Опубликовано час назад

Больше молока — больше проблем? Здоровье коров в европейских хозяйствах разной интенсивности

Системы молочного животноводства в Европе варьируются от низкозатратных пастбищных систем до высокоспециализированных систем содержания в помещениях, что поднимает важные вопросы о взаимосвязи между стратегиями производства, здоровьем животных и устойчивостью молочного производства. В то время как предыдущие исследования, как правило, были сосредоточены на изолированных признаках здоровья или продуктивности, данное исследование представляет собой комплексную оценку здоровья молочных коров по множеству показателей в рамках трёх систем ведения хозяйства, отражающих градиент интенсификации производства: низкозатратные пастбищные системы, пастбищные системы с умеренным уровнем затрат (GraCow) и полностью закрытые системы содержания.

Данные были собраны на молочных фермах во Франции и Германии в период с 2018 по 2022 год с использованием показателей продуктивности на уровне стада, клинических наблюдений за животными, показателей качества молока и биомаркеров метаболитов крови. Низкозатратные фермы характеризовались меньшим размером стада (40,7 условных голов скота против 197,4 и 608,8 УГС; p < 0,001), более низким удоем на корову (4 573 против 9 531 и 9 965 кг/корову/год; p < 0,001) и большим породным разнообразием по сравнению с системами GraCow и закрытого содержания, которые состояли почти исключительно из коров голштинской породы. По сравнению с двумя другими системами коровы с низкозатратных ферм демонстрировали более короткие межотельные интервалы (391 против 416 и 413 дней), более низкие баллы хромоты (1,04 против 1,48 и 1,86; p < 0,01), более высокие баллы упитанности в период лактации (3,22 против 2,37 и 2,58; p < 0,01) и более низкие показатели выбраковки. Также были отмечены метаболические различия, включая более низкие концентрации β-гидроксибутирата в низкозатратных системах (p = 0,02), хотя большинство биомаркеров оставались в пределах физиологических референсных диапазонов. Поскольку породный состав различался между системами, при интерпретации результатов учитывался потенциальный вклад генетического фона в устойчивость к заболеваниям. В целом данное исследование подчёркивает ценность интеграции взаимодополняющих показателей для более точной характеристики здоровья молочных коров и подтверждает потенциальную роль низкозатратных пастбищных систем в устойчивом молочном производстве.

Сегодня молочное животноводство сталкивается с рядом взаимосвязанных проблем, включая необходимость обеспечения экономической жизнеспособности, благополучия животных, экологической устойчивости и общественного здоровья (1–3). Эти проблемы тесно связаны с важнейшими экологическими вопросами, такими как выбросы парниковых газов, потеря биоразнообразия и истощение природных ресурсов (4–6). В то же время глобальное возникновение и распространение инфекционных заболеваний, особенно в регионах, ранее не затронутых (например, распространение вирусной диареи крупного рогатого скота в Европе), дополнительно подчеркнуло ключевую важность здоровья животных в системах животноводства.

В Европе системы молочного производства весьма разнообразны. Низкозатратные системы, основанные преимущественно на выпасе, сосуществуют со смешанными системами, сочетающими кормление травой и выпас, а также с высокоспециализированными системами содержания в помещениях, в значительной степени опирающимися на кукурузный силос. Это разнообразие отражает различные подходы к производству продовольствия и территориальным задачам, включая продовольственную самообеспеченность, экспортно-ориентированное производство и поддержание сельскохозяйственной деятельности в сельских районах. Эти системы встроены в широкий спектр сельскохозяйственных моделей — от агроэкологических и органических систем до более интенсивных производственных систем (7). Системы молочного животноводства также существенно различаются по практике управления стадом. Различия включают используемые породы — от высокопродуктивных пород, таких как голштинская, до местных пород с более низким продуктивным потенциалом, а также размер стада. Размер стада широко варьируется по Европе: от средних стад около 60–80 коров в таких странах, как Франция и Ирландия, до нескольких сотен животных в таких странах, как Дания, а в некоторых случаях более тысячи коров на крупных немецких фермах. Удои также существенно различаются: от примерно 3 200 литров на корову в Румынии до около 9 500 литров на корову в Дании, при этом дополнительная изменчивость наблюдается внутри стран (8). Франция и Германия иллюстрируют часть этого европейского разнообразия, поскольку охватывают контрастные системы молочного производства — от травяных агроэкологических систем до более интенсивных систем содержания в помещениях. Более того, Германия и Франция являются двумя ведущими странами-производителями молока в Европе и вместе с Польшей, Нидерландами, Италией и Ирландией обеспечивают более 70% общего производства молока в Европейском союзе (9).

Эти структурные и управленческие различия приводят к широкому диапазону интенсификации производства. Интенсификация сельского хозяйства обычно определяется как увеличение сельскохозяйственного производства на единицу затрат, таких как труд, земля, время, удобрения, корм или капитал (10, 11). Влияние интенсификации молочного животноводства и повышения удоя на здоровье крупного рогатого скота широко изучено. Высокопродуктивные коровы часто ассоциируются с нарушением иммунной функции, что может повышать риск производственно-обусловленных заболеваний, таких как мастит или кетоз, и может сопровождаться снижением воспроизводительной функции (12–15). Ряд исследований также сообщал о более высокой распространённости хромоты среди коров с более высокими удоями по сравнению с менее продуктивными животными (16, 17). Однако эти связи, вероятно, отражают сочетание физиологических и управленческих факторов, а не прямое причинное влияние самого производства молока. Fleischer et al. (18) выявили связи между удоем в предыдущей лактации и заболеваемостью задержанием последа, маститом и родильным парезом, а также сообщалось о связях между удоем в текущей лактации и такими состояниями, как кисты яичников, заболевания копыт и родильный парез. Сравнительные исследования, изучающие традиционные и органические системы молочного животноводства, предоставили дополнительные сведения о взаимосвязи между интенсивностью производства и здоровьем стада. Недавний обзор Bareille et al. (19) сообщил, что общая частота нарушений здоровья имеет тенденцию быть несколько ниже в органических системах по сравнению с традиционными. Различия в распространённости мастита были в целом небольшими, тогда как метаболические нарушения, такие как кетоз, часто были существенно снижены, с уменьшением на 50–75%, о котором сообщалось в некоторых анализах. Более того, увеличение доли пастбищной травы в рационах молочных коров, что обычно отражает более низкую интенсивность производства, ассоциировалось со снижением ветеринарных вмешательств, меньшим использованием лечебных препаратов, снижением частоты тяжёлых поражений копыт, улучшением долголетия и снижением перинатальной смертности (20). Аналогично, Rittweg et al. (21) сообщили, что системы органического земледелия, особенно те, которые обеспечивают доступ к пастбищу, ассоциируются с более низкой распространённостью хромоты. Хотя среди органических стад по всей Европе существует значительная изменчивость (22), имеющиеся данные свидетельствуют о том, что состояние здоровья стада зависит от уровня интенсификации производства. Травяные и агроэкологические системы часто демонстрируют более благоприятные результаты для здоровья, чем высокоинтенсивные системы, что подчёркивает потенциал низкозатратных стратегий для поддержки улучшения здоровья молочных коров.

Оценка здоровья животных требует многомерного подхода. Здоровье животных традиционно определялось как отсутствие болезней и нормальное функционирование организма, включая способность поддерживать нормальное поведение и справляться с нарушениями окружающей среды (23, 24). Однако со временем эта концепция эволюционировала в сторону более целостной перспективы, которая всё больше интегрирует благополучие животных. Благополучие животных обычно формулируется через пять свобод: свобода от голода, жажды и недоедания; свобода от физического дискомфорта; свобода от боли, травм и болезней; возможность выражать нормальное видоспецифичное поведение; и свобода от страха и стресса (25).Совсем недавно концепция пяти доменов дополнительно расширила этот подход, включив питание, окружающую среду, здоровье, поведение и психическое состояние в качестве ключевых измерений благополучия животных (26). В этом контексте здоровье крупного рогатого скота может служить важным индикатором не только благополучия животных, но также экологической устойчивости и технико-экономической эффективности систем ведения хозяйства. Кроме того, здоровье животных напрямую влияет на продуктивность животных и эффективность воспроизводства (27–29). В исследованиях животноводства эти домены всё чаще операционализируются через многомерные индикаторы, включая экологические условия (например, условия содержания и свобода передвижения), клинические индикаторы (например, хромота, поражения и упитанность), биологические индикаторы (например, маркеры крови воспаления или отрицательного энергетического баланса), зоотехнические индикаторы (например, продуктивность, воспроизводство и долголетие) и поведенческие индикаторы (например, уровни активности, взаимодействие человек–животное и социальное поведение в стаде) (30–32). Оценки здоровья могут проводиться как на уровне стада, так и на уровне отдельного животного. На уровне стада обычно используемые индикаторы включают показатели смертности, выбраковки и заболеваемости такими болезнями, как мастит или хромота. На уровне отдельного животного индикаторы обычно основаны на клинических наблюдениях и/или биологических измерениях, таких как анализ крови. Недавние достижения в области точного животноводства (PLF) облегчили интеграцию поведенческой, продуктивной, физиологической и экологической информации для оценки здоровья животных (33–35). Однако многие исследования по-прежнему сосредоточены на ограниченном наборе индикаторов или одном уровне наблюдения (36), а комплексные подходы, интегрирующие экологические, зоотехнические, клинические, поведенческие и биологические измерения, остаются относительно редкими, особенно в контрастных системах молочного производства и географических контекстах (37).

Несмотря на растущий интерес к многомерным подходам к оценке здоровья животных, комплексные сравнения здоровья крупного рогатого скота в контрастных системах молочного производства остаются ограниченными, особенно в различных европейских контекстах. Хотя исследования PLF значительно продвинули интеграцию поведенческого и физиологического мониторинга у молочного скота (38, 39), большинство из них сосредоточены на интенсивных производственных системах или отдельных измерениях здоровья, а не на предоставлении интегрированных сравнений между моделями молочного производства. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для лучшего понимания сложных взаимодействий между здоровьем молочных коров и дизайном системы ведения хозяйства. Настоящее исследование вносит вклад в эту область посредством оценки, проведённой в период с 2018 по 2022 год в различных условиях европейского молочного животноводства. Целью данного исследования была оценка состояния здоровья молочного крупного рогатого скота в градиенте систем молочного животноводства по интенсификации производства. В частности, мы сравнили три системы, сосуществующие в Европе: низкозатратные пастбищные системы, рассматриваемые как агроэкологическая система, пастбищные системы с более высоким уровнем затрат и производства, и интенсивные системы содержания в помещениях. Для достижения этой цели мы проанализировали различные компоненты здоровья животных (экологические, зоотехнические, биологические и клинические) на трёх взаимодополняющих уровнях: индикаторы на уровне стада, индивидуальные клинические наблюдения и индивидуальные биологические измерения. Особое внимание уделялось интеграции индикаторов, собранных на разных организационных уровнях, чтобы обеспечить комплексную характеристику здоровья крупного рогатого скота в контрастных системах молочного производства.

2.1 Отбор ферм

Эксперимент проводился во Франции и Германии с целью охвата широкого и биологически значимого градиента интенсификации молочного производства в условиях коммерческого ведения хозяйства. Вместо реализации полностью стандартизированного экспериментального дизайна целью было охарактеризовать индикаторы здоровья в существующих производственных системах, репрезентативных для контрастных европейских моделей молочного производства. Таким образом, исследование следовало наблюдательному и сравнительному подходу, основанному на реальных условиях ведения хозяйства. В Германии 30 ферм, расположенных главным образом в трёх федеральных землях: Саксония-Анхальт, Саксония и Нижняя Саксония, наблюдались с 20 ноября 2018 года по 24 сентября 2020 года. Во Франции 11 ферм, расположенных в регионе Центральный массив (Овернь-Рона-Альпы), наблюдались с января 2021 года по июль 2022 года (Рисунок 1).

Рисунок 1 Локализация ферм. Низкозатратные фермы синим. Фермы GraCow и Indoor оранжевым.

Критерии включения ферм были определены следующим образом: (i) коммерческие молочные фермы со стабильной структурой стада в течение периода наблюдения; (ii) наличие полных записей о кормлении и управлении и (iii) готовность участвовать в течение как минимум одного производственного года. Стратегия выборки была специально разработана для использования естественного разнообразия систем молочного животноводства, встречающихся в двух странах. Вместе эти регионы охватывают широкий спектр стратегий управления — от мелкомасштабных агроэкологических травяных систем до высокоспециализированных интенсивных молочных ферм. В Центральном массиве молочные фермы обычно характеризуются сильной зависимостью от постоянных пастбищ, низкими внешними затратами и умеренным производством молока. Напротив, в северной и восточной Германии преобладают более крупные и специализированные фермы, включая как интенсивные пастбищные системы, так и полностью закрытые системы, в большей степени опирающиеся на кукурузный силос и покупные концентраты. Объединение этих контрастных контекстов позволило построить релевантный градиент интенсификации, который было бы трудно воспроизвести в пределах одной страны. Цель этого градиента состояла не в сравнении Франции и Германии как таковых, а в оценке систем молочного производства, различающихся по зависимости от пастбищных ресурсов, использованию внешних затрат, размеру стада и интенсивности производства. Поэтому страна рассматривалась как источник структурного разнообразия, способствовавший идентификации контрастных производственных моделей. Неравное число ферм между странами отражает структурные различия в системах молочного производства. Французские низкозатратные агроэкологические фермы обычно меньше и более разнородны, тогда как немецкие молочные фермы, как правило, крупнее и более специализированы. Поэтому стратегия выборки была разработана для максимизации представленности контрастных производственных систем, а не для достижения сбалансированных размеров выборки между странами.

На основе критериев, связанных с долей пастбищ в кормлении тёлок или коров и уровнем производства молока, в выборке был определён градиент интенсификации систем молочного животноводства, включающий три категории.

• (i) Низкозатратные пастбищные системы без кукурузного силоса и с ограниченными внешними затратами (Low-input). Эти фермы были преимущественно основаны на пастбищах [площадь пастбищ >70% от используемой сельскохозяйственной площади (UAA)], при этом молочные коровы паслись более 180 дней в году, а уровни производства молока были относительно низкими (<7 000 кг на 305-дневную лактацию; медиана 4 500 кг). Коровы содержались в помещениях зимой (примерно 5–6 месяцев, в зависимости от погодных условий и высоты над уровнем моря) и паслись в остальное время года. Зимнее содержание в основном состояло либо из систем содержания в боксах, либо из систем свободного содержания на соломенной подстилке, в зависимости от фермы. Эти фермы расположены в регионе Центральный массив Франции;

• (ii) Традиционные пастбищные системы с использованием кукурузного силоса, где тёлки и коровы имеют доступ к пастбищу (GraCow). Эти фермы расположены в Германии и ориентированы на производство молока примерно 10 000 кг на 305-дневную лактацию. Фермы GraCow сочетали зимний период содержания в помещениях с пастбищным сезоном весной и летом. В течение пастбищного сезона лактирующие коровы имели регулярный доступ к пастбищу, тогда как зимой они содержались в помещениях;

• (iii) Системы содержания в помещениях, характеризующиеся более высокими уровнями производства и использованием кукурузного силоса (Indoor). Фермы этой системы содержали коров в помещениях круглый год и не обеспечивали регулярного доступа к пастбищу. Эти фермы расположены в Германии и ориентированы на производство молока примерно 10 000 кг на 305-дневную лактацию.

Среди 41 обследованной молочной фермы 11 относились к низкозатратным пастбищным системам, 10 — к традиционным пастбищным молочным системам и 20 — к системам содержания в помещениях.

На каждой ферме здоровье оценивалось на трёх уровнях: ферма/стадо, отдельное животное и анализ метаболитов крови, чтобы охватить различные домены благополучия животных, с особым акцентом на измерение здоровья (отсутствие травм и болезней). Этот многоуровневый подход был выбран потому, что здоровье и благополучие являются многофакторными и не могут быть адекватно охарактеризованы одним индикатором. Описатели уровня фермы предоставляют информацию об управлении и условиях содержания, наблюдения за животными фиксируют клинически видимые результаты, а метаболиты крови отражают лежащие в основе физиологические и метаболические процессы, связанные с питанием, воспалением и минеральным балансом.

Общие характеристики производственных систем собирались в начале исследования. Время и частота последующих измерений различались между производственными системами в соответствии с целями и логистическими ограничениями каждого компонента исследования (Таблица 1). Для двух пастбищных систем (Low-input и GraCow) измерения проводились как зимой (период содержания и кормления в помещениях), так и летом (пастбищный период), чтобы охватить сезонную изменчивость в управлении и составе рациона. На низкозатратных фермах визиты проводились в период с февраля 2021 года по июль 2022 года, что дало повторные наблюдения, охватывающие два производственных года для большинства ферм. На фермах GraCow измерения проводились дважды в течение 2020 года: один раз в течение зимнего периода содержания в помещениях (начало 2020 года) и один раз в течение пастбищного сезона (лето). Для систем Indoor одно измерение на ферму проводилось (зима 2018–2019 или зима 2019–2020), поскольку эти фермы управлялись в относительно постоянных условиях кормления и содержания в течение года. Поскольку коровы оставались в помещениях круглый год, а практики управления мало менялись сезонно, повторные измерения не считались необходимыми. Когда для фермы было доступно несколько наблюдений (низкозатратные системы), все измерения сохранялись и впоследствии усреднялись на уровне фермы перед статистическим анализом, чтобы обеспечить сопоставимость между производственными системами.

Таблица 1 Обзор дизайна исследования и стратегии выборки по производственным системам.

Сводка времени и частоты измерений, выполненных в каждой производственной системе, представлена в Таблице 1.

2.2 Сбор данных на уровне фермы

2.2.1 Общие характеристики систем ведения хозяйства

Данные уровня фермы собирались на всех участвующих фермах. Эти данные включали информацию о структуре фермы, производстве, управлении стадом, воспроизводстве, здоровье и условиях содержания (Таблица 2). Также регистрировались тип содержания и уровень свободы передвижения коров (беспривязное содержание или постоянная привязь, доступ к выгулу или пастбищу). «Доступ к выгулу» относится к доступу к открытой площадке для выгула (например, выгульный двор или загон), обеспечивающей открытое пространство для передвижения, но без намерения потребления корма, в отличие от доступа к пастбищу, где коровы активно пасутся и потребляют значительную долю своего рациона из травы.

Таблица 2 Индикаторы, используемые для описания фермы.

На низкозатратных фермах данные в основном извлекались из записей программного обеспечения для управления стадом, ведущихся на ферме. В системах GraCow и Indoor данные получали из официальных записей молочной продуктивности и связанных с ними баз данных продуктивности стада.

Индикаторы уровня фермы были получены из годовых записей, регулярно собираемых в рамках каждой системы мониторинга. Для ферм GraCow и Indoor значения соответствовали среднегодовым значениям, рассчитанным за контролируемый производственный год. Для низкозатратных ферм, которые наблюдались в течение двух производственных лет, значения усреднялись за весь период мониторинга для получения одного репрезентативного значения на ферму. Поскольку исследование объединяло наборы данных, собранные в двух странах в рамках действующих исследовательских программ, некоторые различия в процедурах отбора проб и лабораторных процедурах были неизбежны. Однако все протоколы были основаны на сопоставимых физиологических принципах и стандартизированных ветеринарных методах оценки.

Для обеспечения сопоставимости между системами все индикаторы уровня фермы (например, удой, показатели смертности, показатели выбраковки/замены) выражались на уровне фермы с использованием единого значения уровня фермы, соответствующего среднему за доступный период мониторинга (1 год для ферм GraCow и Indoor и 2 года, когда это было доступно, для низкозатратных ферм), независимо от источника данных (записи программного обеспечения, официальные системы учёта).

2.2.2 Отбор проб молока и анализ качества молока

В низкозатратных производственных системах данные о производстве молока собирались на уровне стада. Собирались два объединённых образца из сборного резервуара в год (один в течение пастбищного периода и один зимой, всего 4 образца молока). Образцы консервировались 2-бром-2-нитропропан-1,3-диолом (бронопол; D&F Inc., Дублин, Калифорния, США) и хранились при 4 °C до анализа. Содержание жира и белка определяли методом среднего инфракрасного спектра (Agrolab’s, Орийак, Франция) в соответствии с ISO 9622:2013, а количество соматических клеток (SCC) определяли методом эпифлуоресценции в соответствии с ISO 13366-2:2006. Бронопол использовался в качестве консерванта в трёх производственных системах; в системах GraCow и Indoor консервант дополнительно содержал Kathon в качестве антимикробного стабилизатора. Обе консервирующие системы routinely используются в официальных схемах учёта молочной продуктивности и считаются совместимыми с анализом методом среднего инфракрасного спектра, без ожидаемого влияния на признаки состава молока, измеряемые в этом исследовании.

В системах GraCow и Indoor производство молока регистрировалось электронно после доения. Составные образцы молока собирались один раз в год в системах Indoor и дважды в год в системе GraCow (лето и зима). Образцы получали из одной доильной сессии с использованием стандартных счётчиков молока, применяемых для официального учёта молочной продуктивности региональными ассоциациями племенных книг (Landeskontrollverbände, LKV). Из десяти индивидуальных образцов коров создавался объединённый образец уровня фермы. Объединённый образец впоследствии разделялся для лабораторного анализа. В частности, 40 мл молока переносились в штрих-кодовые пробирки LKV и отправлялись в LKV Mecklenburg-Vorpommern, где образцы охлаждались и консервировались раствором консерванта на основе бронопола с добавлением антимикробного стабилизатора Kathon. В дополнение к объединённым образцам в лабораторию также предоставлялись индивидуальные образцы молока (40 мл на животное). Образцы молока анализировались лабораторией Milchkontroll- und Rinderzuchtverband eG (Гюстров, Германия), аккредитованной испытательной лабораторией (D-PL-19638-01-00) в соответствии с DIN EN ISO/IEC 17025:2018. Содержание молочного белка, жира и лактозы определяли с использованием инфракрасной спектрофотометрии (MilkoScan FT6000, Foss GmbH, Гамбург, Германия), тогда как SCC измеряли с использованием флуоресцентно-оптической системы подсчёта (Fossomatic FC, Foss GmbH). Дополнительно использовалась средняя инфракрасная спектроскопия (MIRS) для определения состава жирных кислот молока.

2.3 Сбор данных на уровне животного

На низкозатратных фермах размер стада был достаточно мал, чтобы позволить оценку всех лактирующих коров. Напротив, фермы GraCow и Indoor были существенно крупнее со средним (± SD) размером стада 158 ± 124 и 444 ± 272 условных голов скота соответственно, что делало исчерпывающую индивидуальную оценку непрактичной. Поэтому была применена целевая стратегия подвыборки. В системах GraCow и Indoor отбирались десять коров на ферму согласно предопределённым критериям: коровы должны были находиться во второй или более старшей лактации и иметь более 100 дней лактации (DIM). Эта стратегия была направлена на снижение изменчивости, связанной с ранней лактацией и первотёлками. Этот подход позволил собрать стандартизированную физиологическую и клиническую информацию, сохраняя осуществимость в условиях коммерческой фермы.

2.3.1 Наблюдение за животными

Коров наблюдали для оценки упитанности (BCS), хромоты и чистоты. В низкозатратных системах и системах GraCow коров наблюдали дважды в год (зима и лето), тогда как коров Indoor наблюдали один раз в год. Одних и тех же коров отслеживали и использовали для всех измерений в течение данного периода наблюдения. Однако повторные наблюдения не обязательно включали одних и тех же особей во все сезоны на всех фермах. Средние значения уровня стада рассчитывались для каждого визита перед агрегацией по сезонам и годам. Кроме того, между производственными системами существовали некоторые методологические различия, поскольку сбор данных происходил из двух независимых, но взаимодополняющих исследовательских программ. Однако все протоколы опирались на сопоставимые физиологические принципы и международно признанные ветеринарные подходы к оценке. Оценки упитанности, хромоты и чистоты проводились с использованием валидированных систем оценки на основе порядковых пятибалльных шкал.

2.3.1.1 Упитанность

В низкозатратных производственных системах все коровы оценивались на упитанность обученными оценщиками с использованием шкалы, разработанной Bazin (40). В системах GraCow и Indoor оценка следовала протоколу, описанному Edmonson et al. (41). Хотя в трёх производственных системах использовались разные протоколы оценки, оба протокола используют пятибалльную шкалу с шагом 0,25, от 1 (или 0) = истощённая до 5 = ожиревшая. Оптимальные значения упитанности (BCS) для молочных коров обычно находятся в диапазоне от 2,5 до 3,5 в зависимости от стадии лактации. Обе оценки были основаны на визуальной и тактильной оценке жировых отложений в области поясницы, рёбер и основания хвоста и проводились обученными наблюдателями для обеспечения согласованности оценок. Каждая корова оценивалась индивидуально при аналогичном освещении и условиях стояния.

2.3.1.2 Хромота

Хромота оценивалась с использованием протокола «Médecine de troupeau en élevage laitier» (здоровье стада в молочном животноводстве) в низкозатратных производственных системах (42) и метода Sprecher et al. (43), адаптированного Starke et al. (44) и Ebert et al. (45), в системах GraCow и Indoor. Оба метода используют пятибалльную систему оценки, которая сопоставима между двумя подходами. Коров наблюдали при ходьбе по прямой линии на нескользящих проходах, регулярно используемых для обращения с животными на каждой ферме. Хотя материал пола не был полностью стандартизирован по всем фермам, наблюдения проводились в сопоставимых условиях ходьбы, чтобы минимизировать влияние окружающей среды на оценку походки. Коровы оценивались следующим образом:

1 = нормальная локомоция;

2 = лёгкая неравномерность походки (слегка сгорбленная спина при ходьбе, но ровная в покое/стоя).

3 = умеренная хромота, включая укороченные шаги или выгнутую спину (при ходьбе и в покое/стоя).

4 = тяжёлая хромота с выраженной асимметрией и нежеланием опираться на конечность.

5 = крайняя хромота с очень ограниченной опорой и очевидным болевым поведением.

2.3.1.3 Чистота

Чистота оценивалась с использованием протокола «Médecine de troupeau en élevage laitier» (здоровье стада в молочном животноводстве) (42) в низкозатратных производственных системах и протокола, описанного Reneau et al. (46), в системах GraCow и Indoor. Два сопоставимых метода используют пятибалльную шкалу оценки, где 1 указывает на чистое животное (без видимой грязи), а 5 — на очень грязное животное (пятно грязи >50% площади). В обоих протоколах чистота оценивается визуально на трёх областях тела: вымя, нижние задние конечности и области боков. Оба протокола оценивают аналогичные области тела и используют эквивалентные порядковые шкалы, что позволяет сравнивать на уровне стада, несмотря на незначительные методологические различия.

2.3.2 Отбор проб крови

Образцы крови собирались из хвостовой вены во всех производственных системах с использованием вакуумных систем для сбора крови, содержащих антикоагулянт или пробирки для сбора сыворотки. В низкозатратных производственных системах использовались вакуумные пробирки с EDTA (Terumo France, Гиянкур, Франция), тогда как в системах GraCow и Indoor использовались 10-мл пробирки Kabevette® (Kabe Labortechnik GmbH, Германия) в соответствии с местными лабораторными процедурами. Образцы центрифугировались сразу после сбора с использованием стандартизированных лабораторных процедур, специфичных для каждой лаборатории (Франция: 1200 × g в течение 20 мин при 4 °C; Германия: 1100 × g в течение 10 мин при 20–22 °C). Аликвоты плазмы или сыворотки хранились при −20 °C до анализа.

Хотя между лабораториями существовали незначительные методологические различия, все процедуры следовали валидированным ветеринарным диагностическим протоколам, routinely используемым для анализа метаболитов у молочного крупного рогатого скота. Метаболиты, исследованные в этом исследовании, считаются стабильными в условиях центрифугирования и хранения, применявшихся. Поэтому не ожидалось значительного аналитического смещения, связанного с обработкой образцов. Анализы крови проводились для количественного определения метаболитов, отражающих nutritional статус, воспалительный статус и нервно-мышечную функцию животных (Таблица 3).

Таблица 3 Описание измеряемых параметров, их референсных значений и их значения для здоровья.

В низкозатратных производственных системах образцы крови собирались примерно у 20% животных на ферму, с минимумом пять коров на ферму. Биохимические анализы проводились с использованием системы Arena 20 XT Chemistry System (Thermo Scientific, Уолтем, Массачусетс, США). Концентрации неэстерифицированных жирных кислот (NEFA), β-гидроксибутирата (BHB), мочевины, общего белка и альбумина определяли согласно инструкциям производителей. Концентрации натрия (Na+), калия (K+) и хлорида (Cl−) в плазме измеряли с использованием ион-селективных электродов (ISE).

Образцы сыворотки систем GraCow и Indoor анализировались с использованием системы Cobas c311 (Roche Diagnostics, Мангейм, Германия) для панели клинической химии, включающей кальций, магний, натрий, калий, общий белок, мочевину, альбумин и β-гидроксибутират. Концентрации неэстерифицированных жирных кислот (NEFA) определяли с использованием колориметрического анализа (Randox Laboratories Ltd.).

Анализы проводились в аккредитованных ветеринарных диагностических лабораториях с использованием валидированных и автоматизированных систем, регулярно применяемых для метаболического профилирования крупного рогатого скота. Хотя формальное межлабораторное калибровочное исследование не проводилось, применялись сопоставимые аналитические принципы (ферментативные колориметрические анализы и ион-селективные электроды), сертифицированные процедуры контроля качества. Ветеринарная лаборатория следует программе управления качеством лаборатории, включающей ежедневный контроль качества и ежеквартальную оценку внешней программы качества в соответствии с руководством ASVCP (внешняя оценка качества и сравнительное тестирование для референса в клинических лабораториях) (47, 48). Эти программы проверки квалификации обеспечивают непрерывное внешнее бенчмаркинг и гарантируют надёжность и сопоставимость аналитических результатов между лабораториями. Хотя прямая межлабораторная калибровка не проводилась, эти установившиеся процедуры обеспечения качества широко признаны как эффективные для минимизации систематического аналитического смещения в многоцентровых исследованиях.

2.4 Одобрение этики

Все процедуры соответствовали национальным нормативным актам и институциональным руководствам, регулирующим использование животных в научных целях и благополучие животных. Во Франции исследование получило одобрение Этического комитета VetAgro Sup под номером разрешения 2086. В Германии образцы крови собирались исключительно в рамках рутинного метаболического мониторинга и регулярных практик управления здоровьем стада, выполняемых ветеринарными клиницистами в участвующих молочных стадах.

2.5 Анализ данных

Индивидуальные данные животных (оценочные баллы и параметры крови) усреднялись на уровне стада перед статистическим анализом. Когда было доступно несколько измерений по сезонам и/или годам, они сначала агрегировались внутри фермы для получения единого среднего значения на переменную за весь период мониторинга. Таким образом, каждая ферма вносила одно итоговое значение на переменную в набор данных, используемый для статистических анализов. Соответственно, ферма рассматривалась как экспериментальная единица, и все фермы вносили равный вклад в анализ независимо от размера стада или числа повторных измерений. Весовой коэффициент не применялся, поскольку экспериментальной единицей, рассматриваемой в анализах, была ферма, а не отдельная корова. Этот подход обеспечил равный вклад каждой фермы в сравнение между производственными системами. Клинические и биологические переменные агрегировались на уровне стада перед анализом. Данные об удоях, используемые в статистическом анализе, были получены из систем рутинного учёта стада и выражены как среднее на уровне фермы за контролируемый период. Напротив, переменные состава молока (жир, белок, лактоза, количество соматических клеток и профиль жирных кислот) были получены из образцов молока, собранных в рамках данного исследования. Только агрегированные на уровне стада значения использовались для межсистемных сравнений, чтобы обеспечить согласованность аналитической единицы во всех странах.

Статистические анализы выполнялись с использованием программного обеспечения R (версия 4.5.0; R Foundation for Statistical Computing, Вена, Австрия). Визуализация данных проводилась с использованием RStudio (Posit Software, Бостон, Массачусетс, США). Из-за смешивающего эффекта между страной и производственной системой (Low-input, GraCow, Indoor) только фактор системы сохранён в качестве фиксированного фактора. Страна не могла быть включена в качестве независимого фиксированного эффекта в статистические модели и рассматривалась как структурный компонент дизайна производственной системы. Этот выбор отражает цель исследования, которая была сосредоточена на реальных различиях на уровне систем, а не на изоляции эффектов страны. Следовательно, только производственная система была сохранена в качестве фиксированного фактора, а страна рассматривалась как внутренний компонент определения производственной системы. Различия между системами оценивались с использованием однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) на основе следующей линейной модели: y = lm(x ∼ system). Допущения модели оценивались перед интерпретацией. Нормальность остатков и гомоскедастичность проверялись визуально и с помощью теста Шапиро–Уилка и теста Левена перед интерпретацией модели. Когда ANOVA указывала на значимый эффект производственной системы, парные сравнения между системами проводились с использованием пост-хок тестов с поправкой Тьюки. Статистическая значимость считалась при p < 0,05. Для переменных с отсутствующими данными в системе GraCow (например, смертность коров, смертность телят и возраст выбраковки) статистические анализы были ограничены сравнениями между системами Low-input и Indoor.

В Таблицах 4–6 описательная статистика представлена как исходные средние значения уровня фермы, стандартные отклонения (SD) и 95% доверительные интервалы (CI), рассчитанные по наблюдаемым данным в каждой производственной системе. Эти значения соответствуют агрегированным наблюдениям уровня фермы, использованным в ANOVA, и не являются скорректированными на модель оценочными маргинальными средними (EMM). В разделе Результаты для краткости сообщаются только исходные средние и стандартные отклонения, тогда как полные таблицы дополнительно включают 95% доверительные интервалы для отражения точности оценок. Из-за наблюдательного характера исследования и частичного смешивания между страной и производственной системой статистические связи не следует интерпретировать как строго причинные отношения.

Таблица 4 Сравнение ключевых переменных управления стадом среди трёх производственных систем.

Таблица 5 Описание переменных здоровья на уровне фермы по трём системам и значимость различий между тремя системами.

Значения представлены как исходное среднее ± стандартное отклонение с 95% доверительными интервалами. Разные надстрочные буквы в пределах строки указывают на значимые парные различия между системами после пост-хок тестов множественных сравнений (p < 0,05), тогда как одинаковые буквы указывают на отсутствие значимых различий. Для межотельного интервала значимых различий между системами GraCow и Indoor не наблюдалось (парное сравнение: p = 0,91). Для показателя выбраковки значимых различий между системами Low-input и GraCow не наблюдалось (парное сравнение: p = 0,95). «Отсутствующие данные» указывают на переменные, недоступные для системы GraCow и поэтому не включённые в статистические сравнения с участием этой группы. Количество соматических клеток (SCC) было логарифмически преобразовано (log10) перед анализом. Значения, показанные жирным шрифтом, представляют статистически значимые p-значения.

Таблица 6 Описание переменных наблюдения за животными и метаболитов крови по трём системам и значимость различий между тремя системами.

3.1 Описание ферм

Значимые различия наблюдались между системами Low-input, GraCow и Indoor по структурным и зоотехническо-продуктивным измерениям (Таблица 4). Условные головы скота (LU) и производство молока на корову в низкозатратных производственных системах (40,7 LU и 4 573 кг молока/корову/год) были значительно ниже, чем в двух других производственных системах (158 и 453 LU соответственно; 9 531 кг и 9 965 кг молока/корову/год для систем GraCow и Indoor соответственно; p < 0,001).

Породы коров, выявленные в низкозатратной производственной системе, были весьма разнообразны, включая как высокопродуктивные породы (такие как Prim’Holstein и Montbéliarde), так и менее продуктивные или местные породы (например, Ferrandaise, Vosgienne). Кроме того, шесть ферм в этой системе содержали более одной породы. Напротив, две другие системы состояли исключительно из коров голштинской породы, за исключением одной фермы Indoor, которая сочетала породы Holstein и Fleckvieh. Низкозатратная пастбищная система была преимущественно представлена органически сертифицированным хозяйством: девять из одиннадцати ферм имели органическую сертификацию. Более того, шесть низкозатратных ферм осуществляли переработку сыра на ферме, производя сыры с защищённым наименованием места происхождения (PDO). В отношении экологического измерения, в частности свободы передвижения, коровы в системах GraCow и Indoor содержались в системах беспривязного содержания, допускающих неограниченное передвижение. В низкозатратной системе 4 из 11 ферм всё ещё использовали привязное содержание, при котором животные были привязаны часть года. Эти характеристики были включены в качестве описательных переменных для лучшей характеристики разнообразия низкозатратной пастбищной системы и не были непосредственно включены в статистический анализ различий на уровне систем.

3.2 Здоровье на уровне фермы

Зоотехническая и воспроизводительная эффективность различались между системами. Межотельный интервал был короче в низкозатратных системах (386 дней) по сравнению с системами GraCow (416 дней) и Indoor (413 дней), тогда как значимых различий между системами GraCow и Indoor не наблюдалось (p = 0,91) (Таблица 5). Что касается смертности, системы Indoor демонстрировали более высокие показатели смертности коров, чем низкозатратные системы (p < 0,01). Поскольку данные были недоступны для систем GraCow, это сравнение было ограничено системами Low-input и Indoor. Аналогично, значимых различий в смертности телят между низкозатратными и Indoor системами не наблюдалось (p = 0,35).

Возраст первого отёла значительно различался между производственными системами, с более высокими значениями в низкозатратных производственных системах (32,8 месяца) по сравнению с системами GraCow (27,4 месяца) и Indoor (25,7 месяца) (Таблица 3). Системы Indoor также демонстрировали более высокий показатель выбраковки (31,8%), чем другие производственные системы, тогда как значимых различий между системами Low-input и GraCow не наблюдалось (p = 0,95). Кроме того, коровы в низкозатратных производственных системах имели более высокий возраст выбраковки, чем в системах Indoor (p < 0,01). Поскольку данные о возрасте выбраковки были недоступны для систем GraCow, это сравнение было ограничено системами Low-input и Indoor.

Показатели качества молока немного различались между производственными системами. Содержание молочного жира не различалось между производственными системами (p = 0,61). Напротив, концентрация белка была ниже в низкозатратных производственных системах (32,8 г/кг) и наиболее высокой в системах Indoor (34,4 г/кг). Стада GraCow имели промежуточные концентрации белка (34,3 г/кг), которые не различались значительно ни с низкозатратными, ни с Indoor производственными системами (p = 0,014). Количество соматических клеток было сходным по всем системам (p = 0,88).

3.3 Наблюдение за здоровьем животных

Некоторые клинические индикаторы значительно различались между производственными системами, такие как BCS (p < 0,01). Коровы из низкозатратных производственных систем показывали более высокий BCS (3,22), чем коровы из систем GraCow (2,38) и Indoor (2,58), тогда как значимых различий между последними двумя производственными системами не наблюдалось (Таблица 5). Баллы хромоты также значительно различались между системами (p < 0,01), с более низкими баллами в низкозатратной системе (1,04) по сравнению как с системой GraCow (1,48), так и с системой Indoor (1,86). Баллы чистоты были значительно ниже в низкозатратной производственной системе, чем в двух других системах (p < 0,01), что отражает лучшую общую чистоту животных.

Что касается биологических индикаторов и статуса питания, и более конкретно энергетического баланса, коровы в низкозатратной производственной системе демонстрировали более высокие концентрации NEFA (184 мкмоль/л) по сравнению с коровами в системе Indoor (99,4 мкмоль/л) (p = 0,035), тогда как система GraCow показывала промежуточные значения (101 мкмоль/л), которые не различались значительно ни с одной из групп (Таблица 5). Хотя эти значения статистически различались, концентрации NEFA во всех производственных системах оставались в пределах физиологического референсного диапазона (Таблица 3). Концентрации β-гидроксибутирата (BHB) были ниже в низкозатратной системе (p = 0,02), чем в системах GraCow и Indoor. Однако значения BHB в системах GraCow и Indoor были выше верхнего референсного порога для здоровых животных, особенно после пика лактации, но оставались ниже порога кетоза (1,2 ммоль/л), указанного в Таблице 3. Значимых различий между системами по концентрациям мочевины не наблюдалось (p = 0,23), что свидетельствует о сходном белковом балансе питания. Аналогично, концентрации общего белка, отражающие как статус питания, так и воспалительный статус, не различались значительно между системами (p = 0,09). Концентрации альбумина значительно различались между производственными системами (p < 0,01), с более низкими значениями в низкозатратной производственной системе (31,1 ммоль/л) по сравнению как с системой GraCow (39,5 ммоль/л), так и с системой Indoor (39,5 ммоль/л).

Что касается минералов, поскольку дефициты могут влиять на продуктивность, воспроизводство и нервно-мышечный метаболизм, значимых различий для фосфора, натрия или калия не было обнаружено (p > 0,05). Значимые различия наблюдались для концентраций кальция (p < 0,01) и магния (p < 0,01). Оба минерала были ниже в низкозатратной производственной системе (2,22 ммоль/л и 0,841 ммоль/л), чем в системах GraCow (2,39 ммоль/л и 0,975 ммоль/л) и Indoor (2,47 ммоль/л и 0,990 ммоль/л).

4.1 Ограничения исследования

При интерпретации настоящих результатов следует учитывать несколько ограничений. Из-за наблюдательного дизайна исследования сообщаемые различия следует интерпретировать как связанные с системой закономерности, а не как причинные отношения. Кроме того, производственная система и страна были частично смешаны, поскольку все низкозатратные фермы были расположены во Франции, тогда как фермы GraCow и Indoor были расположены в Германии. Следовательно, наблюдаемые различия могут также отражать страновые факторы, включая породный состав, практики управления, процедуры отбора проб и лабораторные анализы. Производственные системы также различались одновременно по нескольким структурным и управленческим характеристикам (например, стратегия кормления, размер стада, содержание и уровень производства молока), которые не могли быть статистически разделены. Более того, различия в критериях отбора животных, биологических матрицах и аналитических процедурах между странами могли повлиять на сопоставимость некоторых метаболических индикаторов.

Эти ограничения оправдывают интерпретацию наблюдаемых различий как связей, характеризующих реальные системы молочного производства, а не как прямых причинных последствий интенсивности производственной системы.

4.2 Градиент систем ведения хозяйства и структурные различия

Это исследование проводилось в рамках многомерного градиента интенсификации молочного производства в двух европейских странах, где молочный сектор представляет важный компонент национальной сельскохозяйственной экономики (49). Вместо использования строго контролируемого экспериментального дизайна исследование было направлено на характеристику индикаторов здоровья, метаболизма и продуктивности в условиях коммерческого ведения хозяйства, репрезентативных для разнообразия европейских молочных систем.

Градиент интенсификации был в первую очередь определён с использованием уровня производства молока и стратегии кормления, которые широко признаны индикаторами интенсификации молочных систем в литературе (50–52). Действительно, низкозатратная производственная система в основном опиралась на консервированную траву и выпас, производственная система GraCow сочетала выпас с дополнительным кормлением кукурузным силосом, тогда как система Indoor была основана на круглогодичном кормлении в помещениях консервированной травой и кукурузным силосом. Кроме того, структурные характеристики, обычно связанные с интенсификацией, также различались между системами, включая размер стада и породный состав (11, 53). Низкозатратные производственные системы обычно характеризовались меньшими размерами стада (в среднем 41 корова, от 18 до 80) и большим породным разнообразием, включая местные породы с более низким потенциалом производства молока, тогда как производственные системы GraCow (в среднем 158 LU, от 78 до 509) и Indoor (в среднем 453 LU, от 88 до 1 001) были доминированы коровами голштинской породы — высокоспециализированной молочной породы. Следовательно, различия в удое, наблюдаемые между системами, вероятно, отражали комбинированные эффекты стратегии кормления, интенсивности производства и генетического потенциала, а не только практик управления.

В совокупности сочетание структуры стада, стратегий кормления, содержания, уровней производства и породной специализации подтверждает, что фермы, включённые в это исследование, представляют многомерный, хотя и не строго контролируемый, градиент интенсификации, согласующийся с разнообразием молочных систем, описанным по всей Европе (8, 11). Однако, поскольку эти измерения коварьировали между системами, их индивидуальные вклады не могли быть разделены в рамках настоящего наблюдательного дизайна. Более того, дисбаланс между странами, породами и производственными системами остаётся важным ограничением, означающим, что наблюдаемые различия следует интерпретировать как связанные с системой закономерности, на которые влияют как характеристики производственной системы, так и страновые контексты, а не как строго причинные эффекты одной лишь интенсификации.

4.3 Индикаторы здоровья, кормление и продуктивные показатели

На уровне стада несколько индикаторов указывали на различия в динамике здоровья и производства между системами. Низкозатратные производственные системы характеризовались более низким удоем на корову, более высоким BCS и отличными метаболическими профилями по сравнению с системами GraCow и Indoor, что согласуется с их более низким уровнем интенсификации производства. Несмотря на эти различия, большинство биомаркеров молока и крови оставались в пределах установленных физиологических референсных диапазонов, что свидетельствует о том, что коровы во всех системах поддерживали общий метаболический гомеостаз и отсутствие признаков клинически значимой метаболической дисфункции. Эти референсные интервалы были составлены из рецензируемой литературы и стандартных ветеринарных справочников по клинической химии (Таблица 3). Однако их следует интерпретировать как ориентировочные, а не абсолютные пороги, поскольку референсные значения могут варьироваться в зависимости от породы, физиологической стадии, аналитического метода, биологической матрицы и географического контекста.

Показатели качества молока демонстрировали контрастные закономерности в зависимости от рассматриваемого параметра. SCC, широко используемый индикатор воспаления вымени и внутриматочной инфекции, значительно не различался между системами и оставался относительно стабильным на уровне примерно 200 000–210 000 клеток/мл. Хотя значения оставались ниже европейского регуляторного порога для несоответствующего молока (400 000 клеток/мл), они были близки к обычно используемым пороговым значениям для субклинического мастита [~200 000 клеток/мл, (54, 55)]. Важно отметить, что значения SCC оставались в пределах диапазонов, обычно считающихся совместимыми с приемлемым здоровьем вымени на уровне стада, что свидетельствует о сходном воспалительном статусе во всех производственных системах без клинически значимых различий. Тем не менее, интерпретация SCC должна учитывать потенциальные различия в гигиене содержания, процедурах доения, условиях подстилки и практиках управления стадом между производственными системами и странами (56).

Содержание молочного жира и белка обычно используется в качестве косвенных индикаторов статуса питания и метаболического статуса у молочных коров, поскольку они отражают закономерности рубцового брожения, энергетический баланс и использование питательных веществ (57).Концентрация молочного жира не различалась между производственными системами, тогда как концентрация молочного белка была немного ниже в низкозатратных производственных системах, хотя все значения оставались в пределах физиологических диапазонов (≈31–35 г/кг). Более низкая концентрация белка, наблюдаемая в низкозатратных производственных системах, вероятно, отражает более низкую энергетическую плотность рациона и сниженное поступление глюкогенных предшественников, связанное с рационами на основе кормов, что может ограничивать микробный синтез белка и доступность аминокислот для производства молочного белка (58, 59). Напротив, соотношение жир/белок оставалось удивительно стабильным во всех производственных системах (1,18–1,22), значительно ниже порогов, обычно связанных с тяжёлым отрицательным энергетическим балансом (>1,35–1,50) или субклиническим рубцовым ацидозом (<1,0) (57, 60). Стабильность этого соотношения поэтому поддерживает интерпретацию, что рубцовое брожение и общий энергетический метаболизм оставались физиологически сбалансированными во всех производственных системах, несмотря на различия в интенсивности производства.

Анализы метаболитов крови предоставили дополнительные сведения о метаболическом статусе и статусе питания коров во всех производственных системах. В течение ранней и пиковой лактации коровы обычно испытывают отрицательный энергетический баланс, из-за того что энергетические потребности превышают потребление корма, что приводит к мобилизации жировой ткани и повышению циркулирующих NEFA (60, 61). Соответственно, концентрации NEFA были выше в низкозатратных производственных системах, указывая на большую мобилизацию липидов. Однако значения оставались в пределах обычно сообщаемых послеродовых диапазонов (примерно <0,5–0,6 ммоль/л), что свидетельствует об умеренном, а не тяжёлом метаболическом стрессе (62, 63). Напротив, концентрации BHB были ниже в низкозатратных производственных системах, чем в других системах. Это кажущееся несоответствие может отражать различия в том, как мобилизованный жир метаболизировался печенью. NEFA, высвобождаемые из жировой ткани, могут либо полностью окисляться для производства энергии, либо превращаться в кетоновые тела, такие как BHB, когда метаболическая способность печени превышена (64). Поэтому сочетание более высоких концентраций NEFA, но более низких концентраций BHB в низкозатратных производственных системах может указывать на то, что коровы мобилизовали резервы организма, всё ещё поддерживая эффективный энергетический метаболизм печени, тем самым ограничивая производство кетоновых тел. Хотя концентрации BHB в системах GraCow и Indoor иногда превышали значения, считающиеся оптимальными для коров в середине и конце лактации, все измеренные значения оставались ниже общепринятых порогов для субклинического кетоза (>1,2–1,4 ммоль/л) (65, 66), что указывает на отсутствие признаков клинически значимых кетотических нарушений. Важно отметить, что коровы, включённые в это исследование, обычно находились за пределами пика лактации — стадии, на которой метаболическое давление ниже, чем в ранней лактации. Следовательно, наблюдаемые концентрации NEFA и BHB следует интерпретировать как индикаторы метаболической адаптации к различным производственным системам, а не как маркеры тяжёлого метаболического стресса или клинических нарушений. Интерпретация также ограничена различиями в критериях отбора животных между странами. На немецких фермах коровы отбирались согласно предопределённым критериям (≥ второй лактации и >100 DIM), тогда как низкозатратные фермы включали более широкое представительство лактирующих коров. Различия в паритете и стадии лактации поэтому могли внести вклад в часть наблюдаемой вариации метаболических индикаторов.

Другие метаболиты крови также поддерживали интерпретацию глобально сохранённой метаболической функции по всем системам. Концентрации мочевины в крови значительно не различались между производственными системами и оставались в пределах общепринятых физиологических диапазонов для лактирующих коров (примерно 2–6 ммоль/л), что отражает сходный белково-энергетический баланс и эффективность использования азота по всем стратегиям кормления (67, 68). Аналогично, концентрации общего белка были стабильными и в пределах референсных лимитов (примерно 65–80 г/л), что свидетельствует о сохранённом системном белковом метаболизме и отсутствии признаков значительной дегидратации или воспалительных процессов, хотя эти диапазоны варьируются в зависимости от породы, стадии лактации и условий управления (67, 68).

Концентрации альбумина были значительно ниже в низкозатратных системах, но значения всё ещё попадали в физиологические интервалы для лактирующих молочных коров (примерно 30–40 г/л) (69). Как маркер синтеза белка печенью, на который влияют nutritional статус, воспаление, гидратация и физиологическая стадия (70), альбумин, как ожидалось, должен снижаться при наличии выраженной дисфункции печени или системного воспаления.Учитывая, что мочевина и общий белок оставались стабильными во всех системах, более низкие уровни альбумина, наблюдаемые в низкозатратных стадах, вряд ли указывают на клинически значимое нарушение функции печени или воспалительное заболевание. Они скорее отражают тонкие различия в концентрации белка в рационе, поставке энергии, динамике резервов организма или связанных с породой физиологических признаках, типичных для систем на основе кормов. Однако интерпретацию концентраций общего белка и альбумина следует проводить осторожно, поскольку анализы проводились с использованием разных биологических матриц и лабораторных платформ в разных странах (плазма во Франции против сыворотки в Германии). Поскольку концентрации белка в сыворотке и плазме не являются строго эквивалентными из-за связанных с коагуляцией белков, часть наблюдаемой вариации может отражать методологические, а не биологические различия.

Профили электролитов дополнительно подтвердили общую метаболическую стабильность коров во всех системах. Концентрации натрия и калия оставались в пределах физиологических диапазонов (примерно 139–149 ммоль/л для Na и 4,3–5,2 ммоль/л для K) и значительно не различались между производственными системами, что указывает на сохранённый осмотический и электролитный гомеостаз (71). Поскольку эти ионы строго регулируются и обычно изменяются только в контексте тяжёлых метаболических или гидратационных нарушений, их стабильность поддерживает отсутствие значительной системной дисфункции.

Клинические наблюдения упитанности (BCS) выявили значительные различия между производственными системами, при этом коровы в низкозатратных производственных системах демонстрировали более высокий BCS. Эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями (72, 73), показывающими, что потеря BCS после отёла связана с более высокими пиками лактации и большим общим производством молока в течение лактации. Однако интерпретация различий BCS требует осторожности. BCS находится под влиянием множества факторов, включая породу, паритет, стадию лактации и уровень производства молока (72, 73). Более того, оценки BCS, переменные молока и биомаркеры крови не обязательно были получены от одних и тех же животных внутри ферм, и средние значения уровня стада поэтому могут интегрировать различные источники биологической вариации. Следовательно, более высокий BCS, наблюдаемый в низкозатратных системах, не может быть приписан исключительно характеристикам производственной системы и может частично отражать различия в популяциях животных между системами. Сочетание более высокого BCS, умеренных концентраций NEFA и более низких концентраций BHB, наблюдаемое в низкозатратных производственных системах, поэтому предполагает отличную метаболическую стратегию, характеризующуюся более низкими производственно-обусловленными энергетическими затратами и более умеренной мобилизацией резервов организма. BCS сильно зависит от породы, паритета и уровня производства и может частично отражать системные различия в распределении энергии, а не преимущество в питании. Кроме того, хотя стандартизированный метод оценки использовался во всех странах, некоторая связанная с наблюдателем вариабельность не может быть полностью исключена.

В целом, несмотря на некоторые статистически значимые различия в составе молока, метаболитах и упитанности, все индикаторы оставались в пределах физиологических диапазонов. В целом, при интерпретации как метаболический профиль, охватывающий белковый метаболизм, синтетическую способность печени, функцию почек и электролитный баланс, эти результаты указывают на то, что коровы во всех производственных системах оставались в стабильном физиологическом состоянии. Отсутствие изменений в связанных биомаркерах и при этом нахождение в пределах физиологических референсных диапазонов свидетельствует об ограниченной биологической значимости и скорее может быть приписано тонким различиям в питании, физиологии или генетике, а не клинически значимым метаболическим или воспалительным изменениям.

4.4 Воспроизводительные показатели, локомоция и долголетие коров

Низкозатратные производственные системы ассоциировались с более короткими межотельными интервалами (391 день) по сравнению с более интенсивными системами (413–416 дней). Этот результат согласуется с предыдущими исследованиями, сообщающими, что отбор на высокое производство молока часто ассоциируется со снижением воспроизводительной функции и повышением показателей выбраковки (14, 15). Эта закономерность в значительной степени объясняется метаболическими и эндокринными последствиями высокого удоя. В ранней лактации высокопродуктивные коровы обычно испытывают отрицательный энергетический баланс (NEB), когда выход энергии превышает потребление корма (65). Это состояние ассоциируется с повышенной мобилизацией резервов организма, повышенными концентрациями NEFA и эндокринными адаптациями, включая снижение инсулина и IGF-1, которые вместе нарушают функцию яичников и задерживают возобновление цикличности (74, 75). Напротив, производственные системы на основе выпаса обычно предполагают более низкое производственное давление и поэтому могут способствовать улучшению воспроизводительной функции и более длительному продуктивному сроку жизни (73). Более низкое производственное давление может снизить тяжесть и продолжительность NEB, тем самым способствуя восстановлению воспроизводства и более эффективному распределению питательных веществ на воспроизводство (76). Однако долголетие остаётся многофакторным признаком, на который влияют управление, политика замены и стратегии разведения, поэтому более высокий возраст выбраковки, наблюдаемый в низкозатратных производственных системах, не следует интерпретировать как чисто причинный эффект производственной системы (20). Гомеостаз макроэлементов способствует воспроизводительной физиологии через участие в активности яичников, развитии фолликулов, функции матки и раннем эмбриональном развитии (77). В этом исследовании концентрации кальция и магния были немного ниже в низкозатратных производственных системах, но оставались в пределах физиологических диапазонов (68), тогда как концентрации фосфора не различались между системами, что свидетельствует об отсутствии клинически значимого минерального дисбаланса, влияющего на фертильность.

Локомоторное здоровье показало более чёткие различия между системами. Хромота оценивалась с использованием порядковой оценки локомоции, и более низкие баллы наблюдались в низкозатратных производственных системах. Более низкие баллы хромоты, наблюдаемые в этих производственных системах, согласуются с предыдущими исследованиями, подчёркивающими благоприятные эффекты выпаса на локомоцию и здоровье копыт (16, 21). В Европе распространённость хромоты в системах содержания в помещениях часто составляет 20–40% по сравнению с 10–12% в пастбищных системах (78). Доступ к пастбищу улучшает здоровье копыт путём увеличения локомоции и снижения воздействия твёрдых полов (79, 80). Однако хромота остаётся многофакторной и также зависит от генетики, питания и практик управления (81). Это может частично объяснять, почему низкозатратные производственные системы показали более низкую распространённость хромоты, несмотря на то что некоторые стада содержались в привязных системах зимой, что ограничивает движение животных. Хромота и воспроизводительные нарушения являются основными причинами выбраковки (82, 83), поэтому комбинированные различия, наблюдаемые в фертильности и локомоции, могут частично способствовать большей продуктивной продолжительности жизни, наблюдаемой в низкозатратных производственных системах. Их более низкая распространённость в низкозатратных производственных системах, вероятно, способствует большему долголетию. Баллы чистоты также были лучше в низкозатратных системах, что, вероятно, отражает более низкую плотность посадки и больший доступ на открытый воздух (20, 35). Тем не менее, уровни гигиены были в целом приемлемыми во всех производственных системах.

В совокупности эти клинические индикаторы свидетельствуют о том, что общий статус здоровья животных был хорошим во всех трёх производственных системах. Эти результаты свидетельствуют о том, что индикаторы здоровья животных, воспроизводства и долголетия варьировались между системами, но эти различия следует интерпретировать осторожно с учётом потенциальных смешивающих факторов, включая породный состав, страновые практики управления и условия содержания. Следовательно, наблюдаемые различия следует интерпретировать как связанные с системой закономерности, а не как прямые причинные эффекты производственной системы на результаты здоровья животных.

4.5 Последствия для агроэкологических систем животноводства

В европейском молочном секторе низкозатратные пастбищные системы можно рассматривать как операционные модели агроэкологии, поскольку они снижают внешние затраты, максимизируют пастбищные ресурсы и поддерживают породное разнообразие, тем самым согласуясь с принципами, предложенными Dumont et al. (7). Настоящие результаты свидетельствуют о том, что такие системы могут поддерживать удовлетворительные уровни здоровья животных, одновременно поддерживая производство в условиях коммерческого ведения хозяйства. В частности, сочетание более низкой распространённости хромоты, более коротких межотельных интервалов и большего долголетия коров указывает на то, что низкозатратные производственные системы могут способствовать улучшению robustness животных и потенциально сниженным потребностям в замене. Эти наблюдения согласуются с предыдущими исследованиями, сообщающими о связях между большим доступом к пастбищу, более низкой интенсивностью производства и улучшенным благополучием и устойчивостью животных (7). Потенциальные биологические объяснения могут включать сниженную метаболическую нагрузку, позволяющую большее распределение ресурсов на поддержание и иммунные функции, а не на максимальное производство молока (84), а также благоприятные эффекты более мягких поверхностей для ходьбы на здоровье копыт.

Помимо здоровья животных, эти результаты имеют более широкие последствия для устойчивости молочного животноводства. Опираясь в большей степени на выпас и местные доступные кормовые ресурсы, низкозатратные производственные системы могут снизить зависимость от импортируемых кормов и внешних затрат, тем самым улучшая эффективность использования ресурсов и способствуя поддержанию постоянных пастбищ и связанных экосистемных услуг. Кроме того, большее разнообразие пород, наблюдаемое в этих системах, может повысить устойчивость к экологическим и экономическим вызовам. Однако эти потенциальные преимущества следует рассматривать наряду с важными компромиссами. Производство молока на корову было существенно ниже в низкозатратной производственной системе, чем в более интенсивных производственных системах. Следовательно, экономическая эффективность низкозатратных систем может зависеть от конкретных рыночных условий, стратегий валоризации продукции (например, продуктов с маркировкой PDO), производственных затрат и механизмов государственной поддержки. Более того, более низкая продуктивность, наблюдаемая на уровне животного, может потребовать больших площадей земли или других стратегий управления для поддержания общей прибыльности фермы. Эти результаты свидетельствуют о том, что низкозатратные производственные системы представляют собой реальный путь для согласования здоровья животных, благополучия и агроэкологических целей.

Это исследование изучает индикаторы здоровья, метаболизма и продуктивности животных в градиенте систем молочного производства, репрезентативных для условий коммерческого ведения хозяйства в Европе. В целом здоровье молочных коров оказалось удовлетворительным во всех трёх производственных системах, при этом большинство клинических, молочных и кровяных биомаркеров оставались в пределах обычно сообщаемых физиологических референсных диапазонов. Было обнаружено несколько различий между производственными системами. В частности, низкозатратные производственные системы ассоциировались с более низкими баллами хромоты, более короткими межотельными интервалами, более высокими баллами упитанности и большим возрастом выбраковки по сравнению с некоторыми из более интенсивных систем. Также наблюдались различия в метаболических индикаторах, хотя большинство значений оставались в пределах физиологических диапазонов и не указывали на клинически значимые метаболические нарушения. Однако эти преимущества должны интерпретироваться в рамках ограничений наблюдательного дизайна исследования, который характеризуется частичным смешиванием и дисбалансами между странами, породами и размерами стад. Чтобы обобщить эти перспективные результаты за пределы изученной выборки, будущие исследования должны опираться на более крупные, более разнообразные и скорректированные по странам популяции ферм, чтобы лучше разделить эффекты уровня систем и региональный контекстуальный шум.

Дополнительные материалы к этой статье можно найти онлайн по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fvets.2026.1855637/full#supplementary-material

Crémilleux M, Cuenot J, Buronfosse T, Vogel L, Starke A and Michaud A (2026) Dairy cow health across an intensification gradient in Europe: an integrated multi-indicator assessment. Front. Vet. Sci. 13:1855637. doi: 10.3389/fvets.2026.1855637

Перевод статьи «Dairy cow health across an intensification gradient in Europe: an integrated multi-indicator assessment» авторов Crémilleux M, Cuenot J, Buronfosse T, Vogel L, Starke A and Michaud A., оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык