Фрактальний аналіз молочної продуктивності та відтворювальної здатності корів

Abstract

Основною метою нашої роботи була розробка та запровадження фрактального аналізу для дослідження характеру вікової мінливості ознак молочної продуктивності та відтворювальної здатності корів. Матеріалом для виконання роботи слугували дані щодо продуктивності великої рогатої худоби в умовах ПрАТ «Племзавод «Степной» Кам’янсько-Дніпровського району Запорізької області. Для кожної тварини було оцінено наступні ознаки молочної продуктивності та відтворювальної здатності: тривалість лактації, надій за 305 днів, надій за всю лактацію, тривалість сервіс-періоду, тривалість сухостійного періоду та тривалість міжотельного періоду. Кожну тварину було оцінено протягом перших трьох лактацій. Для кожної ознаки було розраховано середнє арифметичне значення та її помилка, а також проведено перевірку вибіркових даних щодо відповідності їх нормальному розподілу Гауса-Лапласа із використанням критерію Колмогорова-Смирнова. Перевірку гіпотези щодо відсутності впливу віку тварин (тобто, номеру лактації) на ознаки молочної продуктивності та відтворювальної здатності було проведено на підставі однофакторного дисперсійного аналізу із подальшим використанням HSD-критерію Тʼюкі для попарних порівнянь. Для кожної ознаки в межах кожної вікової групи було розраховано оцінку інформаційної фрактальної розмірності (FD1). Для всіх ознак молочної продуктивності та відтворювальної здатності корів молочного стада було встановлено вірогідний вплив віку (тобто, вплив номеру лактації). В цілому, в розрізі перших трьох лактацій, первістки характеризувалися найменшими значеннями показників ознак молочної продуктивності та відтворювальної здатності. На підставі оцінки інформаційної фрактальної розмірності (FD1) нами було встановлено, що всі використані в аналізі ознаки характеризувалися фрактальними властивостями. Це, можливо, є результатом дії штучного (та, частково, природного) відбору спрямованого на формування оптимальної репродуктивної стратегії корів молочного стада. Характерно, що найбільшою мірою фрактальні властивості характерні для тих ознак, розподіл яких значно відхилявся від нормального. Таким чином, можна стверджувати про існування значень, вірогідність отримання яких для досліджених тварин була значно вища, ніж інших. Так, отримані оцінки 340,6 та 61,0 діб (для тривалості міжотельного та сервіс-періоду, відповідно) дуже наближені до оптимальних величин, що максимізують технологію молочного скотарства (тобто, 365 та 60 діб, відповідно). В цілому, вірогідний вплив номеру лактації на отримані оцінки інформаційної фрактальної розмірності було встановлено для всіх ознак молочної продуктивності та відтворювальної здатності корів голштинської породи, за виключенням тривалості сухостійного періоду та міжотельного періоду. Для надою (як за 305 днів лактації, так й за всю лактацію) зі зростанням віку тварин (тобто, номеру лактації) оцінки інформаційної фрактальної розмірності (FD1) мали вірогідну тенденцію до зниження. Це може свідчити про зростання ступеня фрактальності, що пов’язане із підвищенням ролі селекційної роботи внаслідок вибракування після І-ІІ-ї лактації корів із незадовільним рівнем молочної продуктивності.

-

The main aim of our work was to develop and implement fractal analysis to study the age-relation variation in milk production and reproductive traits within a dairy cattle herd. This work analyzes data from the milk production of cattle in the PJSC “Pedigree farm “Stepnoy” Kamiansko-Dniprovsky district of Zaporizhia region. The following traits of milk production and reproduction were assessed for each animal: days in milk, 305-days milk yield, total milk yield, length of service period, dry period length and inter-calving interval duration. Each animal was evaluated in each of the first three lactations. The mean and standard error were calculated for each of the traits. Agreement with the Gaussian distribution was performed using the Kolmogorov-Smirnov test. The null-hypothesis of the absence of the influence of animal age (i.e., parity) on milk production and reproductive traits was tested using one-way analysis of variance followed by use of the Tukey's honestly significant difference test for all pairwise differences. The information fractal dimension (FD1) estimate was calculated for each trait within each age group. The significant influence of age (i.e., parity) on all milk production and reproductive traits of dairy cows was found. In general, first-calf heifers were characterized by the lowest estimates of milk production and reproductive traits. Based on information fractal dimension (FD1) estimates obtained from analysis, we found that all used traits were characterized by fractal properties. This may be the result of artificial (and, in part, natural) selection pressures on the optimal reproductive management of dairy cows. The highest estimates of the fractal dimension FD1 were found for traits which are not normally distributed. Thus, it can be argued that there are sample data, the probability values of which for the studied animals are much higher than others. For example, 340.6 and 61.0 days for length of service period and inter-calving interval duration, respectively, are very close to optimal values, which maximizing dairy technology (i.e., 365 and 60 days, respectively). Significant effect of parity on the information fractal dimension estimates was found for all milk production and reproductive traits in Holstein cows, except for dry period length and inter-calving interval duration. The information fractal dimension (FD1) estimates are tended to decrease for 305-days milk and total milk yield with increasing age of the animals (i.e., parity). The results obtained may indicate an increase in the degree of fractality associated with high selection pressure in this herd due to culling after 1st and 2nd parities for animals with low level of milk production and reproduction.