05), except for stage IV. Among the studied livestock, long productive use and long lifespan were established for the cows of the Purga family 5842 (5.6 lactations and 27211.1 kg of milk). The high rates of life expectancy (2023…2328 days) were characterized by Topolia families UA 4800015272, Barynia UA 4800015469, Linda UA 7300105401, Kvitka UA 4800015351, Ropa UA 4800015548. Cows of Ropa family UA 4800015548 differed by the highest lifespan yield (30694 kg) and the amount of milk fat (1175.6 kg) with a fat content in milk of 3,83%. The breeding process is aimed at improving the productivity of animals, increasing gross milk production and ensuring profitability. It was established that at different stages of the Ukrainian Red Dairy Breed, the value of profit from additional products was changing, increasing from UAH 359.73 to UAH 1855.02 per head during the first lactation and from UAH 440.79 to 1672.84 UAH during the third.