Генетико-математический способ оценки селекционного процесса в молочном скотоводстве

 

Использование: животноводство. Сущность изобретения: с целью эффективности селекции молочного скота, оценку и отбор животных проводят по продуктивным и интерьерным показателям, включающим полноту молокоотдачи, путем сопоставления суточного надоя с остаточным молоком в ответ на инъекцию окситоцина, равномерность развития четвертей вымени по соотношению разового удоя и остаточного молока в каждой доле, селекционные параметры моделируются с помощью алгоритмов, включающих интенсивность отбора, определяемую выходом приплода, уровнем выранжировки, ремонта и прироста стада, интервал генераций - по среднему числу лактаций и коэффициенту отбора коров, уровень ежегодной выбраковки коров и вход первотелок - по размеру племядра, проценту выранжировки ремонта и прироста стада. Указанным параметрам придают переменные значения, позволяющие по предлагаемым алгоритмам с помощью вычислительной техники моделировать (оптимизировать) варианты селекции. 6 табл.

Изобретение относится к животноводству, в частности к разведению и селекции молочного скота и может быть использовано при моделировании селекционных программ любого вида сельскохозяйственных животных, пушных зверей и птиц.

Известны работы по методам вычисления селекционных параметров и их применению для анализа и прогноза эффекта отбора.

Здесь, главным образом, приводятся методики расчетов селекционных дифференциалов, коэффициентов наследуемости, взаимосвязи и прогнозирования ответа на отбор, без разработки селекционного процесса как системы.

Известны теоретические работы, в которых такие параметры селекции как интервал генераций, уровень выбраковки основного стада и ремонтного молодняка выбираются условно, интенсивность отбора оценивается по продуктивным качествам животных, без учета показателей воспроизводства и прироста стада. Кроме того, сложность расчетов и привлечение в селекцию лишь части параметров является серьезным препятствием практического использования математических методов в племенной работе.

Цель изобретения повышение продуктивности животных путем оптимизации селекционного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что моделирование оптимальных вариантов селекции основано на использовании фактических показателей продуктивности животных, их изменчивости и наследуемости, селекционного потенциала родителей и расчетных генетико-математических параметров: интенсивности отбора определяемой по фактическим показателям воспроизводства стада, уровню выранжировки ремонта и приросту стада где П_я размер племенного ядра или интенсивность отбора, 100 максимальный выход приплода на 100 коров, гол; В уровень выранжировки ремонтных телок, полученных от племядра, P прирост стада, интервалу генераций стада, рассчитанному по среднему числу лактаций (n) и коэффициенту отбора коров (K) среднему числу лактации по стаду определяемому путем перечета разновозрастных коров на начало (П₁) и конец года (П₂) на первую лактацию и делением полученной полусуммы на среднегодовое число коров (n)

уровню выбраковки коров (У_в) определяемому размеров племенного ядра (П_я), процентом выранжировки ремонта (В) и приростом стада (P)

Причем показатели интенсивности отбора, выхода приплода, уровня выбраковки коров и ввода первотелок, интервала генераций, генетические дифференциалы рассчитаны по фактическим данным стада и в совокупности обеспечивают оптимизацию селекционного процесса.

Предложенные отличительные признаки в прототипе и аналогах не использовались, на основании чего сделан вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "новизна" и "существенные отличия".

При определении интенсивности отбора разность в первой части означает уровень снижения фактического выхода приплода от максимального, а дробь во второй части показывает 50%-ый фактический выход телочек. Сумма этих показателей с учетом снижения численности телок за счет выбраковки и прироста стада составляет оптимальный размер племенного ядра стада.

Пример: при выходе, например, 90% телят, уровень выранжировки ремонтных телок В 10% и стабильности поголовья P 0 размер Племядра будет равен

На основе данного алгоритма составлена упорядочная таблица определения оптимального размера племенного ядра и выхода ремонтных телок (табл. 1).

При получении от 100 коров, например, 100 телят, оптимальный размер племенного ядра находится в пределах от 50 до 60% коров стада, а выход ремонтных телок, после оптимальных уровней выранжировки (10 20%), может составит от 20 до 27 голов на 100 коров, что обеспечивает оптимальный процент ввода первотелок. При снижении выхода приплода, например, до 70% размер племенного ядра возрастает до 75 85% так как пониженный выход телят (4 телочек) требует компенсации повышения размера племядра. С увеличением племядра снижается его качество (потенциал), поэтому более высокий выход ремонтных телок позволит усилить выбраковку низкопродуктивных коров и повысить ввод первотелок.

При определении интервала генераций маточной части стада
произведение в первой части формулы учитывает общее число календарных дней за фактическое число лактаций по стаду, вторая часть общее число дней лактаций коров с учетом коэффициента отбора. Разница этих показателей в пересчете на календарный год плюс фактическое число лактации дает интервал генераций стада. Модель учитывает среднее фактическое число лактаций по стаду и коэффициент отбора коров, что статистически вполне обосновано.

Пример 1. Среднее число лактаций в стаде П 5, коэффициент отбора коров K 80%
На этой основе проведен расчет интервала генерации с разным числом лактаций (табл. 2).

При таких коэффициентах отбора и оборота стада выбраковки коров производится не по возрасту, а по показателям продуктивности. Поэтому за учетное число лактаций происходит неполная смена поколения, какая-то лучшая часть продуктивных коров используется в стаде более длительное время.

Предлагаемая формула позволяет определить это время. Так, при среднем числе лактаций по стаду П 3 общее число содержания коров составит 1095 (365 х 3), а число дней лактаций, оставшихся после выбраковки коров, (33%) будет равно 612 (305·67 10)·3. Разница в 483 дня (1095-612) в пересчете на календарный год и является дополнительным временем, необходимым для полной смены поколения.

Для оценки стада и расчета эффекта селекции с использованием интервала генераций достаточно знать среднее число лактаций и процент выбраковки (коэффициент отбора) коров.

Среднее число лактаций определяется по возрастному составу маточного поголовья (табл. 3).

Полусумма условных первотелок поделенная на среднее число коров и дает среднее число лактаций 3, 1 или средний возраст стада в отелах 3,1·12 37,2 месяца.

При определении уровня выбраковки коров

дробь первой части формулы показывает общий выход телочек от племядра, дробь второй части означает число телочек подлежащих выбраковке. Разность этих показателей и определяет оптимальный выход первотелок, адекватно обеспечивающий соответствующий уровень выбраковки коров из стада.

Данные для расчета У_в можно взять из табл. 2.

Пример 2. При выходе 80-ти телят на 100 коров, уровне выранжировки ремонта В 20% и размере племядра П_я 70% уровень выбраковки составит
Другие параметры оценена известными методами и использованы в разработке единой модели селекционного процесса.

Способ моделирования оптимального варианта селекции стада осуществляется следующим образом.

В качестве основных параметров, составляющих основу генетико-математического моделирования селекции в молочном скотоводстве, использованы следующие показатели:
1. Средний уровень продуктивности стада изменчивость (σ) и наследуемость (h²) селекционных признаков. Указанные параметры определены методами вариационной статистики (Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников. 1969) по фактическим показателям конкретного стада за прошлый хозяйственный год.

2. Средний селекционный дифференциал быков (СД_б) семя которых используется в стаде, устанавливается по известной формуле

где М + MO продуктивность предков быков; x средняя продуктивность стада; t интервал генерации быков.

3. Интервал генераций быков принимается по среднестатистическим данным в пределах 3 4 лет.

4. Селекционный дифференциал матерей (СД_м) традиционно определяется по разности фактической продуктивности племенного ядра и средней по стаду

Однако, прямое выделение племенной группы, без предварительного определения ее размера, практически не осуществимо. В предлагаемой модели этот параметр моделируется заранее на основе математической модели (1)
После определения размера племядра селекционный дифференциал матерей (СД_м) оценивается по известной формуле СД_м= i σ (6) (Никоро З.С. Теоретические основы селекции животных, М.1968, с. 429)
где i интенсивность (доля) отбора коров в племядро,
s - среднее квадратическое отклонение признака в стаде.

Например, доля отбора коров П_я 60% что соответствует i 0,64 и при изменчивости удоя σ 600 кг.

СД_м 0,64·600 384 кг.

В табл. 4 приведен расчет оптимальных величин селекционного дифференциала матерей с учетом размеров племядра и и изменчивости удоев.

5. Средний селекционный дифференциал родителей (СД_р) определяется обычным образом:
6. Целевой стандарт стада (ЦС) или эффект селекции (ЭС) определяется полусуммой СД_р умноженной на коэффициент наследуемости (h²)
ЦС ЭС·h² (8)
7. Максимальные границы отбора оцениваются одним алгоритмом. Минимальная продуктивность вводимых в племядро коров (М_п) и коров матерей М_м для отбора ремонта с соответствующим уровнем их выранжировки (табл. 1) по известной формуле:

где t отсекающая абсцисса.

8. Уровень выбраковки низкопродуктивных коров (У_в определен по предлагаемой моделе 4.

9. Минимальная продуктивность коров, подлежащих выбраковке оценивается по формуле 9.

Все исходные и оптимизированные селекционные параметры конкретного стада использованы для практического моделирования селекционной программы по отдельным ее этапам.

Пример моделирования первого этапа, 1990 год.

1. Число коров на начало и конец года 1000 голов. Племенное ядро (60%) - 600 голов, производственная группа 400 голов. Валовой надой молока за прошлый год 40000 ц.

Уровни выбраковки из племядра 10% производственной группы 40% при общем среднем 26%
2. В 1991 г. будет выбраковано 10% коров племядра (60 голов). Оставшаяся группа (540) произведет в среднем за лактацию при валовом надое, ц:
3. Из производственной группы, со средним удоем 3600 кг молока, будет выбраковано 40% (160 голов) коров.

средний удой оставшейся группы будет составлять

с валовым надоем, ц
3984·240 95161,6
4. Взамен выбывших коров в стадо вводятся первотелки двух (или более) возможных уровней удоев (табл. 5).

При моделировании следующих этапов производится пересчет удоев в соответствии с увеличением числа лактаций удоев в соответствии с увеличением числа лактаций коров по известным коэффициентам, составляется поэтапная программа воспроизводства стада, отбора, выбраковки и ввода первотелок, выранжировки коров, формирования желательного типа, показатель развития молодняка, кормообеспеченности и другие мероприятия.

Эксперементальная проверка предлагаемой модели проведена на молочном стаде совхоза "Первомайский" за период с 1988 по 1990 годы (табл. 6).

Трехлетняя производственная апробация предлагаемого способа оптимизации селекционного процесса показывает достаточно высокое совпадение прогноза с фактически полученным эффектом. Этот способ представляет собой целостную систему племенной работы.

Формула изобретения

Генетико-математический способ оценки селекционного процесса в молочном скотоводстве, включающий оценку изменчивости и наследуемости признаков продуктивности, селекционных дифференциалов родителей, интервалов генераций и интенсивности отбора, отличающийся тем, что оценку продуктивных качеств животных проводят по интерьерным показателям, включающим полноту молокоотдачи П_м, оцениваемой сопоставлением суточного надоя Р_у с остаточным молоком О_м, полученным в ответ на инъекцию окситоцина по формуле
П_м Р_у·100/Р_у + О_м,
равномерности развития четвертей вымени Р_в по соотношению разового удоя Р, Р₁ и остаточного молока в каждой доле вымени О, О₁ по формуле
P_в О·100/P О₁ ·100/P₁,
интенсивности отбора i, определяемой выходом приплода на 100 коров Ф_п, уровнем выранжировки ремонта В, выходом телочек Ф_п/2 и приростом стада Р по алгоритму
i 100 Ф_п + Ф_п/2 + В + Р,
с учетом интервала генераций ИГ, оцениваемого средним числом лактаций по стаду n и коэффициенту отбора коров К по формуле
ИГ (365·n 305·К·n) 365 + n,
уровня выбраковки коров (и ввод первотелок) по размеру племядра П_я, проценту выранжировки ремонта В и приросту стада Р по алгоритму
Y_в П_я/2 0,5П_я·В/100 + Р.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2