Биологические методы в условиях научно-хозяйственного эксперимента

Основным методом зоотехнической науки является научно-хозяйственный опыт (эксперимент). Он производится в обстановке, типичной для того животноводческого производства, запросы которого удовлетворяются постановкой опыта. В нем изучается действие фактора на хозяйственно полезные качества животного, в которых суммируется все многообразие изменений организма: продуктивность, поведение, здоровье и др. Эти качества очень изменчивы под действием условий жизни и внутренних факторов животного.

Научно-хозяйственный опыт позволяет исследовать влияние различных факторов на закономерности образования и накопления животноводческой продукции в процессе, приближенном к производству. Полученные при этом данные рассматриваются с разных сторон (биологической, экономической, технологической), имеющих определяющее значение для правильного построения процесса животноводческого производства [1].

Научно-хозяйственный опыт позволяет оценить конечную технологическую эффективность того или иного элемента корма, рациона, фактора содержания или наследственных особенностей строения и функций организма. Эта оценка отличается конкретностью и заканчивается определением экономической эффективности. Она неразрывно связана со всеми другими элементами принятой технологии и позволяет хозяйству совершенствовать саму технологическую систему.

Успешное проведение экспериментальных работ на животных в первую очередь зависит от правильности выбора мето- дики проведения опыта. В основу всех зоотехнических опытов заложен метод сравнения: на основе сходства и равенства всех факторов между группами или периодами, за исключением изучаемого, устанавливается влияние последнего [2].

Выбор схемы проведения опыта на животных, а следовательно и методики проведения эксперимента, зависит от цели эксперимента и количества животных, находящихся в распоряжении исследователя [1].

В настоящее время при постановке и проведении экспериментальных работ с животными применяется обобщенная академиком А.И. Овсянниковым схема научных и научно-хозяйственных опытов, основанных на принципах аналогичных групп или групп-периодов [3].

Вместе с тем перевод животноводства на промышленную основу и внедрение новых интенсивных форм организации труда – постоянная задача. Ее решение в каждой стране требует срочного и систематического проведения ряда мероприятий, направленных на повышение приспособленности животных к этим новым для них промышленным условиям существования и их продуктивности в этих условиях [4].

Базовой основой этих мероприятий должны быть соответствующие научные исследования. Таким образом, любой основанный на классических методиках опыт требует доработки и адаптации к современным условиям производства и применяемым методам.

Цель исследования – разработать методические аспекты проведения научнохозяйственного эксперимента с использованием биологических методов.

Выработку и оценку типовых рационов применительно к различным природнохозяйственным зонам страны можно считать типичным примером исследования биохимически связанных факторов. Работа осуществляется с использованием широкого круга методов постановки экспериментов. Поскольку их проведение преследует получение не только биологических, но и хозяйственно-экономических данных, более применимыми здесь оказываются опыты длительного характера, позволяющие оценить изучаемый комплекс в разные сезоны года. Специфике научных исследований по теме НИР отдела кормов и кормления наиболее соответствует метод миниатюрного стада [5], где подопытной группой служит подобранное стадо, а контролем — основное стадо хозяйства или фермы.

Задачи при выполнении работы:

• 1)    изучить биологические методы исследований в животноводстве;

• 2)    разработать схему проведения научно-хозяйственного эксперимента с использованием биологических методов в условиях привязного содержания высокопродуктивных молочных коров.

Методика исследования

Место исследований: животноводческий комплекс привязного содержания коров с доением в молокопровод.

При изучении кормления и питания животных применялись методы визуального наблюдения за животными, хронометража, зооанализа. Они позволяют описать и проанализировать систему нормированного кормления животных, изучить поведенческие реакции высокопродуктивных коров. Переваримость питательных веществ у коров определяется разницей между поступившими в организм и выделившимися питательными веществами и химическими элементами.

Результаты исследований

Питательность кормов. Определение химического состава кормов осуществляется согласно ГОСТ 23637-95, 23638-95, 1349.0-95, 4808-97, 13496.4-99, 55986-2014, 55452-2013. Питательность кормов определялась уравнениями регрессии, как в овсяных единицах, так и по коэффициентам переваримости питательных веществ и МДж обменной энергии [6].

В зоотехническом анализе использовались химический и физический методы исследования, т. е. схема анализа по Веенде, а также метод инфракрасной спектрометрии [7; 8].

Пробы кормов брались в день скармливания (из кормушек, силосных ям, кормоцеха).

Для обеспечения сбалансированного кормления животных на животноводческих комплексах на основе фактической питательности и химического состава кормов в хозяйстве рационы кормления разрабатываются исходя из физиологического состояния коров и уровня их продуктивности. На основе разработанных рационов готовится кормосмесь, которую выдают с помощью кормораздатчиков-смесителей (миксеров). Также могут применяться ручные операции для раздачи дополнительного корма на ферме при привязном содержании коров.

Организацию кормления коров при разных способах содержания предлагаем осуществлять дифференцированно по фазам лактации, в сухостойный период.

Рацион составляли из разнообразных кормов, применение которых способствует улучшению аппетита, переваримости, обеспечению эффекта дополняющего действия: недостаток питательных веществ в одном корме компенсируется за счет другого.

Биохимический состав крови. Для биотестирования отбирали кровь у животных разных периодов лактации и в период сухостоя: у 36 коров на привязном содержании, 36 коров на беспривязном содержании с доением в доильном зале и 36 голов на беспривязном содержании при роботизированном доении. Животные были отобраны с учетом живой массы, суточного удоя, периода лактации, по принципу рандомизации (случайности) с последующим расчетом и контролем средних показателей [9]. Сформированная с использованием метода миниатюрного стада группа из 36 голов стала опытной, с учетом физиологического цикла и периода лактации. Все условия жизни животных выравнены как в опытной, так и в контрольной группе.

Биохимические показатели крови, отобранные для биотестирования коров, являются продуктами межуточного метаболизма (обмена), отражают направленность его на синтез за счет питательных веществ, поступивших из рациона (экзогенных источников) или за счет использования жировых, белковых, минеральных депонированных ресурсов организма (эндогенных источников) [10].

Количественная характеристика биохимических показателей крови отражает разницу между метаболитами, поступившими в организм коров и вынесенными из организма с молоком, и определяется как физиологический фон, границы которого (пороговые и оптимальные) указывают на нормативные значения, необходимые для сохранения высокой интенсивности обменных процессов и здоровья высокопродуктивных коров.

Качественные показатели молока

Методика оценки качества молока включает органолептическую и физикохимическую характеристики. При органолептической оценке качества молока определяли внешний вид, консистенцию, вкус, запах и цвет. При физико-химической оценке качества молока в лаборатории рассматривали титруемую кислотность, плотность и содержание жира в исследуемых образцах. Для определения качества молока использовали прибор фирмы FOSS (Дания). Одновременно проводятся исследования нескольких показателей (массовая доля жира, белка, лактозы, сухой обезжиренный молочный остаток, количество соматических клеток).

Постановка научно-хозяйственного эксперимента

Научно-хозяйственный эксперимент проводился по принципу пар-аналогов с формированием двух миниатюрных стад, одно из которых является опытным, а другое – контрольным. Численность каждой группы – 6 голов (табл.).

Относительная разнородность министада дает возможность в условиях, приближенных к производству, наблюдать, каким образом изучаемый фактор влияет на различные возрастные, продуктивные и т. д. группы животных в пределах министада. Для точного определения этого влияния планируется введение индивидуального учета кормов, продуктивности и изменения различных физиологических и биологических показателей.

Таблица. Схема опыта

Порядковый номер группы	Назначение группы	Предварительный (уравнительный) период	Переходный период	Учетный (главный) период
I	Контрольная	Основной рацион (ОР)	Основной рацион (ОР)	Основной рацион (ОР)
II	Опытная	Основной рацион (ОР)	Переход на режим опыта	Опытный рацион (ОР)
Минимальная длительность периода		10 суток	3 суток	7 суток
Источник: собственные исследования авторов.

Подготовительный этап опыта

На данном этапе осуществляется подготовка необходимого оборудования, лабораторной посуды для отбора образцов кормов, крови, молока, мочи, кала, обучение обслуживающего персонала, составление отчетной документации, составление памяток, распорядка дня и графиков дежурств для персонала, подготовка опытных помещений, изготовление этикеток для подопытных животных, подготовка и ведение необходимой документации.

Составление опытного рациона осуществляется в соответствии с детализированными нормами кормления и на основании результатов химического анализа отобранных в хозяйстве кормов.

Отбор и подготовка животных

При подборе животных в мини-стадо необходимо учитывать породные особенности, происхождение, тип телосложения, уровень продуктивности. Животные в породном соотношении подбираются типичными, без резких отклонений морфологического и физиологического характера. Сформированные по принципу пар-аналогов две группы животных необходимо проверить по среднегрупповым показателям, затем путем жеребьевки одну из них использовать как опытную, а другую – в качестве контрольной.

Отбор животных в мини-стадо производится рандомизированно (по принципу случайности) с последующим контролем средних показателей. При этом методе не выставляется требование к внутренней однородности группы, поскольку структура ее определяется структурой стада в целом.

Для проведения научно-хозяйственного опыта необходимо подобрать типичных для породы и клинически здоровых животных среднего возраста, с хорошим состоянием зубной системы, обладающих постоянно хорошим аппетитом.

Количество животных в группе

Число животных в опытной группе определяется многими условиями, такими как качество животных, уровень их подготовки к опыту, характер эксперимента, уровень ожидаемого различия между группами и, наконец, задачи, которые нужно решить. Кроме того, большое значение в нашем случае имеет сильная ограниченность трудовых ресурсов, необходимых для проведения исследования. Планируем опытную и контрольную группы сформировать из шести животных.

Требования к размещению животных

Для проведения научных исследований планируем использовать животноводческие помещения хозяйствующего субъекта.

При размещении подопытных животных особое внимание уделяется тому, чтобы опытная и контрольная группы находились в одинаково благоприятных условиях. Условия кормления и содержания должны соответствовать породным особенностям животных и обеспечивать развитие высоких показателей продуктивности. Подопытные животные по возможности максимально ограждаются от влияния случайных факторов внешней среды. В опыте планируется кормить животных индивидуально, учитывая количество потребленных кормов и их остатков по каждому животному в отдельности. Приготовление кормосмеси предполагается осуществлять вручную перед каждым кормлением. Комбикорм планируем приготовить на весь период опыта в кормоцехе хозяйствующего субъекта.

Учет и документация

Ход и результаты эксперимента должны максимально полно фиксироваться измерениями, выраженными в цифровых данных.

Поскольку одним из факторов, определяющих достоверность результатов опыта, является правильный учет полученных в ходе исследований данных, нами за- планированы следующие формы записи, применяемые при подготовке и проведении эксперимента:

• 1)    акт отбора животных;

• 2)    характеристика подопытных животных;

• 3)    формирование групп животных;

• 4)    таблица молочной продуктивности животных;

• 5)    рационы подопытных животных по группам;

• 6)    журналы учета израсходованных за опыт кормов (раздача кормов и учет поедаемости);

• 7)    учет выделенных кала и мочи;

• 8)    отбор средних проб;

• 9)    дневник опыта в произвольной форме, где фиксируются все факторы, которые могут повлиять на результаты опыта.

Предварительный период

Данный этап начинается с постановки животных на опыт. Постановка животных на опыт и снятие с опыта планируем оформить актами, с участием ученого секретаря. Это необходимо для того, чтобы возможные методические недостатки и ошибки опыта были замечены в самом начале, когда еще есть возможность их устранить, было обращено внимание на хозяйственно-техническую готовность проведения опыта и в случае необходимости приняты соответствующие меры.

В ходе опыта проводится фотографирование животных опытной и контрольной групп, а также наиболее показательных явлений, возникающих под влиянием изучаемых факторов. По окончании опыта и обработки его данных планируется составление информационно-аналитической записки.

Также планируется взвешивание животных, обмер, взятие образцов крови для биохимического анализа.

Основная цель этапа – адаптация животных к условиям опыта, что обеспечит снижение влияния стрессового фактора на результат учетного этапа опыта.

Переходный этап

На данном этапе происходят последующая адаптация животных к условиям опыта, а также проверка поедаемости рациона и определение размера суточных проб выделений.

В переходный период животные помещаются полностью на запланированный режим опыта.

Основная задача переходного периода – вытеснение из желудочно-кишечного тракта остатков корма и адаптация животных к изучаемому рациону.

Нами была определена продолжительность данного периода 3 дня.

Учетный этап опыта

В учетный период строго соблюдается запланированный и уточненный в предварительный период режим опыта. Ведутся все предусмотренные учеты и отборы проб на химический анализ.

Проведение опыта соответственно схеме. Контрольная группа коров будет получать кормосмесь основного рациона из кормораздатчика. Кормосмесь для опытной группы планируется готовить и раздавать вручную. Комбикорм на весь период опыта необходимо приготовить в кормоцехе хозяйствующего субъекта.

Отбор образцов кормов, молока, кала, мочи. Сбор кала и мочи осуществляется дежурными в подготовленные емкости непосредственно во время выделения их животным (с помощью лопат и ведер). Выделившийся кал взвешивается, а моча измеряется, сразу же отбираются пробы для анализа, а остальная масса поступает в канализацию. Эта процедура повторяется при каждой дефекации и мочеиспускании подопытных животных. По истечении учетных суток из образца отбирается средняя проба, которая в этот же день отправляется в лабораторию.

В завершение этапа необходимо отобрать образцы крови для биохимического анализа.

Лабораторный этап

На данном этапе предполагается осуществлять лабораторный анализ поступивших образцов кормов, крови, кала, мочи.

Результатом лабораторного этапа являются протоколы испытания образцов.

Заключительный этап

На данном этапе осуществляется подготовка научного отчета (с оценкой экономической эффективности).

Выводы

Таким образом, в результате изучения классических методик научно-хозяйственного эксперимента, а также анализа условий содержания молочных коров в ПЗ – колхозе «Аврора» нами были разработаны основные методические аспек- ты проведения научно-хозяйственного эксперимента по теме НИР 157.1 «Разработать систему нормированного кормления высокопродуктивных коров с учетом биохимического статуса животного при различных способах содержания в условиях Европейского Севера Российской Федерации».

Для последующего выполнения научнохозяйственного опыта необходимо детальное согласование схемы проведения исследований с хозяйствующим субъектом.

Полученные результаты являются промежуточным этапом выполнения исследовательской работы. В дальнейшем планируется разработка методических рекомендаций для проведения научнохозяйственного эксперимента в системе нормированного кормления с учетом биохимического статуса животного для беспривязного способа содержания при разных способах доения.