Алексеев, Андрей Леонидович. Научно-практическое обоснование повышения эффективности производства конкурентоспособной свинины на основе оптимизации генетических и паратипических факторов

Краткое описание

Алексеев, Андрей Леонидович. Научно-практическое обоснование повышения эффективности производства конкурентоспособной свинины на основе оптимизации генетических и паратипических факторов : диссертация ... доктора биологических наук : 06.02.10 / Алексеев Андрей Леонидович; [Место защиты: ГУ "Волгоградский научно-исследовательский технологический институт мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства"].- Волгоград, 2012.- 409 с.: ил.

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЛЕКСЕЕВ Андрей Леонидович
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
КОНКУРЕНТНОСПОСОБНОЙ СВИНИНЫ НА
ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ И
ПАРАТИПИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени доктора биологических наук
06.02.10 - Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства
Научный консультант:
Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. И. Бараников
г. Волгоград - 2012 
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 7
1 .ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 12
1.1. Селекционно-генетические аспекты племенного отбора 12
1.1.1. Отбор. Формы и методы племенного отбора 12
1.1.2. Селекционно-генетические параметры популяций. Понятие о
коэффициенте наследуемости 19
1.1.3 .Методика и использование внутрилинейного подбора в сви¬новодстве 27
1.1.4. Гетерозис. Современные теории гетерозиса; использование в
свиноводстве 32
1 ^.Совершенствование мясных качеств в свиноводстве и методы
их оценки 43
1.3. Биотехнологические аспекты повышения мясных качеств в
свиноводстве 67
1.3.1 .Перспективы использования ферментных препаратов 67
1.3.2. Пробиотики. Эффективность использования в животноводст¬ве 75
1.3.3 .Естественные антиоксиданты и их влияние на организм жи- ^ вотных
2 . МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 91
2.1. Методика исследований селекционно-генетических параметров
популяции животных 91
2.2. Методика изучения продуктивных качеств свиней различных
пород и типов 99
2.3. Методика технологической оценки использования ферментных
препаратов 102
2.4. Методика сравнительной оценки использования пробиотиков .. 104
2.5. Методы исследования антистрессовых препаратов 105
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 107
з
3.1. Селекционно-генетические аспекты племенного отбора свиней
крупной белой породы 107
3.1.1. Влияние систем подбора на селекционно-генетическую ха¬рактеристику популяций 107
3.1.2. Влияние генотипической конструкции стада, методики внут¬
рилинейного подбора и методов определения на величину коэффи¬циентов наследуемости селекционных признаков 117
3.1.3. Прогнозирование эффективности племенного отбора свиней
при внутрилинейном подборе и в кроссах линий 124
3.1.4. Использование основных селекционно-генетических харак¬
теристик популяций для оценки степени относительной гомозигот- ности линий 128
3.1.4.1. Использование корреляций для оценки генотипической
конструкции линий 129
3.1.4.2. Использование коэффициента наследуемости для оценки
степени относительной гомозиготности линии 132
3.1.5. Соотносительная изменчивость признаков отбора при ин¬дексной селекции свиней 138
3.1.6. Формирование внутрилинейной структуры стада в племзаво¬де «Россия» 148
3 Л .6.1. Анализ предшествующей системы разведения 149
3.1.6.2. Формирование внутрилинейной структуры стада 150
3.1.6.3. Методы определения племенной ценности животных в сис¬теме внутрилинейного подбора 152
3.1.7.Эффективность различных систем подбора свиней 157
3.2. Методы совершенствования мясных качеств свиней и оптими¬зация их оценки 159
3.2.1 .Условия кормления и содержания свиней 160
3.2.2. Гемотологические показатели 161
3.2.3. Мясная продуктивность и качество туш свиней различных
пород и типов 162
3.2.4. Физико-химические показатели качества мышечной и жиро¬вой тканей свиней различных пород и типов 170
3.2.5.Обьем и структура мясного сырья 178
3.2.6. Биологическая ценность свинины 181
3.2.6.1. Жирнокислотный состав мышечной и жировой ткани сви¬ней 181
3.2.6.2 Аминокислотный состав мышечной ткани 197
3.2.7. Продуктивность, питание и рост свиней в зависимости от пола 203
3.2.8. Дифференцированная разделка туш свиней различных пород
и типов 208
3.2.9. Оптимизация методов оценки мясных качеств свиней раз¬личных пород и типов 214
3.2.9.1 Совершенствование методики оценки туш свиней различ¬ных пород и типов 214
3.2.9.2. Оптимизация методов оценки мясных качеств свиней на
основе компьютерной программы «Оценка качества свинины» (ОКС) 220
3.2.10. Использование компьютерной программы «Оптима» при
расчете дозы антистрессовых препаратов 223
3.2.11. Экономическая эффективность программы ОКС 227
3.3. Биотехнологические аспекты повышения мясных и откормоч¬ных качеств свиней 227
3.3.1. Технологические аспекты использования в рационах фер¬ментных препаратов 228
3.3.1.1. Анализ кормления и содержания молодняка свиней 228
3.3.1.2. Рост, развитие и откормочные качества свиней различного
направления продуктивности 233
3.3.1.3. Морфологический и биохимический состав крови 235
3.3.1.4. Мясные качества свиней в зависимости от условий выра¬щивания и кормления 240
3.3.1.5. Морфологический состав туш 244
3.3.1.6. Рост внутренних органов 248
3.3.1.7. Химический состав и физико-химические свойства мяса и
шпика 250
3.3.1.8. Органолептическая оценка качества мяса и бульона 250
3.3.1.9. Экономическая эффективность использования ферментных
препаратов 254
3.3.2. Мясные качества свиней различного направления продуктив¬ности при использовании в рационах пробиотиков 256
3.3.2.1. Характеристики биологически активных веществ, исполь¬зуемых в опытах 257
3.3.2.2. Повышение сохранности молодняка при использовании
пробиотиков 257
3.3.2.3. Откормочные качества свиней разных генотипов 258
3.3.2.4. Убойные и мясные качества свиней 258
3.3.2.5. Показатели качества мясной свинины 260
3.3.2.6. Физико-химические свойства мышечной и жировой тканей свиней 268
3.3.2.7. Гистологическое строение мышечной ткани свиней 275
3.3.2.8. Физико-химические качества шпика 279
3.3.2.9. Дегустационная оценка продукта 282
3.3.2.10. Экономическая эффективность откорма свиней с исполь¬зованием пробиотиков 286
3.3.3. Разработка витаминно-минерального премикса с антиокси¬дантными свойствами 289
3.3.3.1. Анализ рационов свиней на содержание нитритов и нитратов,
их энергическая, протеиновая, минеральная и витаминная ценность 291
3.3.3.2. Естественная резистентность свиней при использовании
аскорбиновой кислоты в рационах 299
3.3.3.3. Состояние обменных процессов в организме свиней при ис-пользовании витаминов С как антиоксидантной добавки 310
3.3.3.4. Продуктивные качества свиней крупной белой породы на
фоне введения аскорбиновой кислоты в качестве антиоксиданта.... 315
3.3.3.5. Экономическая эффективность использования витаминно-минерального премикса в рационах свиней 319
ВЫВОДЫ 322
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 331
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 333
ПРИЛОЖЕНИЕ 387
ВВЕДЕНИЕ
Аюуальность темы. Увеличение производства высококачественной, кон-курентоспособной продукции свиноводства и снижение ее себестоимости тре¬буют не только совершенствования технологии производства свинины, но и в значительной мере перестройки селекционно-племенной работы.
Наряду с использованием традиционных методов селекции, необходи¬мо освоение и широкое моделирование селекционного процесса с определе¬нием прогноза продуктивности, а также теоретическое обоснование методов отбора. Для селекционера важно, чтобы прогноз осуществлялся по тем при¬знакам, которые не связаны с убоем животных, легко учитываются и были бы приемлемы для использования компьютерной техники.
Новые технологии в свиноводстве, направленные на рост продуктивно¬сти и оптимизацию отдельных частей и тканей туши за счет создания мясных животных, должны оказать положительное влияние на качество и физико¬химические свойства мяса, его технологичность и промышленную пригод¬ность.
Решение этих вопросов неразрывно связано с разработкой комплекса показателей объективной и надежной оценки качества сырья и готовой про¬дукции за счет использования новых аналитических методов, которые долж¬ны соответствовать передовому уровню науки и технологии.
Перспективным направлением в условиях интенсивного ведения жи-вотноводства является использование в рационах свиней ферментных препа¬ратов и пробиотиков, что повышает их устойчивость к воздействию техноло¬гических и биологических стрессовых факторов, нормализует обмен веществ и обеспечивает более полное раскрытие генетически обусловленной продук¬тивности.
В связи с вышеизложенным исследования, направленные на разработ¬ку научных принципов селекционно-племенного отбора, совершенствование мясных качеств свиней и повышение эффективности производства конкурен¬тоспособной свинины, являются актуальными, имеющими большое научное и практическое значение, в том числе для реализации приоритетов Нацио¬нальных проектов в области АПК.
Цели и задачи исследований. Цель настоящих исследований, которые являются этапом комплексной научно-технической программы «Животно¬водство» по совершенствованию существующих и внедрению новых методов селекции свиней (шифр 0.51.25., подпрограмма «Свиноводство», № гос. ре¬гистрации 01.05.12500864 за 2005-2010 гг.), заключалась в разработке науч¬но-практических методов повышения эффективности производства конку¬рентоспособной свинины на основе оптимизации генетических и паратипи¬ческих факторов.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
• провести анализ селекционно-генетических характеристик популяций свиней ведущих племенных хозяйств Южного Федерального округа;
• дать оценку эффективности племенного отбора при различных сис¬темах разведения свиней;
• изучить показатели мясной продуктивности, физико-химический состав, технологические и кулинарные качества мяса и шпика свиней в зависимости от породной принадлежности;
• изучить структуру поступления, состав и свойства мясного сырья катего¬рии PSE и DFD, в сравнении с NOR, с целью его рационального использования;
• провести дифференцированную разделку свиных туш и определить вы¬ход обваленных отрубов;
• изучить влияние пробиотиков и ферментных препаратов на морфо-логические, биохимические и иммунологические показатели крови живот¬ных, а также на рост, резистентность и мясную продуктивность свиней различ¬ных пород и типов;
• оценить антиоксидантный эффект аскорбиновой кислоты в составе вита-минно-минерального премикса и ее влияние на биохимические и морфологиче¬ские показатели крови супоросных, лактирующих свиноматок и поросят;
• разработать программу оптимизации методов оценки мясных ка¬честв свиней на основе компьютерной техники и провести эксперименталь¬ную проверку в условиях мясоперерабатывающих предприятий;
• дать социально-экономическую оценку результатам исследований.
Научная новизна. Впервые в условиях Южного федерального округа
теоретически обоснована и экспериментально подтверждена научная кон¬цепция создания специализированных линий при помощи методики внутри¬линейного подбора в закрытых популяциях животных.
Рассмотрены теоретические и практические представления о влиянии по-родной принадлежности свиней на физико-химические, биохимические, струк-турно-механические свойства мясного сырья и готового продукта.
Информация о качестве мясного сырья в зависимости от различных факто¬ров использована для разработки новых и совершенствования действующих тех¬нологий производства свинины с учетом оптимальных показателей по мясной продуктивности и качеству мяса.
Выявлено положительное влияние ферментного препарата «Ксибетен- цел», пробиотиков «Лактобактерин» и «Реалак» на оптимизацию естественной резистентности организма животных, повышение интенсивности роста и мясной продуктивности.
Научно обосновано использование в составе витаминно-минерального премикса аскорбиновой кислоты в качестве адекватного антиоксиданта в рацио¬нах свиней крупной белой породы.
Разработана компьютерная программа «Оценка качества свинины (ОКС)», получено авторское свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ (№ 2008613604; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 28 ию¬ля 2008 г., заявка № 2008612698 от 16 июня 2008 г.), получен патент РФ на изо¬бретение (RU № 2392832).
Практическая значимость. В результате многолетних исследовании прове¬ден анализ сложившихся систем разведения свиней крупной белой породы в хозяй¬ствах Южного Федерального округа. Разработаны методы определения оценки от- носительной гомозиготносте линий, структуры генотипической изменчивости, про-гнозирования межлинейного гетерозиса и селекционные индексы отбора.
В результате изучения комплекса физико-химических и функционально-технологических показателей мясного сырья со свойствами PSE, NOR и DFD разработаны рекомендации по комплексному использованию мяса свиней раз¬личных пород и типов для мясоперерабатывающих предприятий. Проведена оценка качества мясного сырья на основе использования компьютерных техно¬логий.
Применение ферменных препаратов и пробиотиков - «Лактобактерин», «Реалак» (безопасных для здоровья человека и животных), дало возможность оптимально расходовать корма за счет их лучшей усвояемости, повысить ре-зистентность и продуктивность молодняка при выращивании и откорме, улучшить мясные качества и технологические свойства свинины.
Разработаны и внедрены технологии использования аскорбиновой ки¬слоты в составе премикса в качестве антиоксиданта, позволяющего нормали¬зовать обмен веществ в организме свиней различных половозрастных групп, повысить уровень естественной резистентности и способность к адаптации на воздействие неблагоприятных факторов внешней среды.
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе ДонГАУ в лекционных и лабораторных курсах при подготовке специалистов технологического профиля и аспирантов.
Положения диссертации, выносимые на защиту:
- селекционно-генетическая характеристика популяций свиней, разво¬димых в Южном Федеральном округе, и эффективность племенного отбора при различных системах разведения;
- мясная продуктивность, потребительские свойства мяса и шпика свиней разных пород и типов;
- влияние пробиотиков и ферментных препаратов на морфологические и биохимические, иммунологические показатели крови, интенсивность роста и мясную продуктивность свиней;
- изменение морфологических и биохимических показателей крови свиноматок и поросят при использовании в качестве антиоксиданта аскорби¬новой кислоты в составе витаминно-минерального премикса;
- эффективность использования новой программы оптимизации методов оценки мясных качеств свиней в условиях мясоперерабатывающих предприятий;
- экономическая эффективность производства конкурентоспособной свинины на основе оптимизации генетических и паратипических факторов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Международ¬ных (Санкт-Петербург - 2004 г., Москва - 2008 г.. Краснодар - 2010 г., Волгоград -2010 г., Одесса - 2011 г.), Всероссийских и региональных (Краснодар - 1995, 1996 гг., Белгород - 2006 г., Зерноград - 2008 г., Нижний Архыз - 2008 г., Сара¬тов - 2011 г., п. Персиановский - 1992-2011 гг.) конференциях, конгрессах и за¬седаниях межвузовского координационного совета «Свинина», на расширенном заседании кафедр частной зоотехнии; разведения, селекции и генетики сельско¬хозяйственных животных; кормления сельскохозяйственных животных; зооги¬гиены Донского ГАУ (п. Персиановский, 2011).
За разработку технологии инновационного продукта награждена ди¬пломом и золотой медалью на Всероссийском смотре-конкурсе лучших пи¬щевых продуктов, продовольственного сырья и инновационных разработок (г. Волгоград, 6-7 июля 2011 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликована 91 научная работа, том числе 10 - в ведущих рецензируемых журналах, рекомендован¬ных ВАК РФ, 3 монографии. Получено авторское свидетельство и патент РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из вве¬дения, материала и методики исследований, результатов собственных иссле¬дований и их обсуждения, выводов, практических предложений, списка ис¬пользованной литературы. Работа изложена на 409 страницах компьютерного текста, содержит 23 рисунка и 140 таблиц. Список литературы включает 611 источников, в т.ч. 143 на иностранном языке.

Список литературы

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Результатом исследований явилось внесение дополнений в методику внутрилинейного подбора свиней, применяемую в племенных заводах Юж¬ного федерального округа.
1.1. В качестве теста оценки степени относительной гомозиготности линий предложено использование коэффициентов корреляции, кор¬реляционного отношения и коэффициента наследуемости селекци¬онных признаков отбора.
1.2.0птимальные пороговые уровни селекционных признаков отбо¬ра при дифференцированной селекции свиней.
1.3. Селекционные границы отбора и целевые стандарты для совер-шенствования воспроизводительных, мясных и откормочных ка¬честв свиней.
1.4. Формулы селекционных индексов для оценки продуктивных ка¬честв животных и ремонтного молодняка.
1.5. В селекционно-племенной процесс племзавода "Россия " вне¬дрены селекционные индексы отбора и новые методы определения наследственных качеств сельскохозяйственных животных с исполь¬зованием систем уравнений множественной регрессии.
2. Определенные в результате проведенных исследований зависимости между рядом морфологических и физико-химических, структурно-меха¬нических и других показателей, установленные с помощью морфометриче¬ских исследований, позволяют оценить качественные и количественные ха¬рактеристики мясного сырья и могут быть использованы для прогнозирова¬ния и коррекции свойств мясного сырья с целью рационального его исполь¬зования, целенаправленного изменения и совершенствования различных тех¬нологических процессов, разработки и создания новых видов продукции.
2.1. Получено свидетельство о государственной регистрации про¬граммы «Оценка качества свинины» для ЭВМ № 2008613604. Под¬готовлены рекомендации по использованию компьютерной про¬граммы «Оценка качества свинины (ОКС)».
3. Разработаны рекомендации по использованию в рационах свиней ферментных препаратов и пробиотиков с целью увеличения продуктивности, профилактики желудочно-кишечных заболеваний, повышения естественной резистентности и увеличения экономической эффективности производства свинины.
3.1. Рекомендовать для повышения рентабельности производства свинины использовать в составе рациона кормления комплексный ферментный препарат «Ксебитен-цел».
3.2. С целью увеличения продуктивности, профилактики желудочно-кишечных заболеваний, повышения естественной резистентности и увеличения экономической эффективности производства свинины в условиях промышленных комплексов рекомендуется в состав пол-норационных комбикормов вводить пробиотик «Лактобактерин» из расчета 5 мл на 1 животное, и «Реалак» из расчета 3 мл на 1 живот¬ное.
4. Для компенсации в рационах свиней макро- и микроэлементов и ви¬таминов разработан сложный многокомпонентный премикс с аскорбиновой кислотой в качестве антиоксиданта.
Результаты исследований дают основание рекомендовать аскорбино¬вую кислоту в составе премикса к использованию в качестве антиоксиданта в рационах для холостых, супоросных и подсосных свиноматок, а также при выращивании молодняка свиней, особенно в первые два месяца после их
отъема.