СТАЛЕ ТВАРИННИЦТВО ТА БЛАГОПОЛУЧЧЯ ТВАРИН SULAWE

SUSTAINABLE LIVESTOCK PRODUCTION AND ANIMAL WELFARE

МОДУЛЬ 1 СТАЛЕ ТВАРИННИЦТВО/

MODULE 1 SUSTAINABLE LIVESTOCK PRODUCTION

Електронний посібник/The electronic manual

ГОЛОВНА/HOME PAGE	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ/ THEORETICAL INFORMATION	АНОТАЦІЯ/ABSTRACT
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ/LIST OF REFERENCES		УКЛАДАЧІ/COMPILED BY

2. ВПЛИВ ТВАРИННИЦТВА, ЗДОРОВ’Я ТА БЛАГОПОЛУЧЧЯ НА БІОРІЗНОМАНІТТЯ, НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ, ЗМІНУ КЛІМАТУ ТА СТІЙКІСТЬ ДО АНТИМІКРОБНИХ ПРЕПАРАТІВ

2.1. Вплив розвитку тваринництва на біорізноманіття навколишнього середовища та зміни клімату

2.1.1. Вплив розвитку тваринництва на біорізноманіття навколишнього середовища

2.1.2. Кліматичні зміни та їх вплив на розвиток тваринництва

2.1.3. Тепловий стрес у тварин: наслідки і основні заходи із відведення

2.1.1. Вплив розвитку тваринництва на біорізноманіття навколишнього середовища

Ми живемо в еру антропоцену: за останнє століття люди стали домінувати на планеті, сприяючи швидким змінам в екосистемах та масовим втратам видових популяцій по всій планеті (рис. 1).

Рис. 1. Сучасна панорама нічної Землі показує глобальний

вплив людини на планету

Хоча Земля завжди переживала зміни та вимирання, сьогодні вони відбуваються з безпрецедентною швидкістю.

Біорізноманіття складається з декількох рівнів: від генетичного до рівня окремих особин, потім спільнот істот і, нарешті, цілих екосистем, як-от мангрові ліси або коралові рифи, де життя взаємодіє із фізичним середовищем.

Проте видове різноманіття стосується нині всіх живих істот на Землі, зокрема рослин, бактерій, тварин і людей. І це лише 2% від усіх видів, які коли-небудь існували. Решта 98% видів уже вимерли (рис. 2).

Рис. 2. 25 наземних так званих гарячих точок біорізноманіття Землі

Ці регіони містять низку видів рослин і тварин та зазнали високого рівня знищення природного середовища проживання внаслідок діяльності людини.

Біорізноманіття задовольняє потребу у харчуванні людства. Завдяки наявності різних видів, люди можуть отримувати ресурси та харчові продукти для підтримки свого добробуту. Попри те, що 80% продовольчого запасу надходить з 20 видів рослин, люди використовують 40 000 видів для виробництва їжі, одягу та будівництва.

Основними антропогенними причинами зникнення видів є:

– знищення середовища існування, тобто зникнення або зміна умов, необхідних для виживання тварин і рослин. Це впливає не тільки на окремі види, але і на стан глобальної екосистеми. Щороку вирубують приблизно 15 млрд дерев. Понад 80% лісових видів світу втрачають природне середовище існування. Види, які не можуть мігрувати, просто вимирають;

– надмірне використання, тобто нестабільне використання природних ресурсів, яке перевищує їхню здатність до відновлення, надлишкове полювання, вилов риби, випасання худоби;

– зміна клімату, пов’язана з глобальним потеплінням, яке спричинене використанням викопного палива промисловістю та іншими видами діяльності людини. Спалювання горючих корисних копалин призводить до виділення парникових газів, які посилюють поглинання теплової енергії й затримують тепло в атмосфері, впливаючи на температуру та характер опадів (рис. 3).

Рис. 3. Зміна середньої температури за 50 років (1973–2023)

Зміни у землекористуванні є найзначнішими із чинників втрати біологічних видів. Найпоширенішою причиною таких змін є сільське господарство. У період 1980–2000 років 100 мільйонів гектарів тропіків були захоплені людиною, переважно для випасання худоби в Південній Америці та розширення плантацій у Південно-Східній Азії. Половина цих земель були незайманими лісами. Зараз більше третини земної поверхні і близько 75% прісної води використовуються для цієї галузі. Інтенсифікація сільського господарства спричиняє подальшу втрату місць існування видів та їх зникнення, і зі зростанням потреби у сільськогосподарській продукції негативний вплив посилюється.

Значного впливу від втрати біорізноманіття зазнає сільське господарство. З XVI ст. понад 9% тварин, які були одомашнені, вже зникли; ще понад 1000 видів під загрозою зникнення; на 23% знизилася продуктивність земель через їх деградацію.

Зниження популяції комах-запилювачів щороку призводить до втрати сільськогосподарських культур на 577 млрд доларів США.

Всі ці чинники поглиблюють продовольчу кризу та нестачу ресурсів. Уже зараз кожна дев’ята людина на планеті страждає від голоду. Крім того, винищення дерев та лісів, які поглинають СО₂ з атмосфери, прискорює темпи зміни клімату. Ця зміна призводить до танення льодовиків, підняття рівня моря, почастішання екстремальних погодних явищ та інших негативних наслідків.

Збереження біологічного різноманіття і цілісності природних екосистем – це запорука сталого існування і розвитку нашого суспільства. Наш добробут врешті залежатиме від ощадливого ведення сільського господарства, культури споживання природних ресурсів та ефективної охорони довкілля.

Промислове тваринництво має надзвичайно негативний вплив на довкілля (рис. 4).

Рис. 4. Основні аспекти впливу промислового тваринництва

на довкілля

Виробництво м’яса вимагає величезної кількості енергії, оскільки необхідно не тільки вирощувати корми, щоб годувати тварин, але й використовувати паливо під час вирощування, забою та транспортування тварин. Насправді на худобу та побічні продукти припадає 51% річних викидів парникових газів у світі. Отже, у тих, хто споживає м’ясо, парникові викиди приблизно вдвічі більші, ніж у тих, хто обирає рослинні продукти.

За даними FAO, тваринництво – одне з найбільших джерел антропогенних викидів парникових газів. Індустрія тваринництва відповідальна за 14,5% викидів усіх парникових газів – це більше, ніж викидає весь транспортний сектор. Крім того, тваринництво відповідальне за 37% всіх викидів метану.

За даними Університету Принстона, метан має щонайменше в 30 разів більший парниковий потенціал, ніж вуглекислий газ. Метан виділяється у процесі травлення жуйних тварин (у нежуйних також, але в меншій мірі).

На відміну від більшості рослинних продуктів, для вирощування тварин потрібна величезна кількість води. Це пов’язано з тим, що у тваринництві вода використовується не тільки для втамування спраги тварин, а й для прибирання приміщень та забезпечення температурного режиму. Дослідження показало, що на виробництво одного соєвого бургера витрачається 158 літрів води, тоді як на яловичий бургер – 2350 літрів, що в 14 разів більше.

Якщо дивитись на дані з виробництва продуктів харчування в Європі, то 83% всіх парникових газів припадає саме на виробництво м’яса, молочних продуктів та яєць. Те, що ми з вами їмо напряму, впливає на наш еко-слід.

Як згадувалося вище, знеліснення – одна з причин зміни клімату. Нині тваринництво займає 83% сільськогосподарської землі та 40% всієї суші.

Щоб утримувати мільярди тварин потрібні гігантські території. Це має відношення як до поголів’я, яке годують кормами, так і до поголів’я, яке перебуває на вільному випасі, хоч і прийнято вважати такий випас більш екологічним.

Насправді ж для вільного випасу потрібні значно більші території, що спричиняє сильну деградацію ґрунту, а саме через поїдання тваринами рослинної біомаси та витоптування.

Щоб задовольнити потреби тваринництва і вирубуються ліси. Загалом, за даними організації FERN, саме вирощування великої рогатої худоби є головною причиною знеліснення у всьому світі.

Зокрема, саме тваринництво відповідальне за 91% знеліснення Амазонського лісу, який відіграє роль «легень» нашої планети. Його вирубують, щоб звільнити місце під випас корів та вирощування корму для них.

За даними Української природоохоронної групи, 18% території країни зайняті свинофермами та територіями, де вирощується корм для свиней цих ферм.

Не менш небезпечними за парникові гази є відходи – вони так само загрожують усьому живому. Ферми – це завжди скупчення великої кількості відходів в одному місці: як продуктів життєдіяльності тварин, так і мертвих тіл, які з’являються внаслідок спалахів захворювань і неполадок на виробництві.

Більшість ферм викидають свої відходи у водойми без жодної попередньої обробки. А так звані «могильники» розташовані під відкритим небом, прямо на ґрунті, і внаслідок опадів патогени з цих «могильників» також потрапляють у ґрунт та водойми. Це може призвести до бактеріологічних загроз.

У світовому масштабі триває невпинний процес вдосконалення продуктивних і технологічних параметрів сільськогосподарських тварин, широко застосовують промислове схрещування, міжлінійну гібридизацію, біотехнологічні методи відтворення та інтенсифікації селекційного процесу, конструювання нових генотипів. З огляду на це прискореними темпами відбувається заміна або поглинання неконкурентоспроможного племінного матеріалу, яким передусім виявляються аборигенні та локальні породи. Інтенсивний породотворний процес призводить до їхнього витіснення та різкого скорочення чисельності. У зв’язку з цим для тваринницької галузі характерне використання досить обмеженої кількості комерційних спеціалізованих порід і типів.

2.1.2. Кліматичні зміни та їх вплив на розвиток тваринництва

Зміни клімату викликають серйозні проблеми у розвитку сільського господарства планети. До того ж найбільше це стосується країн, де місце і роль сільського господарства в економіці є визначальними, до яких належить також Україна, оскільки функціонування галузей землеробства та тваринництва, їх спеціалізація, урожайність сільськогосподарських культур значною мірою залежать від агрокліматичних умов території і насамперед від її тепло- і вологозабезпеченості. Зміна термічного режиму та режиму зволоження впливає на швидкість біохімічних процесів, ріст, розвиток та формування продуктивності рослин, кормову базу тваринництва та його продуктивність і, врешті-решт, на продовольчу безпеку.

Сьогодні вчені виокремлюють два основні екологічні виклики нашого часу: зміну клімату та зменшення біорізноманіття. Найбільше потерпають від зміни клімату дикі тварини. За останні десятиліття кількість льодовикових озер зросла по всьому світу більш ніж наполовину. Американські вчені з університету штату Огайо заявили, що крижаний покрив Гренландії продовжить танути, навіть якщо людство зупинить кліматичну кризу.

Наслідком глобального потепління для сільського господарства є скорочення виробництва аграрної продукції через зниження урожайності сільськогосподарських культур і продуктивності сільськогосподарських тварин. З продовженням тенденції до глобального потепління ситуація в аграрному секторі погіршуватиметься. За науковими прогнозами, підвищення середньорічної температури на 1°C спричиняє скорочення обсягів виробництва сільськогосподарської продукції на 10%, а прогнозоване підвищення середньорічної температури на 1–3°C у найближчому майбутньому найбільшою мірою вплине на виробництво зернових.

Останніми роками соціальна чутливість до благополуччя тварин, їх здоров’я, а отже, якості тваринницької продукції, викликає зростаюче занепокоєння суспільства. Водночас все більше загострюється проблема збереження екологічної рівноваги довкілля, зокрема, за впливу інтенсивного тваринництва, тісно пов’язана зі сталими змінами клімату.

Благополуччя, ріст і продуктивність тварин змінюються з умовами навколишнього середовища та методами господарювання, і на них може негативно вплинути явище глобального потепління. Почастішали безпрецедентні кліматичні коливання, як-от тривалі високі температури та вологість, хвилі спеки та сонячні спалахи, які призвели до економічних збитків у мільярдах доларів як для молочної, так і для м’ясної промисловості. Молоко в більшості країн світу залишається соціально значимим елементом продовольчої безпеки. За оцінками аналітиків, до 2050 року лише молочна промисловість США може понести збитки понад 1,7 мільярда доларів.

Водночас сільське господарство так само вносить власну частку у глобальне потепління викидами парникових газів від виробничої діяльності у цій галузі. На сільське господарство припадає практично половина світового обсягу викидів двох найнебезпечніших невуглекислих парникових газів – окису азоту (58%) і метану (47%). Очікується, що аграрний сектор залишатиметься основним джерелом цих викидів у найближчі десятиліття.

За даними В. О. Балабух, середньорічна температура повітря за останні двадцять років (1991–2010 рр.) зросла на 0,8°С відносно кліматичної норми, при цьому зростання середньої температури літнього сезону є дещо вищим і становить 1,1°С, зростання максимальної температури в літній період – 1,3°С. Середні та максимальні температури повітря центральних областей України за 1991–2015 рр. також помітно підвищилися порівняно з кліматичною нормою.

За даними Сніжко С. і Шевченко О., найбільша кількість хвиль тепла за період 1961–2015 рр. у центральних областях України була зафіксована на метеорологічних станціях міст Дніпро (36 випадків) і Кропивницький (30 випадків). Аналіз часової динаміки показав, що кількість хвиль тепла для 10 досліджуваних метеорологічних станцій була найвищою у 2006–2010 рр. Найтривалішою та найінтенсивнішою хвилею тепла за літній сезон за 1961–2015 рр. майже для всіх станцій центральних областей України була хвиля тепла кінця липня-серпня 2010 р. (рис. 5).

Рис. 5. Динаміка середньої максимальної температури повітря

за календарне літо

У 2022 році світ пережив ще один рік інтенсивного потепління, як показує оновлене зображення кліматичних смуг Університету Редінга (рис. 6).

Рис. 6. Динаміка зміни температури навколишнього середовища

у Європі за 1850–2022 рр.

Смуги демонструють середньорічну глобальну температуру з 1901 року, використовуючи червоні кольори для спекотніших років і сині для холодніших, щоб чітко показати, як різко піднялася температура через кліматичні зміни, спричинені діями людини (рис. 7).

Рис. 7. Динаміка зміни температури навколишнього середовища

в Україні за 1850–2010 рр.

Використовуючи набір глобальних температурних даних Метеорологічного бюро, тепер до вражаючої графіки додано додатковий рядок, який вказує на значне підвищення температури в 2022 році (рис.8).

Рис. 8. Динаміка зміни температури навколишнього середовища

в Україні за 1850–2022 рр.

Кліматичні смуги тепер широко визнані як універсальна та проста ілюстрація того, як температури підвищувалися в усьому світі протягом більш ніж століття, а також як емблема кліматичних заходів. Винахідник смуг ‒ професор Ед Хокінс (Національний центр атмосферних наук в Університеті Редінга).

У грудні 1997 року прийнятий Кіотський протокол на додаток до Рамкової конвенції ООН про зміну клімату зобов’язує розвинені країни і країни з перехідною економікою скоротити або стабілізувати викиди парникових газів порівняно з 1990 роком.

Для впровадження Кіотського протоколу ЄС та інші країни, що його ратифікували, розробили систему обмеження промислових викидів за допомогою квот.

Верховна Рада України ратифікувала Кіотський протокол у 2004 році.

У 2015 році ООН організовано Міжнародні кліматичні переговори, результатом яких стало підписання Паризької угоди. Вже через рік угода вступила в силу – відразу після того, як її схвалили 55 країн, що відповідальні за понад 55% світових викидів парникових газів.

Після ратифікації Україною Паризької угоди у 2016 році Україна погодилася сприяти глобальним зусиллям у реагуванні на загрозу зміни клімату та обмежити зростання температури до 1,5°C від доіндустріального рівня.

В усіх областях України вдвічі збільшилася кількість днів із високими денними температурами повітря (вище +30°C). Такі «теплові хвилі» можуть спричинити передчасне дозрівання ярих сільськогосподарських культур і знизити їхню врожайність. В Україні вже сьогодні збільшилася тривалість активної вегетації в середньому на 10 днів.

За оцінками експертів, підвищення глобальної середньої за рік температури повітря продовжуватиметься до середини століття і до 2030 року перевищить 1,5°С за всіх розглянутих сценаріїв викидів. До кінця століття ці зміни можуть сягати 3,3–5,7°C, якщо скорочення викидів CO₂ та інших парникових газів не відбудеться. Подальший ріст температури зумовить і подальші зміни термічного режиму, режиму зволоження, збільшення кількості та інтенсивності екстремальних явищ погоди, збитків, яких вони завдають економіці, населенню, довкіллю, що потребує розроблення стратегій та планів із адаптації до цих змін як на національному, так і регіональному та місцевому рівнях.

Консультативна група з міжнародних сільськогосподарських досліджень (CGIAR) управляє проєктом «Зміна клімату, сільське господарство і продовольча безпека» (CCAFS), який досліджує вплив змін клімату на сільське господарство.

Вона прогнозує у найближчий час такі зрушення у сільському господарстві та забезпеченні продовольчої безпеки:

- урожай: зміна клімату внесе зміни у спектр культур, які можна вирощувати на різних територіях, і в урожайність цих культур;

- тваринництво: вплив буде як прямий (наприклад, втрати продуктивності, тобто фізіологічний стрес через підвищення температури), так і непрямий (наприклад, зміни в доступності й якості кормів, води тощо);

- рибництво: зміна клімату впливатиме на всі сторони продовольчої безпеки населення та економічної безпеки рибалок через вплив на місця поширення, запаси і розподіл основних видів риб. Прогнозовані зміни в мінливості та сезонності клімату також позначаться на аквакультурах через вплив на темпи зростання і стабільність одомашнених популяцій риб;

- біорізноманіття: вплив зміни клімату на структуру та функції рослинних і тваринних угрупувань широко помітний для наземних, прісноводних і морських екосистем. Зміни у розподілах, фенології та екологічній взаємодії видів матимуть вплив, наприклад, на запилення, вторгнення в сільськогосподарські системи бур’янів, а також розташування основних морських риболовних угідь;

- шкідники і хвороби: зміни та варіації клімату вже впливають на розподіл і вірулентність сільськогосподарських шкідників і хвороб. Нові рівноваги у взаємодіях врожай – шкідник – пестицид будуть встановлені з ймовірними негативними наслідками для продовольчої безпеки. Зміни клімату також матимуть значний вплив на виникнення і поширення захворювань худоби різними шляхами;

- зрошення: прогнозоване збільшення мінливості опадів, пов’язане з вищим сумарним випаровуванням під впливом вищих середніх температур, передбачає триваліші періоди посухи, а отже, призведе до зростання потреби у зрошенні, навіть якщо загальна кількість опадів протягом вегетаційного періоду залишиться постійною. Зберігання і поширення харчових продуктів: кліматичні коливання впливають на втрати після збору врожаю і безпеку харчових продуктів під час зберігання. Очікується, що частіші екстремальні погодні явища через зміну клімату можуть призвести до пошкодження продовольчої інфраструктури, що негативно вплине на збереження і поширення продовольства, від чого будуть найбільш уражені бідні верстви населення;

- доступність і використання харчових продуктів: передбачається, що ціни на більшість зернових значно зростуть через кліматичні зміни, а це призведе до падіння споживання і збільшення недоїдання, значним чином серед дітей. Очікується, що харчова цінність продуктів харчування, особливо зернових, також може бути порушена як результат цих змін. Зміна клімату вплине на здатність людей ефективно використовувати продукти харчування через зміни умов для безпеки харчових продуктів і зміни впливу хвороб від переносників інфекції, забруднення води і хвороб харчового походження.

Є два ключові напрями, які натепер здатні бути відповіддю на проблеми зміни клімату, сільського господарства і продовольчої безпеки: існуючі знання, які мають бути переведені у дії, і які відкривають великі перспективи для управління мінливістю погоди в аграрних системах і скорочення впливу сільського господарства на глобальний клімат; майбутні дослідження, які закриють критичні прогалини у знаннях, розроблять нові способи управління кліматом і побудують нові стратегії зміни.

Зниження уразливості систем ведення сільського господарства в умовах зміни клімату потребує також повороту в землекористуванні, що охоплює заходи із збереження сільського господарства, які базуються на мінімальному обробітку ґрунту у поєднанні з екологічним сільським господарством; отриманням органічних речовин (повернення рослинних залишків у ґрунт) і різноманітних сівозмін; мікродозуванням.

Іншим важливим завданням у міру зміни клімату є управління щодо шкідників і хвороб сільськогосподарських культур, у тваринництві. Передбачення поширення шкідників і спалахів хвороб і комплексна боротьба з ними там, де відбуваються спалахи, закладають основи управління шкідниками і хворобами.

Також основою зменшення негативного впливу кліматичних змін є зменшення викидів в атмосферу.

Отже, для України зміна клімату на цьому етапі не несе таких загрозливих наслідків, як в деяких регіонах планети, проте кліматичні зміни відчуватимуться на більшій частині території нашої країни.

Визначено пріоритети у запобіганні зміні клімату та адаптації до неї:

- інституційні (наприклад, створення координаційно-дорадчого органу при профільному міністерстві);

- правові (урахування питання зміни клімату в обласних програмах розвитку аграрної галузі та стратегіях розвитку об’єднаних територіальних громад, у розробці законодавчих актів щодо продовольчої безпеки тощо);

- технологічні (розвиток біотехнологій та селекції, підвищення ефективності водокористування, поліпшення агрокліматичного обслуговування, розробка та реалізація науково-технічної програми з питань зміни клімату);

- стимулювання інноваційної діяльності та кліматично орієнтованого ведення сільського господарства;

- освіта та підготовка кадрів (доповнення навчальних планів та програм закладів середньої та вищої освіти у сфері сільського господарства темами з питань зміни клімату);

- міжсекторальна координація (модернізація та розвиток транспортної логістики, підвищення кліматичної стійкості існуючих та майбутніх сільськогосподарських будівель/споруд (теплиць), підтримка захисної і стабілізаційної функцій екосистем – лісових насаджень вздовж річок, на схилах).

Запобігання зміні клімату через зменшення викидів можливо запровадженням таких дій:

- використання енергоефективних і ресурсоощадних технологій та відновлювальних джерел енергії;

- оптимізація системи використання добрив, технології для збереження та поліпшення родючості ґрунтів, досягнення нейтрального рівня деградації земель;

- заліснення, захист лісосмуг, запобігання деградації ґрунтів;

- оптимізація кормової бази для зменшення викидів метану, впровадження удосконалених технологій прибирання, зберігання і використання гною у тваринництві;

- підвищення енергоефективності морозильного та іншого сільськогосподарського обладнання, зменшення використання викопного палива тощо.

В адаптації до зміни клімату важлива міжгалузева координація управління водними ресурсами, збільшення ефективності використання води, комплексна система захисту від хвороб та шкідників, агрострахування, захист лісосмуг. Для рослинництва – диверсифікація, селекція, зрошення. Для тваринництва – селекція, підвищення ефективності кормів, застосування нових практик і технологій для захисту від перегрівів у будівництві приміщень для тварин. Для лісового господарства – розвиток сертифікації лісів, збільшення лісистості, перегляд термінів посадки, формування мішаних і складних за структурою лісостанів, мінімізація площ вирощування лісових монокультур. Для рибництва та аквакультури – меліоративні роботи з очищення водойм, відновлення нерестилищ, селекція, розширене впровадження полікультури та збільшення видів культивування, використання водоощадних технологій.

2.1.3. Тепловий стрес у тварин: наслідки і основні заходи із відведення

Тепловий стрес є величезною проблемою для сільськогосподарських тварин, оскільки екстремальні умови навколишнього середовища можуть негативно позначитися на їхньому благополуччі та продуктивності.

Для кожного виду і віку тварин є певні температурні зони, за яких організм витрачає мінімальну кількість енергії для збереження нормальної температури тіла. Цю зону називають зоною термічної індиферентності, зоною комфорту або нейтральною температурною зоною. Нижню межу цієї зони становить так звана критична температура, за якої організм прагне підвищити теплопродукцію поліпшенням обміну речовин і знизити тепловіддачу. За відхилення від критичних температур організм вже не в змозі підтримати сталість гомеостазу за допомогою теплорегуляційних механізмів, наслідком чого є гіпо- та гіпертермія. Якщо ці умови тривають довго, наступає смерть тварин.

Кожен градус глобального збільшення температури призводить до багаторазового збільшення частоти теплових хвиль і посилення теплового стресу.

У тварин є фізіологічні та поведінкові механізми, що дозволяють протистояти екстремальним тепловим умовам та підтримувати свій гомеостаз:

- фізіологічна терморегуляція ‒ домашні тварини можуть регулювати свою внутрішню температуру через потовиділення, збільшення частоти дихання, збільшення периферичного кровотоку та зміни власного метаболізму;

- пошук тіні ‒ тварини шукають затінені місця або укриття, щоб захистити себе від прямого сонячного випромінювання;

- пошук води ‒ збільшення споживання води, щоб уникнути зневоднення та компенсувати втрату рідини через потовиділення та дихання;

- підвищена вентиляція ‒ збільшення частоти дихання або пошук місця з вищою циркуляцією повітря, щоб розвіяти тепло тіла.

У літній період року середньоденна температура повітря часто досягає + 35–45°С, при цьому в тваринницькому корпусі вона перевищуватиме існуючі норми для утримання. Із сільськогосподарських тварин найкраще сприймають високі температури вівці. В основу механізму порівняно хорошого захисту від спеки покладено функцію густого вовняного покриву, який відображає значну частину довгохвильових променів і у такий спосіб перешкоджає проникненню тепла до шкіри.

У скотарстві від негативних наслідків перегріву більше потерпають тварини, яких утримують на великих комплексах за поточно-цехової технології, що пояснюється спеціалізацією та концентрацією галузі, коли майже всі дійні корови зосереджені на невеликих приміщеннях і не мають змоги вільно випасатися.

Велика рогата худоба дуже чутлива до теплового стресу. У високопродуктивних лактуючих корів стрес настає вже за температури вище +25ºС.

Хвилі тепла влітку в період з 2003 по 2006 рік у Франції (температура піднялася з 25°C до 37°C і залишалася на цьому рівні більше 10 днів), значно вплинули на молочне тваринництво, зумовивши збільшення падежу молочних корів з 12 до 24%.

Високі літні температури (28–30°С) викликають у корів зниження молочної продуктивності та призводять до зниження вмісту молочного жиру. У. Бернабуччі із співавторами відмічають, що за підвищення показника денної температури вище 18°С спостерігається зниження показників вмісту жиру і білка в молоці, а пізніше відмічається і зниження надоїв. Інші дослідження показали, що зниження надоїв молока за теплового стресу в період ранньої лактації корів може досягти 14% та 35% у період середньої лактації.

Висока температура навколишнього середовища впливає на поведінку корів – вони більше часу проводять у стоячому положенні, завдяки чому збільшується площа тепловіддачі, проте це зменшує час відпочинку та посилює втому, що спричиняє зниження продуктивності корів, наприклад, жирність молока зменшується на 0,2–0,3% (в окремих випадках на 0,5%). Також під впливом теплового стресу збільшується кількість соматичних клітин у молоці на 10-42%; крім того у корів спостерігаються зміни в інтенсивності фізіологічних процесів: збільшується частота пульсу та дихання, зменшується тривалість жуйних періодів і кількість рухів жування, знижується інтенсивність жування.

Останні дослідження фізіології живлення корів свідчать, що худоба, яка зазнала суттєвого надлишку термічного навантаження, має негативний азотний баланс переважно внаслідок зменшення споживання корму. Цей дефіцит азоту може бути компенсовано збільшенням вмісту протеїну в сухій речовині раціону. Водночас таке збільшення суттєво обмежено неспроможністю мікроорганізмів рубця швидко переробити розчинний сирий протеїн, який надійшов з компонентами раціону до рубця корів в мікробіальний білок, а створений надлишок азоту призводить до його всмоктування в кров, що негативно впливає на обмін речовин та молочну продуктивності тварин. За високої молочної продуктивності корів синтез білка молока з амінокислот мікроорганізмів становить лише 40–50%, решта має забезпечуватися негідролізованим у рубці протеїном раціону. Досягти цього підбором кормів переважно неможливо. Перераховані фізіологічні зміни призводять так само до втрат молочної продуктивності.

Найбільшу кількість молока високопродуктивні корови втрачають від негативного впливу температури повітря після отелення і на піку лактації, дещо менше в наступний період експлуатації.

Одним із найважливіших факторів є мікроклімат, до змін якого особливо чутливі високопродуктивні корови, що позначається на їх молочній продуктивності та здоров’ї. Висока температура повітря у сукупності з підвищеною або дуже низькою вологістю, певними особливостями технологічного процесу виробництва молока призводять у спекотний період року до теплового стресу, який є результатом дисбалансу між припливом тепла із довкілля та виділенням тепла у тварин.

Для того щоб зменшити негативні наслідки від теплового стресу у корів застосовують різні підходи, проте одним із найбільш ефективних є створення для тварин оптимальних умов утримання ще на етапі проєктування молочної ферми (вільний доступ до корму та води, наявність місця для відпочинку кожній тварині, можливість безперешкодного пересування в секції, видалення відходів сучасними способами, забезпечення належного температурно-вологісного режиму за допомогою спеціального обладнання, тощо). За даними досліджень, безприв’язне утримання сприяє нормалізації кормової активності та підвищенню молочної продуктивності на 8,8–17,9%.

У дослідженнях щодо поведінки корів в умовах підвищених температур за різних способів утримання встановлено, що як за умов традиційного утримання, так безприв’язно-боксового утримання високопродуктивні корови реагують на підвищену температуру у корівнику зміною поведінки, зниженням молочної продуктивності та погіршенням якості молока, підвищенням захворюваності тварин, зменшенням тривалості їх продуктивного використання та передчасним вибракуванням зі стада.

Прямою реакцією організму корови на тепловий стрес є викид гормону стресу – кортизолу, який знижує чутливість клітин до інсуліну та блокує споживання ними глюкози (основного джерела енергії). При цьому за наявності достатньої кількості глюкози в крові клітина «голодує», тобто не має «палива» для повноцінного функціонування. Як наслідок, відбувається порушення роботи органів та систем організму.

Схематично загальну послідовність впливу теплового стресу на продуктивність корів наведено на рис. 9.

Рис. 9. Вплив теплового стресу на продуктивність корів

Щоб ефективно протидіяти тепловому стресу, варто орієнтуватися на визначені температурні режими і реакцію тварин на них (рис. 10).

Рис. 10. Температурні режими і реакція тварин на них

Можна виділити три стратегії мінімізації наслідків теплового стресу, які застосовуються у практиці молочного скотарства:

1) технологічні зміни умов утримання корів;

2) генетичний розвиток стада, спрямований на одержання теплотолерантних порід;

3) поліпшена практика управління годівлею корів.

Реалізація належних планів управління тепловим стресом часом означає різницю між життям та смертю худоби. Отже, є основні та додаткові заходи з відведення теплового стресу у корів (рис. 11).

Рис. 11. Заходи з відведення теплового стресу у корів

Під час теплового стресу зростають вимоги до забезпеченості тварин водою, з-поміж яких слід зазначити такі: вільний доступ до свіжої, чистої, якісної води температурою 10–20^оС; захист напувалок тіньовими навісами; розташування напувалок ближче 15 м до місця годівлі та з відстанню між ними не менше 3,7 м одна від одної; облаштування додаткових напувалок біля виходу з доїльної зали; наявність достатньої кількості точок напування: на кожні 20 корів в групі одна напувалка, але не менше двох на одну групу; можливість одночасного доступу до води 10% корів і більше; продуктивність для напувалок об'ємом 200–300 л має бути більше ніж 10 л на хвилину, для напувалок об'ємом до 100 л – більше ніж 20 л на хвилину; для індивідуальних напувалок продуктивність – 12–16 л на хвилину. Напувалки періодично потребують перевірки на продуктивність (на початку та всередині періоду високих температур).

Під час теплового стресу критично важливо поліпшити управління годівлею. До основних заходів належать: роздача свіжого корму мінімум двічі на добу у прохолодніші періоди; забезпечення достатнього фронту годівлі; гладке покриття кормового столу; захист кормових столів тіньовими навісами; адаптація раціонів під час теплового стресу; відсутність вторинної ферментації кормів; ретельне та своєчасне прибирання залишків корму з годівниць.

Критично важливим є захист тварин від прямих сонячних променів у місцях годівлі та відпочинку. Для цього слід забезпечити: площу під накриттям 3,5–4,5 м² на одну голову; висоту бічного відкритого простору навісу 4,3 м та більше; слід звернути окрему увагу на недопущення потрапляння прямих сонячних променів на тулуб корів у корівниках.

Скупчення є природною реакцією корів на тепловий стрес. Для запобігання цьому явищу необхідно забезпечити: рівномірну температуру в корівнику; захист корів від мух; рівномірне освітлення у корівнику; непрозору фронтальну частину корівника; теплоізоляцію даху корівника; достатню площу у накопичувачі доїльної зали (щонайменше 1,9 м² на одну корову).

Ефективним заходом із зниження негативного впливу теплового стресу є належна вентиляція та охолодження корів, метою яких є забезпечення відповідної кратності заміни повітря у місцях утримання тварин та недопущення їх перегрівання.

Вимоги до вентиляції у корівнику: норматив кратності повної заміни повітря у корівнику становить 10 разів узимку та 40−60 разів влітку залежно від системи вентиляції та температури повітря; швидкість руху повітря в зоні мікроклімату корів має становити 2−3 м/сек; за можливості забезпечити нічне охолодження (не менше 6 год за температури менше 19^оС).

Вимоги до охолодження великою краплею (у накопичувачах доїльної зали та у місцях годівлі корів): активація за досягнення температури 21^оС; рівномірне розприскування; продуктивність розпилювачів 3,8 л води на 13,9 м²/хв; цикл розприскування та обдування корів вентиляторами ‒ 1 хвилина/5 хвилин або 2 хвилини/10 хвилин, висота розміщення форсунок 2,7 м.

Свині вкрай чутливі до теплового стресу, який є відповідною реакцією організму на вплив високих температур і тягне за собою зміни в усіх системах та органах тварини, що своєю чергою провокують оксидативний стрес. Часто відбуваються незворотні зміни в ефективності дії ферментних систем організму. Як результат свині погано ростуть і розвиваються, виробництву завдають відчутного економічного збитку.

Слід зазначити, що через свою фізіологію свині не мають потових залоз і терморегуляція здійснюється тільки через дихання, тому вони можуть відчувати себе комфортно тільки в дуже вузьких діапазонах температур. Найбільш значимі зміни внаслідок дії теплового стресу відбуваються в серцево-судинній, дихальній системі та шлунково-кишковому тракті. Відомо, що порушення в роботі серцево-судинної системи під час перегрівання організму відбуваються через зміни в самому серці або внаслідок впливу гіпертермії на центральну нервову систему.

Тепловий стрес має великий вплив на виробничі показники та тривалість життя свиней. Ризик, що свиноматки зазнають теплового стресу, починається вже з 22ºС (найбільш комфортна температура –15–18ºС). Перша ознака – тварини споживають менше корму або й взагалі відмовляються їсти. Проте тут також важливо брати до уваги рівень вологості в приміщенні: комбінація високої температури із високою вологістю – це небезпечна суміш, яка дуже негативно впливає на здоров’я свиней. При цьому в свиноматок часто спостерігається сезонне безпліддя, малочисельні гнізда, втрата ембріонів.

Тепловий стрес у кнурів-плідників впливає на якість спермопродукції, істотно знижує фізіологічні характеристики сперматозоїдів та знижує їх запліднювальну здатність.

Найкращий спосіб убезпечити свиней від теплового стресу – підтримувати комфортні для них температури. Арсенал доступних засобів охоплює різні системи вентиляції, кондиціонування повітря в окремих приміщеннях перед подачею до тварин, капілярне охолодження, системи «фреш-ніс», плакучі панелі, системи туманування тощо.

Дослідники помітили прямий зв’язок між температурою та кількістю спожитого корму. Тварини, які зазнали теплового стресу, їдять менше, оскільки в процесі їди їхній організм виділяє енергію, від чого стає ще спекотніше. При цьому якщо лактуючі свиноматки, які спочатку віддають поживні речовини поросятам, а вже тоді піклуються про власні потреби, відмовлятимуться їсти, негативний вплив високої температури подвоїться – страждатимуть як поросята, так і самі свиноматки, швидко втрачаючи кондицію. А у худих тварин часто виникають проблеми із наступним заплідненням, виживаністю ембріонів та розміром гнізда.

Вже за температури в приміщеннях +23 – + 25°С у тварин в 1,5 раза збільшується інтенсивність дихання, а пульс підвищується на 20–30 ударів на хвилину. Зокрема, якщо за температури повітря +15–17°С на 40 кг приросту живої маси доводиться 120–140 кг корму, то за +29°С для отримання цього самого приросту витрачається вже 480 кг корму. Якщо температура повітря підвищується до +32 – +34°С приріст свиней знижується на 30–40%, а за +37°С вже відбувається втрата живої маси. Висока температура пригнічує дію жовчовидільної функції печінки, знижується кількість глікогену, тіаміну і рибофлавіну в печінці, зменшується кількість аскорбінової кислоти, що свідчить про зростання окиснювальних процесів і розвиток оксидативного стресу.

Висока температура повітря є головною причиною теплового стресу, однак підвищена температура у поєднанні з високою відносною вологістю та недостатнім рухом повітря може ще швидше викликати у свиней тепловий стрес.

Користуючись даними рисунка (рис. 12), можна визначити, коли дорослі свині почнуть відчувати тепловий стрес та вжити необхідних заходів.

Рис. 12. Індекс теплового стресу дорослих свиней

Свині демонструють оптимальні показники, коли перебувають в своїй комфортній термонейтральній зоні. Це та температура, за якої тварина може підтримувати свою нормальну температуру тіла та контролювати втрати тепла. Якщо температура вище або нижче діапазону термонейтральної зони, тварина відчуває тепловий або холодовий стрес, відповідно.

Перебування за межами термонейтральної зони призводить до зміни споживання корму, що тягне за собою негативні економічні наслідки (рис. 13).

Рис. 13. Зміни споживання корму тваринами у комфортних

і стресових умовах

У графіку наведено діапазон температур утримання для різних вікових груп тварин, вище або нижче яких свині отримуватимуть дискомфорт та зниження показників ефективного розвитку, а також більші ризики до захворювань.

Для поросят вагою 10 кг критичною температурою є 29−31°С. Якщо температура підніметься вище цієї межі, постраждають і споживання корму, і прирости. Для свиней на відгодівлі вагою 90 кг критичною є температура 21°C, за перевищення якої погіршується споживання корму, і 23°C, за перевищення якої погіршується середньодобовий приріст.

Рис. 14. Технологічні рішення для уникнення теплового

стресу у свиней

Підтримання оптимального мікроклімату в птахівничих приміщеннях за будь-яких зовнішніх температур – обов'язкова умова успішного виробництва. Існує низка заходів, що дають змогу не допустити охолодження птиці взимку і уникнути теплового стресу в жаркий період.

Розроблено шляхи оптимізації мікроклімату в пташниках за високої зовнішньої температури, а також низка супутніх заходів, що дають змогу мінімізувати негативні наслідки теплового стресу для птиці.

Температура є найважливішим чинником зовнішнього середовища, що впливає на показники вирощування птиці. Думки фахівців щодо негативного впливу низьких температур на показники продуктивності птиці значно різняться, проте всі вони одностайні в тому, що підвищена навколишня температура неминуче знижує виробничі показники як за вирощування бройлерів, так і за утримання племінної та яєчної птиці. Цей ефект помітно посилюється в умовах високої відносної вологості.

В умовах високої зовнішньої температури і вологості (>30°C, >60%) у птиці швидко розвивається стрес, внутрішня температура тіла підвищується на 0,5–1,0°С, дихання частішає з 22 до 200 циклів на хвилину (так званий симптом «гіперпноє»), активізуються артеріально-венозні анастомози в ділянках тіла, через які здійснюється основна тепловіддача: гребені, сережки, відкрита шкіра ніг. Через респіраторний тракт птиця позбавляється від вологи, яка забирає із собою надлишкове тепло. Але цей процес не може тривати довго і має негативний ефект – разом з повітрям, що видихається, птиця втрачає велику кількість СО₂, що може призвести до респіраторного алкалозу з подальшим зниженням рН крові й метаболічному ацидозу.

У стані теплового стресу в плазмі крові птиці відмічається підвищення рівня кортикостерону, лептину і глюкагону, а також зниження кількості гормону щитоподібної залози та інсуліну. Ці процеси неминуче позначаються на метаболізмі птиці й можуть призвести до цілої низки негативних наслідків, що виявляються зниженням показників, як-от: споживання корму – на 4–5% на кожен градус понад 30°С; середньодобовий приріст ваги і конверсія корму; спермопродукція (до 50%) і запліднювальна здатність племінних півнів (до 30%); яєчна продуктивність (до 8% за підвищення температури з 21°С до 32°С) і якість шкаралупи (потоншання, крихкість) у промислової та племінної несучки; маса яйця знижується на 0,4 г за підвищення температури на кожний градус вище 21°С; якість бройлерної тушки: розрив шкіри під час зняття пера, погане знекровлення, жорстке м'ясо, темна пігментація, біохімічні зміни складу м'яса – зниження вмісту протеїну, підвищення % жиру в тушці. Це насамперед стосується курочок і зумовлено природною реакцією організму на високу температуру – через синтез і депонування жирової тканини, за катаболізму якої утворюється більше води, ніж за розщеплення будь-якої іншої тканини в організмі; імунний статус птиці та збереження в старшому віці тощо.

Є низка заходів, що допомагають мінімізувати негативний вплив високих зовнішніх температур на птицю. Їх можна умовно поділити на технологічні, кормові та технічні.

Технологічні прийоми охоплюють: зниження щільності посадки бройлерів на 20%, курей-несучок – до 2 голів у клітку; обмеження за глибиною використовуваної підстилки до 3–5 см; за вкрай високої зовнішньої температури в умовах старих пташників можна залишити по 1 м² відкритої бетонної підлоги по внутрішньому периметру будівлі – уздовж стін, яку можна періодично зрошувати водою, створюючи додаткове джерело випарного охолодження; система напування має забезпечувати цілодобовий вільний доступ птиці до води, збільшити фронт напування на 20–25% та понизити температуру води до 15°С; застосування світлового режиму, який включає одну годину світла і 3 години темряви, починаючи з 4-денного віку, в умовах теплового стресу дає змогу зберегти високий імунний статус поголів'я та істотно знизити падіж; уникати годування в самий жаркий період доби.

Боротьба з високою температурою всередині пташника в літній період – найважливіший етап на шляху подолання теплового стресу у птиці. Але перед тим як визначитися з методами боротьби – необхідно критично оцінити ступінь загрози теплового стресу і можливого збитку для птахівництва конкретного регіону, тобто тривалість жаркого періоду і пікову температуру, з якою доведеться боротися.

Для регіонів, де тривалість пікових температур (>30°С) рідко перевищує кілька днів у році, цілком можна обійтися застосуванням технологічних і кормових прийомів компенсації теплового стресу, а також недорогими системами дискового або форсункового охолодження. Для південних регіонів система касетного охолодження в поєднанні з тунельною вентиляцією, є, мабуть, єдино оптимальним вибором.

Отже, тепловий стрес у сільськогосподарських тварин і птиці є доволі актуальною та глобальною проблемою, тому шляхи оптимізації мікроклімату, правильний менеджмент господарства, збалансовані раціони годівлі є обов’язковими умовами успішного виробництва.

Попередня тема

На початок

Наступна тема