doi: 10.15389/agrobiology.2022.2.257rus
УДК 636.2:636.08.003:591.146
Работа выполнена при поддержке РНФ (http://rscf.ru), грант № 19-76-20061.
ЛАКТАЦИОННЫЕ КРИВЫЕ КАК ИНСТРУМЕНТ СВОЕВРЕМЕННОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ ЖИВОТНЫХ И ИХ ПРОДУКТИВНОСТИ — МИНИ-ОБЗОР
Е.В. СОЛОДНЕВА✉, Р.В. СМОЛЬНИКОВ, С.А. БАЖЕНОВ,
Д.А. ВОРОБЬЕВА, Ю.А. СТОЛПОВСКИЙ
Мировое производство молока, по оценкам ФАО, увеличилось с 694 млн т в 2008 году до 914,3 млн т в 2020 году. В настоящее время продолжается селекция по признаку высокой молочной продуктивности, что, по мнению некоторых авторов, может быть одной из главных причин ухудшения качества молока и здоровья животных, включая фертильность. Своевременный мониторинг физиологического состояния животных и их продуктивности приобретает особое значение. Моделирование лактационных кривых считается одним из наиболее эффективных методов прогнозирования компонентного состава молока, удоя и здоровья животного. Их часто используют в качестве инструмента ранней диагностики некоторых заболеваний, что помогает снизить затраты на лечение и улучшить прогноз течения болезни. Таким образом, прогнозирование эволюции надоев молока служит важным этапом в принятии управленческих и селекционных решений при ведении стада и широко используется в диагностических целях. Нами представлен краткий обзор различных математических методов моделирования лактационных кривых ( как по удою, так и по другим ключевым параметрам, таким как процент содержания жира, выход жира и белка), описанных в отечественной и зарубежной специальной литературе. Рассмотрены классическая модель Вуда (P.D.P. Wood, 1967), параметрические модели Вилминка (J.B.M. Wilmink, 1987) и Али-Шеффера (T.E. Ali and L.R. Schaeffer, 1987), модели, построенные с помощью алгоритмов машинного обучения. Стоит отметить, что универсальной модели описания лактационных кривых не существует, однако модель Вуда в большинстве случаев имеет преимущества за счет хорошего соотношения простоты и точности предсказаний параметров будущих лактаций. Исследования показали, что большая часть моделей неустойчивы к уменьшению входных данных. Это практически исключает их применение в хозяйствах, в которых отсутствует возможность на регулярной основе корректно проводить сбор данных о лактационной деятельности животных. Отклонения реальных удоев от удоев, предсказанных хорошо подобранной моделью, могут служить четким индикатором развития заболеваний у особи и использоваться для предупреждения и выявления заболеваний вымени, таких как мастит.
Ключевые слова: лактационная кривая, модель Вуда, крупный рогатый скот, молочная железа, производство молока, влияние среды.
LACTATION CURVES AS A TOOL FOR MONITORING THE HEALTH AND PERFORMANCE OF DAIRY COWS — A MINI-REVIEW
E.V. Solodneva✉, R.V. Smolnikov, S.A. Bazhenov,
D.A. Vorobyeva, Yu.A. Stolpovsky
According to the estimation of FAO, worldwide milk production increased from 694 million tons in 2008 to 914.3 million tons in 2020. Currently, animal breeding for high milk yield continues. However, some authors consider high milk productivity the main reasons of milk quality and health deterioration, including fertility. Therefore, monitoring of animal physiological state and productivity becomes especially important. Lactation curve modeling is one of the most effective methods for predicting component milk composition, yielding capacity and animal health. It is a tool for early diagnostics of certain diseases, which can help reduce treatment costs and improve the disease course prognosis. Thus, predicting the evolution of milk yields is an important stage of management and breeding decisions; it is widely used for diagnostic purposes. The article provides a brief overview of mathematical methods for modeling lactation curves (for milk yield, percentage of fat, fat yield and protein). Classic Wood’s model (P.D.P. Wood, 1967), Ali and Schaeffer (T.E. Ali and L.R. Schaeffer, 1987), Wilmink parametric models (J.B.M. Wilmink, 1987) and models based on the machine learning algorithms are considered here. It should be mentioned that there is no universal model for describing lactation curves. Most attention is paid to Wood’s model used for constructing lactation curves described by A.S. Emelyanov (1953). This equation application for prediction milk yield curves and milk components has shown good prediction accuracy. In this study, it was found that most of the models are unstable under decreasing input data that makes their use almost impossible for farms unable to accurately collect data of the lactation activity on a regular basis. It is shown that deviations of the observed milk yield from a prediction made by a well-fitted model are clear indicator of animal’s diseases and can be used to prevent and detect udder diseases such as mastitis.
Keywords: lactation curve, Wood’s model, cattle, mammary gland, milk production, environmental influence.
ФГБУН Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, |
Поступила в редакцию |
