Shanker R Barsila

ETH Zurich, Institutul de Științe Agricole, Universitätstrasse 2, 8092 Zurich, Elveția

diferitelor

Naba R Devkota

Universitatea de Agricultură și Silvicultură, Direcția de Cercetare și Extindere, Chitwan, Nepal

Michael Kreuzer

ETH Zurich, Institutul de Științe Agricole, Universitätstrasse 2, 8092 Zurich, Elveția

Svenja Marquardt

ETH Zurich, Institutul de Științe Agricole, Universitätstrasse 2, 8092 Zurich, Elveția

Abstract

Douăsprezece hibrizi cu lactație × iac (B. taurus × B. grunniens) au fost investigați pe cinci pășuni experimentale (Siturile 1-5), urmând un traseu de transhumanță în sus și în jos (3.200, 4.000, 4.500, 4.000 și 2.600 m s.a.). Hibrizii au fost ținuți în grupuri replicate de două (SD scăzut) și patru animale pe padoc (SD ridicat). Ca martor, iacii (cu vițeii) au fost incluși la SD scăzută la siturile 2-4. Performanța a fost descrisă prin greutatea corporală, randamentul laptelui și compoziția. Probele de ierburi selectate de animale au fost analizate. Modelele de activitate ale hibrizilor au fost evaluate la Siturile 2-4. La o schimbare similară a greutății corporale și a compoziției laptelui, hibrizii individuali au produs în medie 26% mai puțin lapte la un nivel ridicat decât la un nivel scăzut de SD. Cu toate acestea, la un SD ridicat, în medie s-a produs încă 49% mai mult lapte/m 2 din suprafața pășunilor. Grăsimea din lapte a crescut cu timpul de la 5,4 la 7,1%, proteinele din lapte au scăzut de la 4,2 la 3,3%. La SD mare, hibrizii au petrecut mai puțin timp în picioare și mai mult timp culcat. Yak-urile s-au îngrășat la 4.500 m slm. în timp ce hibrizii au pierdut în greutate (+836 și, respectiv, -653 g/animal/zi). În concluzie, SD ridicat a redus randamentul individual de lapte și a forțat hibrizii să petreacă mai mult timp pentru hrănire. Se pare că iacii aveau un avantaj față de hibrizii la altitudine foarte mare.

fundal

F1-hibrizii de iaci și bovine sunt obișnuiți în zonele de înaltă altitudine din Asia care păstrează iacul (Qi și colab. 2009). În Himalaya nepaleză, atât iacii, cât și hibrizii sunt gestionați în sisteme tradiționale transhumante (Joshi 1982), unde s-au deplasat împreună cu creșterea sezonieră a ierburilor într-un interval altitudinal (Dong și colab. 2009). Hibrizii au un avantaj în producția de lapte (MY) datorită heterozei (Wang și colab. 1994). Cu toate acestea, există diferite tipuri de hibrizi care diferă în ceea ce privește adaptabilitatea lor la pășunatul la altitudine mare (Barsila și colab. 2014). Laptele și produsele lactate ale iacilor și hibrizilor sunt principalele surse de trai ale păstorilor din aceste zone (Joshi 1982). Cu toate acestea, productivitatea terenului este în scădere datorită suprapășunării, așa cum sa raportat pentru alte zone montane (Mishra și colab. 2001). În zonele de pășunat supra-pășunate, arbuștii neplăcuți acoperă proporții din ce în ce mai mari din suprafață (Bauer 1990), ceea ce ar restrânge în continuare terenul disponibil pentru pășunatul animalelor și ar promova astfel supra-pășunatul.

Prin urmare, în prezentul experiment, au fost testate două ipoteze (1) dacă densitatea crescută a animalelor va duce la pierderi ale performanței individuale ale animalelor și modificări ale tiparului de activitate al animalelor și (2) dacă, la altitudini mari, hibrizii bovine × iac nu mai funcționează mai bine decât iacii din cauza moștenirii incomplete a hibrizilor a capacității de adaptare specifice la altitudine mare a iacului. Pentru a putea testa ipotezele, a fost efectuat un experiment de câmp controlat de-a lungul unui traseu transhumant începând de la 3.200 m d.s.l. până la 4.500 m slm și coborâre la 2.600 m slm, incluzând cinci locuri de pășune utilizate pentru colectarea datelor. Performanța hibrizilor a fost comparată cu cea a iacilor de rasă la cele trei locuri de pășune de mare altitudine. Efectul locului pășunii a inclus altitudinea, anotimpul și compoziția speciilor de plante (specii de plante, stadiu vegetativ) ca factori potențiali de influență.

Metode

Site-uri experimentale și înregistrări climatice

Animale experimentale

Proiectare experimentală, determinarea biomasei furajere și a dimensiunilor padocului

Hibrizii au fost menținuți la două SD în padocuri îngrădite în perioade de măsurare de 9 zile pe sit fiecare. Dimensiunile padocului au fost calculate pe sit pe baza evaluărilor disponibilității actuale a biomasei furajere cu 2 zile înainte de începerea măsurătorilor și estimărilor cerințelor animalelor, luând în considerare BW și MY reale. Prin urmare, probe din biomasa totală au fost recoltate din parcele de 50 × 50 cm (Siturile 1-5, n = 12, 3, 6, 6 și respectiv 4 parcele). Doar biomasa verde pentru furaje a fost utilizată pentru calcularea dimensiunii padocului. A fost separată în biomasă gustabilă (adică furaj) și biomasă neplăcută (pe baza evaluărilor personale ale păstorilor). S-a presupus un conținut de substanță uscată (DM) de 200 g/kg. Aportul de furaje a fost estimat pe baza cerințelor animalelor folosind ecuația menționată în Wiener și colab. (2003) pentru iacii care alăptează:

Înregistrări și eșantionări făcute în iarbă

Disponibilitatea totală a biomasei a fost măsurată în trei parcele aleatorii de 50 × 50 cm/padoc cu 2 zile înainte ca animalele să fie alocate padocurilor lor respective. Pentru a măsura disponibilitatea biomasei, eșantioanele au fost tăiate la 2 cm deasupra solului (Pande și Yamamoto 2006), rezultând total n = 12 și n = 18 parcele la Siturile 1 și 5 și respectiv la Siturile 2-4. Biomasa în picioare a fost separată de grupuri funcționale, mai întâi uscate la aer și apoi uscate la 60 ° C timp de 48 de ore într-un cuptor, cântărite și măcinate instantaneu pentru a determina cantitatea de aer DM. Probele de ierburi selectate de animale au fost colectate pe padoc în zilele 1-7 ale perioadei de măsurare de la ora 09:00 până la ora 03.00 (și de la 10.00 la 15.00 la Site-ul 5). Animalele au fost însoțite și comportamentul lor de selecție a fost mimat pe întreaga durată a perioadei respective de observare prin comutarea aleatorie între animale urmând procedura descrisă de Berry și colab. (2002). Eșantionarea la fiecare 30 de minute a fost reluată într-un alt padoc. Pe paddock, au fost colectate două probe independente (A și B). Seara, probele de 150-200 g greutate proaspătă au fost reunite pe parcursul zilelor de prelevare prin menținerea probelor separate A și B, tăiate în bucăți mici și distribuite într-un cort pentru a facilita uscarea.

Măsurarea randamentului și compoziției laptelui

Măsurarea greutății corporale

Greutatea corporală (BW) a fost evaluată cu o balanță digitală (BH-300X, Aditsan, New Delhi, India, cu o precizie de ± 0,02 kg) acoperită de o platformă din lemn de dimensiunea 200 × 50 × 5 cm. Vițeii au fost cântăriți înainte și după fiecare muls. Adulții au fost cântăriți după mulsul de dimineață cu 1 zi înainte de începerea fiecărei perioade experimentale și după mulsul de seară din ziua 9. Modificarea zilnică a MV a fost calculată ca (MN inițial minus BW final)/9 zile.

Înregistrarea tiparului de activitate în hibrizi

Analiza de laborator

Probele de ierburi au fost uscate la cuptor la 60 ° C timp de 48 de ore la Institutul de Agricultură și Științe Animale, Rampur, Nepal, cântărite și măcinate pentru a trece o sită cu dimensiunea ochiului de 0,75 mm pe o moară Thomas. În Elveția, probele au fost analizate pentru conținuturile următoare, urmând proceduri standard (AOAC 1997; Van Soest și colab. 1991). Substanța uscată și cenușa totală au fost evaluate pe un determinator termogravimetric automat (TGA-500, Leco, St. Joseph, MI, SUA: indicele AOAC nr. 942.05) și azotul cu un analizor C/N (Analyzer CN-2000, Leco, St .Joseph, MI, SUA; AOAC 977.02). Proteina brută (CP) a fost calculată ca 6,25 × N. Conținutul de fibre de detergent neutru (NDF), fibre de detergent acid și lignină de detergent acid au fost evaluate pe un sistem Fibertec M (Tecator 1020 Hot Extraction, Höganäs, Suedia). Metodele s-au bazat pe Van Soest și colab. (1991), datele au fost corectate pentru conținutul de cenușă, iar pentru analiza NDF s-au utilizat α-amilaza și sulfitul de sodiu. Hemiceluloză a fost calculată ca fibră detergentă neutră - fibra detergentă acidă, iar celuloza a fost calculată ca fibră detergentă acidă - lignină detergentă acidă.

analize statistice

Procedura mixtă a SAS (versiunea 9.3) a fost utilizată pentru a efectua analiza varianței. Compoziția botanică a fost analizată cu modelul 1 tratând situl de pășune (S) ca efect unic fix și paddock ca replică (Yij = Si + εij). Parcelele utilizate pentru tăierea biomasei (trei/padoc) au fost mediate pe padoc, iar padocul a fost folosit ca replică rezultând n = 4 (Siturile 1 și 5) și n = 6 (Siturile 2-4).

Pentru randamentul ECM, compoziția laptelui, BW și datele de comportament, un model a fost aplicat exclusiv pe datele hibrizilor pentru a determina efectele sitului (S) și SD. Acest model 2 citește:

unde S și SD, precum și interacțiunea lor au fost tratate ca efecte fixe. Site-ul a fost tratat ca variabilă repetată, animalul (replicat) imbricat în SD a fost setat ca subiect și paddock ca efect aleatoriu. Pentru datele privind laptele, s-au calculat în medie ultimele 3 zile.

Modelul 3 a comparat cele două genotipuri pentru datele BW, randamentul ECM și compoziția laptelui în Siturile 2-4 numai cu SD scăzută. Se citește după cum urmează:

Mijloacele dintr-un rând care poartă superscripturi diferite diferă la P A Restul la 100% sunt „alții” (ferigi, arbuști mici, mușchi) care nu sunt afișate.

Probele B A și B per paddock și sit au fost reunite înainte de analiză rezultând n = 2.

Performanța hibrizilor și iacilor

Eroare standard SEM a mediei.

A Mijloacele aceleiași variabile pentru SD ridicat și scăzut în zonele de pășuni care poartă superscripturi diferite diferă la P B. Au fost utilizate doar valorile din densitatea scăzută a stocului și numai din Siturile 2-4 (S2 - S4). Laptele de dimineață și de seară a fost folosit pentru analiză.

C Deoarece iacii au fost însoțiți de vițeii lor, a fost aplicată metoda de cântărire-alăptare-cântărire pentru evaluarea randamentului de lapte (vezi „Metode”). Doar laptele de dimineață a fost disponibil pentru analiză.

D Calculat ca randament ECM împărțit la m 2/cap de SD respectiv pe sit de pășune.

Modelul de activitate al hibrizilor

Înseamnă prin tratament, n = 4 fiecare pentru SD mare și scăzut.

Eroare standard SEM a mediei.

A Mijloacele aceleiași variabile pentru SD ridicat și scăzut între pășunile care poartă superscripturi diferite diferă la P B Ziua = de la mulsul de dimineață la mulsul de seară plus orele de zi ale zilei următoare înainte de mulsul de dimineață (respectiv 480 + 59 = 539 min).

Discuţie

Efectele densității stocului asupra performanței și modelului de activitate la hibrizii bovine × iac

Efectele sitului de pășune asupra performanței și a tiparului de activitate la hibrizii bovine × iac

În majoritatea parametrilor de activitate măsurați s-a produs un efect de pășune. Cu toate acestea, rezultatele efectului locului pășunii, altele decât cele ale efectului SD, trebuie interpretate cu prudență, deoarece mai ales numărul de pași întreprinși ar fi putut fi legat mai degrabă de diferitele dimensiuni de padoc (cel mai mare la locul 2) decât de condițiile reale ale site-ului.

Efectele genotipului asupra performanței

Yak-urile sunt deosebit de bine adaptate la medii de mare altitudine (Wiener și colab. 2003). El și colab. (2011) au raportat un ME clar mai mare la hibrizii de bovine yak × galbene în comparație cu iacii, deși hibrizii din acest studiu au fost mai avansați în lactație decât iacii (respectiv 121 ± 29 vs 90 ± 30 zile în lapte). Spre deosebire de așteptări, în prezentul experiment, tipul hibrid testat (Dimjo) nu a fost în general clar superior la iacii cu randament ECM, deși hibrizii inițial (la locul 2) au avut rezultate mai bune. Această diferență inițială a randamentului ECM (kg/zi) seamănă cu diferența găsită de Barsila și colab. (2014) în randamentul ECM pentru iacii (2,78) și Dimjos (3,48) la pășunat la 4.700 m. La fel, hibrizii fătaseră cu câteva săptămâni mai devreme decât iacii, sugerând că potențialul MY al hibrizilor ar fi putut fi mai mare în comparație cu iacii din același stadiu al lactației. Cu toate acestea, diferența inițială s-a egalat de la site-ul 3 (cea mai mare altitudine), împreună cu pierderea de BW în hibrizi și câștigul de BW în iacii de la site-ul 3, au fost indicații pentru o mai bună adaptare a iacilor în comparație cu hibrizii la foarte mare altitudini.

Concluzie

După cum sa presupus, în general, o densitate mare de stocare a limitat producția de lapte a indivizilor hibrizi chiar și într-o perioadă scurtă de 9 zile. În prezentul studiu, SD a avut efecte recurente asupra randamentului de lapte, deoarece în perioada dintre perioadele experimentale animalelor li s-a permis să pășuneze liber și a forțat animalele să efectueze în general mai mulți pași, probabil să adune furaje suficiente. Cu toate acestea, pierderea de randament individuală a laptelui a fost compensată de un randament global de lapte concomitent cu aproximativ 50% mai mare pe m2 de suprafață de pășune. Performanța (randamentul de lapte corectat din punct de vedere energetic) al hibrizilor investigați nu a fost superioară celei iacilor la aceeași densitate mică de stocare la altitudine foarte mare. Se pare că hibrizii și-au depășit zona de confort la această altitudine. Cu toate acestea, sunt necesare studii pe termen lung pe mai mulți ani pentru a putea trage concluzii definitive.

Contribuțiile autorilor

SM, SRB, MK și NRD au conceput studiul și au contribuit la pregătirea manuscrisului. SRB a condus lucrările de teren. SRB și SM au efectuat analiza datelor. Toți autorii au citit și au aprobat manuscrisul final.

Mulțumiri

Dorim să mulțumim lui H. Sherpa și C. Sherpa pentru că au furnizat animalele experimentale și au ajutat la manipularea animalelor, K. Khatri-Chetri, B. Poudel și K. Tenjing Sherpa pentru că au oferit asistență în munca de teren, C. Kunz, M Mergani și S. Amelchanka pentru asistența lor în munca de laborator la ETH și M. Khatri-Chetri la laboratorul IAAS. Suntem recunoscători pentru finanțarea studiului de către Fundația Sawiris.

Respectarea liniilor directoare etice

Interese concurente Autorii declară că nu au interese concurente.