(1.9)1. Теоретичні основи моделювання впливу погодних умов на продуктивність овець.
2. Моделювання впливу погодних умов літнього періоду на продуктивність овець
1. Польовий А.М. Сільськогосподарська метеорологія: підручник. – Одеса:ТЕС, 2012. – 632 с.
2. Айзенштат Б.А. Метод расчета радиационного и теплового баланса животных // Труды САРНИГМИ. 1974. Вып. 20 (101). С. 27–48.
3. Ярошевский В.А. Погода и тонкорунное овцеводство. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 203 с.
4. Чекерес А.И. Погода, климат и отгонно-пастбищное животноводство /Под ред. И.Г. Грингофа. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 175 с.
5. Бройдо А.Г. Некоторые результаты исследования интегрального коэффициента турбулентного перемешивания // Метеорология и гидрология. 1957. № 9.
6. Гермогенов М.Т., Полевой А.Н., Грингоф И.Г. Моделирование влияния факторов внешней среды на продуктивность северных оленей. Депонировано во ВНИИГМИ-МЦД, № 623, 11.03.1987 г. Обнинск. 21 с.
У дослідженнях А.П. Федосєєва, А.С. Утешева, Н.А. Конюхова, А.І. Чекереса, Е К. Балакірєва та ін., В 60 ... 70 рр. минулого століття були створені наукові основи якісної зоометеорологічної оцінки стану випасу сільськогосподарських тварин. Методи таких оцінок були орієнтовані стосовно різних порід і вікових категоріях овець для основних регіонів вівчарства в країні. Шляхом проведення пов'язаних спостережень за поведінкою і станом випасу тварин і погодними умовами були виявлені критерії, що характеризують ступінь сприятливості погодних умов для випасу тварин в різні сезони року, для проведення господарських заходів, таких, як перегін худоби на нові пасовищні масиви, профілактичне купання тварин, проведення весняної та осінньої стрижки та ін.
У ряді вітчизняних і зарубіжних робіт наведені результати вивчення складових теплового і радіаційного балансу сільськогосподарських тварин, в тому числі і овець, а також вивчені їх енергетичні потреби в онтогенезі і зроблені спроби моделювання процесів їх росту (Bond T.E., Kelly C.F., 1960, Ярошевський В.А., 1968; Айзенштат Б.А., 1974; Ханін М.А., 1982 та ін.).
Спираючись на синтез основних результатів цих досліджень і досягнень сучасної агрометеорології в області моделювання продукційного процесу рослин, була створена одна з версій динаміко-статистичної моделі «погода - сільськогосподарське тварина» за активної участі проф. А.Н. Польового (Ґрінгоф І.Г., Даніель С.А., 1988; Даніель С.А., Ґрінгоф І.Г., 1990).
В основу динаміко-статистичної моделі вівці було покладено рівняння енергетичного балансу біологічної особини (М.А. Ханін, 1982), що виражає процес динаміки сумарних енергетичних потреб тварини протягом його індивідуального розвитку за рахунок споживання їжі.
У процесі росту і розвитку тварин властиві й інші види енергетичних витрат (наприклад ріст вовни, рогових утворень і т.п.), однак, порівняно з основними, перерахованими вище затратами, вони невеликі і тому в розрахунок не включені.
Витрати потужності, пов'язані з ростом особини, визначаються, згід- но даних Ханіна М.А. (1982
Приймається, що середня питома калорійність тіла особини не залежить від віку (C = const).
У роботах Айзенштат Б.А. (1974) і Ярошевського В.А. (1968) запропоновані методи оцінки впливу метеорологічних умов на тепловий обмін тварин на основі використання рівнянь радіаційного і теплового балансу.
Потік тепла в вовняного покрову є основним видом теплообміну для поверхні тіла вівці, покритою вовною. Він є інтегральною характеристикою, що враховує спільним об'єднання впливу ефективного випромінювання, турбулентного теплообміну і сонячної радіації. Розрахунок інтенсивності теплових потоків в вовняного покрову проводиться за Ярошевському В.А. (1968)
У формуванні теплового стану вівці найважливішими фактора-ми є турбулентний теплообмін і радіаційний баланс поверхні тіла, що не покритий вовною. Роль цих факторів особливо велика в нічні години доби, коли температура діяльної поверхні значно відрізняється від температури нижнього шару повітря (Ярошевський В.А., 1968).
Розрахунок температур діяльних поверхонь здійснюється на підставі загальної формули рівняння теплового балансу (Будико М.І., 1971).
Крім забезпечення основного обміну і теплової потужності, необхідної для збереження сталості температури тіла, тварина не витрачає енергію на пересування і добування їжі.
Питання режиму випасу овець, розподілу часу між відпочинком і поїданням корму при випасі, впливу метеорологічних факторів на поведінку тварин розглядаються в багатьох спеціальних дослідженнях (Минервин В.Н., 1955; Конюхов Н.А., 1965; Конюхов Н.А. і Чекерес А.І., 1967; Johnson H.D., Ragsdale A.C. еt al., 1963; Hahn G.L., 1985 та ін.). В основу розрахунку потужності W, що розвивається вівцею при пересуванні покладена модифікована формула механічної роботи тварини (Гермогенов М.Т., Польовий А.М., Ґрінгоф І.Г., 1987).
Відстань, яку проходить вівця за добу, є функцією стану та продуктивності підножного корму і погодних (зоометеорологічних) факторів (Ґрінгоф І.Г., 1967; Чекерес А.І., 1973)
У монографії Чекереса А.І. (1973) розроблена методика оцінки зоометеорологічних умов - сприятливих і несприятливих стосовно вівчарства; запропоновані критерії жарких погод для овець, що характеризують умови зовнішнього середовища, з якими пов'язане порушення пасовищного режиму і, як наслідок, зниження продуктивності (рівня нагулу) тварин.
В умовах спостерігається потепління клімату відбуваються змі ни в закономірностях формування врожайності різних типів рослинності (зрушення в термінах розвитку рослин, зростання повторюваності та інтенсивності несприятливих і небезпечних явищ для сільськогосподарських тварин тощо). Розроблене вченими в 50 ... 80-х рр. XX століття зоокліматичне районування порід худоби і зоометеорологічні методи оцінок і прогнозів стану і продуктивності сільськогосподарських тварин застарівають, потребують уточнень і прив'язки до реального функціонування тваринницької галузі. Особливо стоять проблеми розвитку селекційних робіт по виведенню нових порід тварин, більш адаптованих до постійної зміни кліматичних умов. Усі ці причини позначаються на рівні ефективності сучасного оперативного зоометеорологічного забезпечення тваринництва.
Комплекс законодавчих, соціальних, наукових і організаційних проблем, пов'язаних з відновленням пасовищної системи ведення вівчарства сформульований в роботі Байшоланова С.С., Кожахметова П.Ж. (2008) . Відзначимо основні пропозиції авторів в області удосконалення всієї системи ведення вівчарства розвитку зоометеорології:
- проведення дослідницьких робіт з виявлення більш стійких і адаптованих порід овець до стресових (несприятливих) умов погоди в усіх ґрунтово-кліматичних регіонах;
- проведення уточненого зоокліматичного районування порід овець з урахуванням зміни клімату;
- впровадження системи регульованого випасу тварин з урахуванням реальної ємності пасовищ і кліматичних умов;
- проведення масштабних фітомеліоративних робіт на пасовищах з метою докорінного підвищення їх продуктивності;
- відновлення пасовищної системи;
- удосконалення системи гідрометеорологічного забезпечення тваринництва;
- ефективна реалізація державних і громадських програм з розвитку села та тваринництва.
Розглянемо моделювання впливу погодних умов літнього періоду на продуктивність овець. В основу динамічної моделі продуктивності вівці (И.Г. Грінгоф, С.О. Данислов, 1988) покладено рівняння енергетичного балансу біологічної особи, яка виражає процес динаміки сумарних енергетичних потреб тварини протягом його індивідуального розвитку за рахунок споживаної їжі
(1.9)
де - маса споживаної їжі;
- середня питома калорійність їжі;
— коефіцієнт засвоєння їжі;
W0 - основний обмін особи;
W1 - енергетичні витрати на підтримку постійної температури тіла;
W2 - витрати потужності, яка розвивається особиною при пересуванні і
виконанні механічної роботи при добуванні їжі;
- енергетичні витрати на калорігенічний ефект;
- витрати потужності, пов'язані з процесом росту особини.
У процесі росту і розвитку тварині властиві й інші види енергетичних витрат (наприклад, ріст вовни), однак порівняно з перерахованим вище вони невеликі й у першому наближенні в розрахунок не приймаються. Витрати потужності, пов'язані з ростом особини розраховуються за формулою
(1.10)
де dP/ - зміни маси особи Р за час ;
Co - середня питома калорійність тіла особини;
- енергетичний КПД у процесі росту.
Приймається, що середня питома калорійність тіла особини не залежить від віку (Co = const). Величина виражає частку енергетичних втрат у процесі росту тканин тварини. У загальному вигляді вона є функцією швидкості росту і повинна визначатися за допомогою експериментальних даних.
Представимо рівняння (4.1) з врахуванням (4.2) у вигляді
(1.11)
Поділивши обидві частини рівняння на одержимо
(1.12)
Рівняння (4.4) дозволяє на основі розрахунку його складових (окремих енергетичних витрат) визначити динаміку зміни маси тіла тварини (вівці) в процесі її життєдіяльності.
Визначимо складові (4.4). Основний обмін W0 представляє собою витрати енергії вівці, що знаходиться в стані повного спокою за одиницю часу, віднесені до маси тіла тварини. Отже, основним обміном вівці є теплова потужність, вироблювана твариною в стані спокою в умовах, коли відсутні калорігенічний вплив їжі і зовнішні (екзогенні) перевантаження. Він описується рівнянням
(1.13)
де - константа, властива виду тварини;
Р - маса тварини.
Величина виражає кількість енергії, яку витрачає тварина на терморегуляцію. Механізми терморегуляції спрямовані на підтримку постійної температури тіла і забезпечують виділення тепла з організму шляхом випаровування через органи дихання і потовиділення з поверхні тіла, проведення тепла в вовновому покриві, ефективного випромінювання, турбулентного теплообміну між шкірою, вовновим покривом і повітрям.
У роботах В.А. Ярошевського запропоновані методи оцінки впливу метеорологічних умов на тепловий обмін тварин на основі використання рівнянь радіаційного і теплового балансу.
Крім забезпечення основного обміну і теплової потужності, необхідної для збереження сталості температури тіла, тварина витрачає енергію на пересування і добування їжі.
В основу розрахунку потужності, що розвивається вівцею при пересуванні і годівлі W2, покладена модифікована формула розрахунку механічної роботи тварини (М.Т. Гермогенов, A.M. Польовий, Й.Г. Грінгоф, 1987)
(1.14)
де - величина вертикального зсуву центра ваги тіла при одному кроці;
- параметр, який характеризує опірність середовища пересуванню;
І- відстань, яку проходить вівця за добу;
Кр - коефіцієнт, який характеризує рельєф місцевості;
- довжина кроку;
- коефіцієнт корисної дії м'язів, який враховує неминучі втрати.
Відстань, яку проходить вівця за добу, є функцією стану кормової бази і погодних факторів. Позначимо через максимальну швидкість пересування вівці за сприятливих погодних умов при середній щільності кормів. Тоді в будь-який і-й день середня швидкість пересування Vi буде визначатися як
(1.15)
де - коефіцієнт, який характеризує вплив погодних умов на швидкість пересування.
Оскільки швидкість пересування вівці щогодини при максимальній тривалості випасу буде відрізнятися від середньої швидкості в день з меншою тривалістю випасу, визначимо k як деяку функцію від tвип ,
де tвип - тривалість денного випасу.
У свою чергу tвип є деякою характеристикою погоди даного дня, оскільки під впливом жарких умов тварини вдень пасуться більш короткий період часу чи переводяться на нічний випас. Величина може бути виражена як
(1.16)
де ~ максимальна швидкість пересування вівці при сприятливих погодних умовах і достатній кількості корму;
к2 - коефіцієнт, який залежить від щільності корму.
Функції (tвип) і визначаються експериментально. Припускаючи, що* запишемо (4.7) у вигляді
(1.17)
При зроблених припущеннях кількість споживаної їжі за добу буде складати
(1.18)
де v'— коефіцієнт використання кормової бази;
у - щільність кормів .
Розглядаючи енергетичні витрати тварин на калорігенічний ефект, приймаємо
(1.19)
де Kw - параметр, який характеризує частку основного обміну, що приходиться на калорігенічну діяльність.
Прямий вплив погоди і клімату на сільськогосподарських тварин цілком закономірно вивчається з позиції двох наук - метеорології і фізіології тварин. У процесі синтезу цих наук створюється самостійна галузь сільськогосподарської метеорології - зоометеорологія. При цьому виникають нові завдання, вирішення яких багато в чому залежить від використання і правильного об'єднання теоретичних і практичних досягнень кожної з них. Тому не випадково відправним пунктом зооометеорологічних досліджень є розширене поняття про тепловий режим організму і середовища, яке дає пояснення багатьох особливостей гомеостазу в сільськогосподарських тварин і дозволяє виявити причини порушення сталості фізіологічних функцій і регуляцій.
Розширене поняття теплового режиму організму і середовища, окрім температурних показників, включає цілий комплекс біохімічних і фізико- термічних характеристик. В цей комплекс входить теплопродукція організму як результат біохімічних процесів, що відбуваються в ньому, і тепловіддача, яка складається з теплових потоків проведенням, ефективного випромінювання, турбулентного обміну, витрат тепла на випаровування і нагрівання видихуваного повітря. Експериментальний і теоретичний аналіз складових цього комплексу з широким застосуванням методів біометрії дає необхідні для практичних цілей кількісні характеристики біологічно значимих факторів середовища і дозволяє з нових позицій підійти до вирішення проблеми оцінки впливу факторів довкілля на функціонування організму сільськогосподарських тварин.
| Термины и понятия (список) | Главные мысли лекции (5-6 предложений) | Вопросы, возникшие по теме | Что непонятно? |
|
|
|
|
|