Построение климатически устойчивых птицеводческих систем с помощью генетического разнообразия и кругового сельского хозяйства
Построение климатически устойчивых птицеводческих систем с помощью генетического разнообразия и кругового сельского хозяйства
Изменение климата заставляет сельское хозяйство столкнуться с сложной задачей: производство продуктов питания должно стать более устойчивым к экологическим стрессам, продолжая обеспечивать растущее население доступной и питательной пищей. Повышение температуры, засуха, непредсказуемые осадки и изменение давления болезней уже влияют на сельскохозяйственную продуктивность, в то время как само производство скота и кормов способствуют выбросам парниковых газов и создают нагрузку на землю, воду и энергию.
Птицеводство особенно хорошо иллюстрирует эту проблему. Куры могут эффективно производить мясо и яйца, но при этом они очень чувствительны к теплу. Длительные периоды высокой температуры могут замедлить рост, ухудшить репродуктивную способность, снизить производство яиц и качество мяса, а также увеличить смертность. По мере того как климатические условия становятся менее предсказуемыми, генетическая устойчивость может стать столь же важной, как и максимальное производство.
Современное производство птицы в значительной степени отреагировало на растущий спрос через интенсификацию. Коммерческие программы разведения были сосредоточены на животных, способных производить большие объёмы мяса или яиц при максимально эффективном преобразовании корма в производство. Эта генетика обычно поддерживается тщательно сформулированными высококачественными кормами, сложными системами содержания и прецизионными технологиями животноводства, которые постоянно отслеживают производительность, здоровье, благополучие и условия окружающей среды животных.
Такой подход привёл к огромному росту производительности, но также создал уязвимость. Широкое использование относительно небольшого числа высокопродуктивных генетических линий может снизить генетическое разнообразие в мировой популяции скота. Если у этих животных схожие слабости к определённым болезням или стрессам окружающей среды, пищевая система может стать менее адаптивной при изменении условий.
Местные и традиционные породы представляют собой важный генетический ресурс в этом контексте. Животные, развивавшиеся в определённых регионах, часто на протяжении поколений подвергались воздействию местных температур, кормовых ресурсов, болезней и экологических условий. Хотя они обычно не могут соперничать с коммерческими породами по максимальной продуктивности, они могут иметь генетические характеристики, улучшающие их способность справляться с трудными условиями.
Птицеводство — особенно яркий пример. Тепловой стресс может быть разрушительным для птиц с высокой продуктивностью. Во время жары на севере Испании в 2022 году температура превысила 42°C, и, по сообщениям, производитель потерял примерно 5 000 несушек за несколько часов. Экономические потери оценивались примерно в 25 000 евро.
В то же время многие традиционные породы птицы Испании сами находятся под угрозой исчезновения. С 1975 года Национальный институт исследований и технологий сельской хозяйства и алиментарии (INIA-CSIC) поддерживает живые популяции по сохранению испанской генетики птицы.
В настоящее время программа охраны включает 10 пород или типов пород: Castellana Negra, Cara Blanca, Andaluza Azul, Andaluza Franciscana, Vasca Barrada, Andaluza Perdiz, Villafranquina Roja, Prat Leonada, Prat Blanca и Pardo de León.
Эти породы значительно различаются по внешнему виду, производству и историческому фону. Castellana Negra, порода с чёрным перьем, которая, как считается, прибыла на Пиренейский полуостров в мавританский период, известна большим количеством белых яиц. Кара Бланка имеет схожий чёрный окрас и производственные характеристики, но отличается заметными белыми мочками ушей.
Andaluza Azul — декоративная порода из южной Испании с умеренным яйцепродуктом и характерным бело-серым и чёрным оперением. Он также широко используется как пример неполной генетической доминантности. Для сравнения, Andaluza Franciscana — это порода с чёрными полосками, известная относительно высоким производством белых яиц.
Васка Баррада происходит из баскского региона Испании и является породой двойного назначения, которая даёт более мелкие коричневые яйца. Andaluza Perdiz — ещё один умеренный производитель, откладывает крупные белые яйца и демонстрирует узоры оперения, напоминающие диких джунглевых курей.
Villafranquina Roja происходила из Каталонии и имеет иной генетический фон по сравнению с несколькими андалузскими породами. Он производит относительно мало, но крупные коричневые яйца. Два сорта Prat также существенно отличаются: Prat Leonada — малопродуктивная красная каталонская порода, а Prat Blanca — более продуктивная белая порода. Оба откладывают удлинённые, кремовые яйца.
Пардо-де-Леон из региона Леон в основном содержатся в декоративных целях и даёт относительно мало маленьких бледно-кремовых яиц. Её перья традиционно ценились для изготовления рыболовных мух.
Ценность этих пород может выходить за рамки их культурного и генетического наследия. Исследования, сравнивающие их реакцию на естественный тепловой стресс, показали, что производительность и теплостойкость не всегда идут рука об руку.
Один из способов измерения физиологического стресса у кур — это соотношение гетерофилов к лимфоцитам в крови. Используя этот показатель, Andaluza Azul и Andaluza Perdiz продемонстрировали относительно высокое производство яиц, но меньшую устойчивость к тепловому стрессу. Villafranquina Roja и Prat Leonada демонстрируют противоположную картину: с меньшим яйцепродуктом, но большей устойчивостью к теплу.
Andaluza Franciscana особенно интересна тем, что сочетает в себе относительно высокое производство яиц с высокой термостойкостью. Дополнительные исследования подтвердили прочность Prat Leonada и Andaluza Franciscana, при этом выявили сравнительно низкую теплостойкость в Andaluza Azul.
Эти различия показывают, почему разведение исключительно ради максимальной продуктивности может быть недостаточным в меняющемся климате. Самая продуктивная птица в идеальных условиях окружающей среды может не быть той, которая лучше всего себя чувствует, когда температура повышается или качество кормления становится нестабильным.
Некоторые физические характеристики могут способствовать переношению жара у некоторых пород. Например, у Prat Blanca большой один гребень и заметные плетня. Эти структуры увеличивают площадь поверхности, через которую может рассеиваться тепло, и могут функционировать как естественные механизмы охлаждения в жаркие условия.
Цель не обязательно должна заключаться в выборе между продуктивностью и устойчивостью. Генетическое разнообразие можно использовать для объединения желательных черт из разных популяций.
Скрещивание коммерческих линий с локально адаптированными породами — одна из возможных стратегий. Коммерческая генетика может обеспечить высокую продуктивность, а местные породы могут вносить аллели, связанные с термостойкостью, адаптацией к окружающей среде или способностью работать в менее стабильных условиях. Такие подходы потенциально могут привести к созданию птиц, лучше подходящих для будущих производственных условий, не жертвуя при этом всех приростов продуктивности, достигнутых современным разведением.
Генетическое разнообразие — лишь одна часть уравнения устойчивого развития. То, как кормят птицу и как сельскохозяйственные ресурсы циркулируют через производственную систему, также могут влиять на её экологический след.
Круговое сельское хозяйство предлагает один из возможных подходов — снижение зависимости от импортируемых кормовых ингредиентов и более широкое использование местных культур. Источники белка, такие как полевый горох, фаба-фасоль, люпины, нут и выка, могут помочь разнообразить корм для птицы, одновременно укрепляя связи между животноводством и региональными системами выращивания.
Эти системы могут включать и другие сельскохозяйственные виды деятельности. Например, пчеловодство может предоставлять услуги по опылению кормовых культур, одновременно производя мёд и другие пчелиные материалы, которые могут быть применены в питании животных.
Пчёлы также могут служить экологическими индикаторами. Поскольку образцы мёда, пыльцы и воска активно взаимодействуют с окружающей средой, они могут предоставить информацию о загрязнителях окружающей среды и более широком состоянии экосистемы. Это делает пчеловодство потенциально полезным не только как дополнительную сельскохозяйственную деятельность, но и как средство мониторинга экологических условий.
Генетический отбор потенциально может повысить эффективность каждого компонента в такой круговой системе. Медоносных пчёл можно отбирать по таким характеристикам, как эффективность опыления, поведение при поиске пищи или способность носить биологические агенты контроля. Кормовые культуры можно выращивать для получения более высокой урожайности, большего содержания белка, улучшенной устойчивости к экологическим стрессам и лучшей привлекательности для опылителей, при этом снижая концентрацию соединений, мешающих использованию питательных веществ.
Генетика птицы могла быть отобрана по отличной комбинации характеристик, отличным от тех, что приоритетно используются в традиционной коммерческой селекции. Птиц можно оценивать не только по производству, но и по способности выдерживать жару, оставаться продуктивными при разных условиях и эффективно использовать местные кормовые ингредиенты.
Рыночные стимулы могут помочь поддержать эти изменения. Этикетка Испании «100% автохтонная порода», продвигаемая Министерством сельского хозяйства, рыболовства и продовольствия, служит примером того, как продукты местных пород можно отличить на рынке. Похожие этикетки, основанные на циркулярном земледелии, могут идентифицировать продукты, создаваемые через системы, предназначенные для переработки питательных веществ, сокращения отходов и восстановления природных ресурсов.
В конечном итоге устойчивость к изменению климата в птицеводстве вряд ли будет достигнута одним генетическим, питательным или управленческим решением. Отрасли придётся балансировать между производительностью и адаптивностью, а также учитывать ценность генетических ресурсов, которые могли получать меньше внимания в течение десятилетий отбора для достижения максимальной продукции.
Сохранение традиционных пород создаёт резервуар генетического разнообразия, который может стать всё более ценным с изменением условий окружающей среды. Объединение этих ресурсов с современной селекцией, местным кормом, технологиями точного производства и круговыми сельскохозяйственными практиками может предложить способ поддерживать продуктивные птицеводческие системы, одновременно делая их более устойчивыми к климатическим нагрузкам.
Для достижения этого перехода потребуется сотрудничество во всей сельскохозяйственной системе. Правительства, селекционеры, производители, поставщики кормов, исследователи и потребители — все они играют роль в выявлении жизнеспособных подходов и создании экономических условий, необходимых для их внедрения. Цель — не отказаться от прироста производительности современного птицеводства, а расширить понятие эффективности так, чтобы устойчивость, использование ресурсов и долгосрочная устойчивость стали частью успеха производственной системы.
Птицеводство особенно хорошо иллюстрирует эту проблему. Куры могут эффективно производить мясо и яйца, но при этом они очень чувствительны к теплу. Длительные периоды высокой температуры могут замедлить рост, ухудшить репродуктивную способность, снизить производство яиц и качество мяса, а также увеличить смертность. По мере того как климатические условия становятся менее предсказуемыми, генетическая устойчивость может стать столь же важной, как и максимальное производство.
Современное производство птицы в значительной степени отреагировало на растущий спрос через интенсификацию. Коммерческие программы разведения были сосредоточены на животных, способных производить большие объёмы мяса или яиц при максимально эффективном преобразовании корма в производство. Эта генетика обычно поддерживается тщательно сформулированными высококачественными кормами, сложными системами содержания и прецизионными технологиями животноводства, которые постоянно отслеживают производительность, здоровье, благополучие и условия окружающей среды животных.
Такой подход привёл к огромному росту производительности, но также создал уязвимость. Широкое использование относительно небольшого числа высокопродуктивных генетических линий может снизить генетическое разнообразие в мировой популяции скота. Если у этих животных схожие слабости к определённым болезням или стрессам окружающей среды, пищевая система может стать менее адаптивной при изменении условий.
Местные и традиционные породы представляют собой важный генетический ресурс в этом контексте. Животные, развивавшиеся в определённых регионах, часто на протяжении поколений подвергались воздействию местных температур, кормовых ресурсов, болезней и экологических условий. Хотя они обычно не могут соперничать с коммерческими породами по максимальной продуктивности, они могут иметь генетические характеристики, улучшающие их способность справляться с трудными условиями.
Птицеводство — особенно яркий пример. Тепловой стресс может быть разрушительным для птиц с высокой продуктивностью. Во время жары на севере Испании в 2022 году температура превысила 42°C, и, по сообщениям, производитель потерял примерно 5 000 несушек за несколько часов. Экономические потери оценивались примерно в 25 000 евро.
В то же время многие традиционные породы птицы Испании сами находятся под угрозой исчезновения. С 1975 года Национальный институт исследований и технологий сельской хозяйства и алиментарии (INIA-CSIC) поддерживает живые популяции по сохранению испанской генетики птицы.
В настоящее время программа охраны включает 10 пород или типов пород: Castellana Negra, Cara Blanca, Andaluza Azul, Andaluza Franciscana, Vasca Barrada, Andaluza Perdiz, Villafranquina Roja, Prat Leonada, Prat Blanca и Pardo de León.
Эти породы значительно различаются по внешнему виду, производству и историческому фону. Castellana Negra, порода с чёрным перьем, которая, как считается, прибыла на Пиренейский полуостров в мавританский период, известна большим количеством белых яиц. Кара Бланка имеет схожий чёрный окрас и производственные характеристики, но отличается заметными белыми мочками ушей.
Andaluza Azul — декоративная порода из южной Испании с умеренным яйцепродуктом и характерным бело-серым и чёрным оперением. Он также широко используется как пример неполной генетической доминантности. Для сравнения, Andaluza Franciscana — это порода с чёрными полосками, известная относительно высоким производством белых яиц.
Васка Баррада происходит из баскского региона Испании и является породой двойного назначения, которая даёт более мелкие коричневые яйца. Andaluza Perdiz — ещё один умеренный производитель, откладывает крупные белые яйца и демонстрирует узоры оперения, напоминающие диких джунглевых курей.
Villafranquina Roja происходила из Каталонии и имеет иной генетический фон по сравнению с несколькими андалузскими породами. Он производит относительно мало, но крупные коричневые яйца. Два сорта Prat также существенно отличаются: Prat Leonada — малопродуктивная красная каталонская порода, а Prat Blanca — более продуктивная белая порода. Оба откладывают удлинённые, кремовые яйца.
Пардо-де-Леон из региона Леон в основном содержатся в декоративных целях и даёт относительно мало маленьких бледно-кремовых яиц. Её перья традиционно ценились для изготовления рыболовных мух.
Ценность этих пород может выходить за рамки их культурного и генетического наследия. Исследования, сравнивающие их реакцию на естественный тепловой стресс, показали, что производительность и теплостойкость не всегда идут рука об руку.
Один из способов измерения физиологического стресса у кур — это соотношение гетерофилов к лимфоцитам в крови. Используя этот показатель, Andaluza Azul и Andaluza Perdiz продемонстрировали относительно высокое производство яиц, но меньшую устойчивость к тепловому стрессу. Villafranquina Roja и Prat Leonada демонстрируют противоположную картину: с меньшим яйцепродуктом, но большей устойчивостью к теплу.
Andaluza Franciscana особенно интересна тем, что сочетает в себе относительно высокое производство яиц с высокой термостойкостью. Дополнительные исследования подтвердили прочность Prat Leonada и Andaluza Franciscana, при этом выявили сравнительно низкую теплостойкость в Andaluza Azul.
Эти различия показывают, почему разведение исключительно ради максимальной продуктивности может быть недостаточным в меняющемся климате. Самая продуктивная птица в идеальных условиях окружающей среды может не быть той, которая лучше всего себя чувствует, когда температура повышается или качество кормления становится нестабильным.
Некоторые физические характеристики могут способствовать переношению жара у некоторых пород. Например, у Prat Blanca большой один гребень и заметные плетня. Эти структуры увеличивают площадь поверхности, через которую может рассеиваться тепло, и могут функционировать как естественные механизмы охлаждения в жаркие условия.
Цель не обязательно должна заключаться в выборе между продуктивностью и устойчивостью. Генетическое разнообразие можно использовать для объединения желательных черт из разных популяций.
Скрещивание коммерческих линий с локально адаптированными породами — одна из возможных стратегий. Коммерческая генетика может обеспечить высокую продуктивность, а местные породы могут вносить аллели, связанные с термостойкостью, адаптацией к окружающей среде или способностью работать в менее стабильных условиях. Такие подходы потенциально могут привести к созданию птиц, лучше подходящих для будущих производственных условий, не жертвуя при этом всех приростов продуктивности, достигнутых современным разведением.
Генетическое разнообразие — лишь одна часть уравнения устойчивого развития. То, как кормят птицу и как сельскохозяйственные ресурсы циркулируют через производственную систему, также могут влиять на её экологический след.
Круговое сельское хозяйство предлагает один из возможных подходов — снижение зависимости от импортируемых кормовых ингредиентов и более широкое использование местных культур. Источники белка, такие как полевый горох, фаба-фасоль, люпины, нут и выка, могут помочь разнообразить корм для птицы, одновременно укрепляя связи между животноводством и региональными системами выращивания.
Эти системы могут включать и другие сельскохозяйственные виды деятельности. Например, пчеловодство может предоставлять услуги по опылению кормовых культур, одновременно производя мёд и другие пчелиные материалы, которые могут быть применены в питании животных.
Пчёлы также могут служить экологическими индикаторами. Поскольку образцы мёда, пыльцы и воска активно взаимодействуют с окружающей средой, они могут предоставить информацию о загрязнителях окружающей среды и более широком состоянии экосистемы. Это делает пчеловодство потенциально полезным не только как дополнительную сельскохозяйственную деятельность, но и как средство мониторинга экологических условий.
Генетический отбор потенциально может повысить эффективность каждого компонента в такой круговой системе. Медоносных пчёл можно отбирать по таким характеристикам, как эффективность опыления, поведение при поиске пищи или способность носить биологические агенты контроля. Кормовые культуры можно выращивать для получения более высокой урожайности, большего содержания белка, улучшенной устойчивости к экологическим стрессам и лучшей привлекательности для опылителей, при этом снижая концентрацию соединений, мешающих использованию питательных веществ.
Генетика птицы могла быть отобрана по отличной комбинации характеристик, отличным от тех, что приоритетно используются в традиционной коммерческой селекции. Птиц можно оценивать не только по производству, но и по способности выдерживать жару, оставаться продуктивными при разных условиях и эффективно использовать местные кормовые ингредиенты.
Рыночные стимулы могут помочь поддержать эти изменения. Этикетка Испании «100% автохтонная порода», продвигаемая Министерством сельского хозяйства, рыболовства и продовольствия, служит примером того, как продукты местных пород можно отличить на рынке. Похожие этикетки, основанные на циркулярном земледелии, могут идентифицировать продукты, создаваемые через системы, предназначенные для переработки питательных веществ, сокращения отходов и восстановления природных ресурсов.
В конечном итоге устойчивость к изменению климата в птицеводстве вряд ли будет достигнута одним генетическим, питательным или управленческим решением. Отрасли придётся балансировать между производительностью и адаптивностью, а также учитывать ценность генетических ресурсов, которые могли получать меньше внимания в течение десятилетий отбора для достижения максимальной продукции.
Сохранение традиционных пород создаёт резервуар генетического разнообразия, который может стать всё более ценным с изменением условий окружающей среды. Объединение этих ресурсов с современной селекцией, местным кормом, технологиями точного производства и круговыми сельскохозяйственными практиками может предложить способ поддерживать продуктивные птицеводческие системы, одновременно делая их более устойчивыми к климатическим нагрузкам.
Для достижения этого перехода потребуется сотрудничество во всей сельскохозяйственной системе. Правительства, селекционеры, производители, поставщики кормов, исследователи и потребители — все они играют роль в выявлении жизнеспособных подходов и создании экономических условий, необходимых для их внедрения. Цель — не отказаться от прироста производительности современного птицеводства, а расширить понятие эффективности так, чтобы устойчивость, использование ресурсов и долгосрочная устойчивость стали частью успеха производственной системы.
Источник: https://poultryproducer.com/
