Инструмент повышения генетического потенциала в свиноводстве, решение проблем племенной базы и плановой селекции

В обеспечении населения сельскохозяйственными продуктами свинина занимает одно из ведущих мест, поэтому теме свиноводства посвящено большое количество научных и публицистических работ и статей. Существуют специализированные издания, подробно освещающие состояние дел по развитию свиноводства, как в нашей стране, так и за рубежом.

Авторы публикаций тщательно и подробно рассматривают все аспекты, влияющие на производство мясной продукции высокого качества с минимальными затратами.

При этом большинство авторов сходиться во мнении, что единственный способ обеспечить процесс развития отрасли в России это повышение генетического потенциала и решение проблем племенной базы и плановой селекции.

Вот наиболее проработанные статьи данной направленности:

• «Формирование собственной племенной базы российского свиноводства – единственный способ создания эффективно работающей отрасли» - Элла Васильева, эксперт по племенному делу Национального союза свиноводов.
• «Стратегия развития племенной базы свиноводства на ближайшую перспективу» - Иван Дунин, директор ФГНУ ВНИИ племенного дела.
• «Современная генетика – фундаментальная основа инновационного пути развития свиноводства» - Елена Климова, генеральный директор Знаменского селекционно-генетического центра.
• «Проблемы эффективности функционирования современного высокотехнологичного свиноводческого предприятия» - Андрей Парахневич, генеральный директор ООО «Вёрдазернопродукт».

В данных статьях не только констатируются существующие проблемы и причины их возникновения, но аргументировано и обоснованно указаны пути решения. Отмечается, что реализация высокого генетического потенциала и совершенствование селекции, является задачей наукоемкой и сложной. Для решения этой задачи нужны соответствующие информационные технологии, современное математическое и программное обеспечение.

В качестве инструмента, способного решать задачи племенной работы рассмотрим новый российский программный продукт «1С:Селекция в животноводстве. Свиноводство». Программа отвечает требованиям законодательно утвержденных стандартов, норм и правил ведения племенного и товарного свиноводства, регламентирующих применение унифицированных методов, способов и приемов оценки, идентификацию животных в стаде, обеспечивает четкое выполнение технологии и методов разведения свиней, позволяет вести сельскохозяйственную деятельность наиболее эффективным образом, сохраняя и приумножая имеющийся научный опыт и практические знания. Программное обеспечение, построенное на платформе 1С:Предприятие 8.2, можно использовать для автоматизации практически всех направлений в свиноводстве.

В данной статье рассмотрим одно из возможных направлений использования программы - племенной учет и селекции.

Для племенного учета и селекции используется математический аппарат экспертных систем. Аппарат используется для расчета индексных оценок животных. В программе заложены возможности селекционного эксперимента и возможности планового ведения селекции с выбором необходимого направления. Например это может быть направление на улучшении генетических характеристик, способствующих сокращению производственных затрат и повышению прибыли.

Сформированная информация в виде отчетов, диаграмм, графиков может выноситься на коллективное обсуждение и анализироваться с целью дальнейшего принятия решений. На основании полученных результатов может выбираться и формироваться дальнейшая тактика и стратегия селекционной работы.

Индивидуальный учет животных в программе позволяет вести, контролировать и совершенствовать племенное поголовье материнских и отцовских специализированных линий, а также определять эффективное сочетание линий для получения кроссированного молодняка.

Первое на что было обращено внимание разработчиков это качество первичной информации, которая и определяет качество селекционной работы.

Учитывая важность первичной информации, особенно для племенного индивидуального учета, в программе реализована максимальная защита от не корректных действий по вводу информации:

• защита от неправильных и ошибочных действий оператора;
• контроль последовательности жизненного цикла и длительности технологических операций;
• автоматическое формирование документов в соответствии с технологическим циклом;
• подсказки комментарии и подробная справочная информация.

Животные в программе идентифицируются двумя номерами: основным и дополнительным. В настройках программы каждому номеру указывается соответствие одного из методов идентификации:

• татуировка;
• выщип;
• бирка.

В случае потери бирки предусмотрена регистрация смены номеров.

Избыточность данных необходима для точной идентификации и возможности восстановить историю животного, при обнаружении ошибочной записи. В этом случае легко найти правильный номер при анализе жизненного цикла животного. Несмотря на использование двойной нумерации, для дополнительного контроля существует отчет «Зависшие свиноматки», который предназначен для определения списка свиноматок, которые находятся в одном и том же состоянии продолжительное время.

На перспективу в программе заложена возможность идентификации животных методами штрихового кодирования и радиочастотной идентификации (RFID). Эти современные методы идентификации, к сожалению, не так широко используются на наших фермах. Применение радиочастотной идентификация позволяет автоматизировать:

• обнаружение состояния охоты;
• проведение УЗИ сканирования;
• индивидуальное кормление;
• управление автоматическими воротами.

Такая автоматизация значительно уменьшает стресс животных.

Для исключения ошибок ручного ввода и автоматизации ввода первичной информации через порт USB, интерфейсы RS-485 и RS-235, к программе предусмотрено подключение электронного оборудования:

• весов;
• УЗИ сканеров;
• шпигомеров;
• датчиков кормовых бункеров.

Такими средствами обеспечивается максимально точная и корректная информация по животным и кормам.

Основная информация в программе концентрируется в справочниках «Свиноматки», «Хряки» и документах фиксирующих проведения зоотехнических мероприятий. Эта информация обрабатывается в модуле учета племенных животных. Модуль племенного учета позволяет:

• автоматически производить расчет коэффициента инбридинга по Шапоружу и по Райту, а также определять количественную оценку инбридинга с использованием данного коэффициента;
• вести учет в разрезе групп F1, GP, GGP;
• учитывать отбор ремонтного молодняка;
• производить анализ связей по селекционным признаками;
• осуществлять подбор пар;
• формировать данные по бонитировке животных;
• производить оценку продуктивности хряков и свиноматок на показателях роста и развития.

Оценка животных в программе проводится двумя способами. Традиционно в соответствии с Инструкцией по бонитировке свиней утвержденной Министерством сельского хозяйства. В этом случае проводится всесторонняя оценка продуктивных и племенных качеств, определяется классность животных, и их производственное назначение. Формирование бонитировочной ведомости может выполняться за любой выбранный год по комплексу хозяйственно-полезных признаков.

Отчет «Бонитировка» формирует сводную информацию о пробонитированных животных хозяйства заданной породы. Открыть отчет можно при помощи команды меню «Отчеты – Бонитировка». Форма отчета представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Вторая страница бонитировочной ведомости.

Бонитировочный отчет полностью отвечает, требованиям и рекомендациям Министерства сельского хозяйства.

Кроме оценки по бонитировочной ведомости в программе предусмотрен вариант индексной оценки племенных качеств животных основанный на математическом аппарате экспертных систем. Проведение оценок выполняется в модуле оценка стада по критериям. Модуль оценки стада по критериям позволяет:

• формировать критерии оценки животных, вести учет линий, типов и кроссов животных;
• выводить оценку индивидуальной продуктивности животных, в том числе, по линиям, семействам и прочим комбинациям животных;
• формировать рейтинг животных в целях повышения племенной ценности, продуктивности, улучшения заводской структуры стада.

Особенностью работы модуля является использование не только числовых показателей, но и учет опыта и знаний экспертов и специалистов по животноводству.

В программе формирование индексной оценки племенной ценности производится в два этапа. На первом этапе определяется значимость показателей, для подготовки расчетной базы. На втором этапе, с учетом сформированной базы, рассчитываются индексы животных.

Значимость показателей определяет зоотехник селекционер или группа специалистов. В данном случае речь идет о задании показателей оценки и их сравнительной значимости.

Для выявления значимости показателей при оценке стада по индексному методу используется обработка «Расчет веса показателей». Перед выполнением обработки нужно на вкладке настройки заполнить данные об авторе, задать вид животного, породу, если необходимо линию породы, и выбрать оцениваемые показатели.

Рисунок 2. Форма «Расчет веса показателей».

При поставке программы в обработке имеются предустановленные показатели:

1. Качественные:
• возраст достижения веса 100 кг;
• возраст достижения веса 100 кг потомков;
• длина туловища в 100 кг;
• количество поросят в 30 дней;
• конверсия корма;
• конверсия корма потомков;
• многоплодие;
• молочность;
• толщина шпига;
• толщина шпига потомков;
• экстерьер.
2. Технологические:
• количество перегулов;
• количество прохолостов;
• количество осеменений;
• количество опоросов;
• количество абортов.

К имеющимся в начальной поставке показателям могут добавляться новые качественные и числовые показатели. Естественно, что вновь введенные показатели должны измеряться и вноситься в программу.

Из имеющихся показателей селекционер должен будет выбрать только те, которые на его усмотрение являются значимыми для конкретной плановой селекции. Для этого надо перенести выбранные показатели в правое поле.

Например, на рисунке 3 выбраны для индексации показатели: молочность, многоплодие, конверсия корма.

Рисунок 3. Форма с выбранными для индексации показателями (многоплодие).

На рисунке 4 представлена форма с отобранными для индексации показателями: возраст в 100 кг, возраст 100 кг потомков, конверсия корма, длина туловища в 100 кг и конверсия корма потомков.

Рисунок 4. Форма с выбранными для индексации показателями (конверсия корма потомков).

На следующем шаге проводиться сравнение выбранных показателей.

Здесь формируется матрица парных сравнений. Для построения матрицы необходимо установить важность одного показателя относительно другого в процентах или в относительных величинах. Данные сравнения необходимы, чтобы корректно перевести качество наследственной основы (например, высокий среднесуточный привес) в числовое выражение.

На рисунке 5 показано что значение достижения возраста 100 кг животного имеет большое значение в сравнении со значением достижения возраста 100 кг потомков.

Рисунок 5. Парное сравнение важности показателя достижения возраста 100 кг животного и показателя достижения возраста 100 кг потомков.

Проведя попарно сравнение выбранных показателей, формируем матрицу сравнений в табличной форме - рисунок 6 и в форме диаграммы - рисунок 7.

Рисунок 6. Табличная форма матрицы парных сравнений.

Рисунок 7. Графическая форма матрицы парных сравнений.

После того как определены веса показателей, по которым будет проводиться оценка, выполняется расчет индексов и ранжирование животных в соответствии рассчитанными индексами. Расчет выполняется обработкой «Оценка стада по критериям». В результате обработки создается таблица животных отсортированных по значению индекса. Результат обработки представлен на рисунке 8.

Рисунок 8. Результат обработки «оценка стада по критериям».

Результаты, представленные на рисунке 8, в дальнейшем используются при подборе пар для осеменения.

Рассчитанные индексы применяются для анализа фактора наследуемости качественных показателей племенного животного. В отчете «Наследственность качественных характеристик» – можно отследить рост или ухудшение выбранных для анализа показателей. Рисунок 9 Отношение наследуемых показателей определяет коэффициент наследуемости, который в свою очередь может быть введен в качестве характеристик животного. Чем выше коэффициент наследуемости признака, тем больше вклад генотипа.

Рисунок 9. Отчет «наследственность качественных характеристик».

Полученные результаты также используются в отчете «Анализ сочетаний пород и специализированных линий пород» - рисунок 10. В нем формируются данные по результатам осеменений хряком данной породы свиноматок разных пород. В отчете учитывается количество осеменений, голов при опоросе, массе при опоросе, количество прохолостов, перегулов, абортов и опоросов. Отчет показывает эффективность предыдущих спариваний хряков и маток; выявляет, в каких сочетаниях получены наиболее высокие показатели продуктивности и лучшее потомство.

Рисунок 10. Отчет «анализ сочетаний пород и специализированных линий пород».

Полученная информация по оценке животных в соответствии с авторской подборкой показателей для оценки племенной ценности и установленными весами показателей представляет полную картину по происходящим в хозяйстве селекционным процессам. С использованием информации появляется возможность наиболее раннего отбора лучших отцов и матерей для получения потомства на основе объективных оценок.

По результатам анализа составляется план индивидуального подбора хряков и маток, для повышения многоплодия, молочности, мясности, поедаемости кормов, способности к откорму.

Индексная система оценки племенной ценности представляет собой базу, на которой строится статистическая модель линейного несмещенного прогноза BLUP уже с учетом заданного набора показателей. То есть, находится селекционный индекс, в котором рассчитываются отклонения от среднестатистических показателей по определенной выборке.

Осуществляя настройку системы по различным наборам показателей, фактически выбирается модель оценки племенной ценности, которая при достаточном количестве исходной информации может обрабатываться статистическими методами. Дальнейшее развитие программы в направлении сравнения полученных результатов селекционных экспериментов, выявления корреляционных зависимостей предполагает подключения модуля статистических расчетов. Поэтому на сегодняшний день актуальной задачей является расширения базы данных по животным. Наполнив базу программы «1С:Селекция в животноводстве. Свиноводство» информацией о животных мы получаем исходные данные для эффективной племенной работы и получения соответствующих экономических результатов.