Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Ефективність біотехнологічних інструментів у покращенні здоров’я поголів’я свиней та екологізації виробництва

Дмитро Жданов, Ярослав Васютинський, Михайло Гугляк, Юрій Засуха
Завантажити статтю
Анотація

У контексті глобального зростання стійкості патогенів до антибіотиків та екологічних викликів у тваринництві постає потреба у впровадженні ефективних біотехнологічних рішень. Метою дослідження було встановити ефективність застосування біотехнологічних інструментів у свинарстві з огляду на їх вплив на здоров’я, продуктивність тварин і екологічну стійкість виробництва. Експеримент проводився у період з серпня по грудень 2024  року на двох свинокомплексах Кіровоградської та Вінницької областей із загальною вибіркою 240 свиней, поділених на контрольну та три дослідні групи. У дослідженні вивчався вплив пробіотиків, вакцин та генетичної селекції на приріст живої маси, захворюваність, гематологічні й імунологічні показники, частоту використання антибіотиків, екологічні параметри та економічну рентабельність. У результаті застосування пробіотиків середньодобовий приріст збільшився на 80  г, захворюваність знизилася вдвічі, а рівень імуноглобулінів зріс на 30 %. Вакцинація забезпечила підвищення збереженості поголів’я на 4,3 %, скорочення потреби в антибіотикотерапії на 40 % і зменшення залишкових антибіотиків у продукції. Генетичний добір дав найвищі результати – зростання приросту до 810 г на добу, найнижчі показники захворюваності, аміачних викидів та залишків антибіотиків. Економічний аналіз підтвердив ефективність усіх трьох підходів: рівень рентабельності інвестицій становив 287,5 % для пробіотиків, 50 % для вакцинації та 123 % для селекції. Практична ефективність результатів підтверджена прикладами впровадження аналогічних підходів у Данії, Польщі та Бразилії, де було досягнуто зменшення використання антибіотиків без шкоди для продуктивності. Дослідження також засвідчило позитивний вплив на мікробну активність ґрунтів, зменшення кислотного навантаження та ризиків евтрофікації. Результати можуть бути використані у практиці свинарських господарств для підвищення продуктивності тварин, зменшення залежності від антибіотиків і зниження екологічного навантаження на агроекосистеми

Ключові слова

пробіотики; вакцинація; генетика; тваринництво; ветеринарія

ЦИТУВАТИ
Zhdanov, D., Vasiutynskyi, Ya., Huhliak, M., & Zasukha, Yu. (2025). Effectiveness of biotechnological tools in improving the health of pigs and environmentalisation of production. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 21(3),128-144. https://doi.org/10.31548/dopovidi/3.2025.128
Використані джерела
  1. Bodyul, A. (2024). Assessment of the properties of different strains of salmonella for the use of biotechnological diagnostic methods in laboratory conditions Derzhprodspozhivsluzhbi m. Mykolaiv. Mykolaiv: MNAU.
  2. Das, D.N., Paul, D., & Mondal, S. (2022). Role of biotechnology on animal breeding and genetic improvement. In Emerging issues in climate smart livestock production (pp. 317-337). London: Academic Press.
  3. DSTU 7863:2015. (2015). Soil quality. Determination of easily hydrolyzable nitrogen by Kornfield method. Kyiv: Ministry of Economic Development and Trade of Ukraine.
  4. European Environment Agency. (2021). Eutrophication and nitrogen pollution in Europe. Retrived from https://www.eea.europa.eu.
  5. European Parliament & Council of the European Union. (2010). Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes. Official Journal of the European Union, L276, 33-79.
  6. Gaidar, A.A. (2020). System of functioning of ecological marketing in biotechnological production. Environmental Balance, 2, 46-52. doi: 10.33730/2310-4678.2.2020.208768.
  7. Goley, Yu.M., Stasyuk, Yu.M., & Krupskyi, O.P. (2022). Research on world trends in biotechnology development. Innovative Economy, 1, 12-22. doi: 10.37332/2309-1533.2022.1.2.
  8. Hasan, M.K., et al. (2024). Transformation toward precision large-scale operations for sustainable farming: A review based on China’s pig industry. Journal of Advanced Veterinary and Animal Research, 11(4), 1076-1092. doi: 10.5455/javar.2024.k859.
  9. Huangfu, W., et al. (2024). In vitro and in vivo fermentation models to study the function of dietary fiber in pig nutrition. Applied Microbiology and Biotechnology, 108(1), 314. doi: 10.1007/s00253-024-13148-9.
  10. Jacobson, M., Fellström, C., Lindberg, R., Wallgren, P., & Jensen-Waern, M. (2004). Experimental swine dysentery: Comparison between infection models. Journal of Medical Microbiology, 53(4). doi: 10.1099/jmm.0.05323-0.
  11. Jørgensen, U., Jensen, S.K., & Ambye‐Jensen, M. (2022). Coupling the benefits of grassland crops and green biorefining to produce protein, materials and services for the green transition. Grass and Forage Science, 77(4), 295-306. doi: 10.1111/gfs.12594.
  12. Kemper, N. (2008). Veterinary antibiotics in the aquatic and terrestrial environment. Ecological Indicators, 8(1), 1-13. doi: 10.1016/j.ecolind.2007.06.002.
  13. Khajali, F., & Rafiei, F. (2024). A review of plant anti-nutritional factors in animal health and production: The classification, biological properties, and the passivation strategy. Journal of Agriculture and Food Research, 18, article number 101290. doi: 10.1016/j.jafr.2024.101290.
  14. Knap, P.W. (2022). Pig breeding for increased sustainability. In Animal breeding and genetics (pp. 139-179). New York: Springer US.
  15. Koroban, M., Lykhach, V., Lykhach, A., Barkar, Y., & Chernysh, S. (2023). Increasing the productivity of young pigs in the context of overcoming technological stress. Animal Science and Food Technology, 14(3), 47-60. doi: 10.31548/animal.3.2023.47.
  16. Korsa, G., Alemu, D., & Ayele, A. (2024). Azolla plant production and their potential applications. International Journal of Agronomy, 2024(1), article number 1716440. doi: 10.1155/2024/1716440.
  17. Law of Ukraine No. 3447-IV “On the Protection of Animals from Cruelty”. (2006, February). Retrived from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/3447-15.
  18. Nagy, P.P., Skidmore, J.A., & Juhasz, J. (2022). Intensification of camel farming and milk production with special emphasis on animal health, welfare, and the biotechnology of reproduction. Animal Frontiers, 12(4), 35-45. doi: 10.1093/af/vfac043.
  19. Oliveira, B.C.D., et al. (2024). Antimicrobial use in pig farms in the Midwestern Region of Minas Gerais, Brazil. Antibiotics, 13(5), article number 403. doi: 10.3390/antibiotics13050403.
  20. Puchałka, R., Paź-Dyderska, S., Woziwoda, B., & Dyderski, M.K. (2023). Climate change will cause climatic niche contraction of Vaccinium myrtillus L. and V. vitis-idaea L. in Europe. Science of the Total Environment, 892, article number 164483. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.164483.
  21. Rauw, W.M., et al. (2020). Prospects for sustainability of pig production in relation to climate change and novel feed resources. Journal of the Science of Food and Agriculture, 100(9), 3575-3586. doi: 10.1002/jsfa.10338.
  22. Reeves, D.E. (2006). The application of biotechnical and epidemiologic tools for pig health. Animal Biotechnology, 17(2), 177-187. doi: 10.1080/10495390600962134.
  23. Shanmugamprema, D., Muthuswamy, K., Ponnusamy, V., Subramanian, G., Velusamy, T., Krishnan, V., & Subramaniam, S. (2022). CD36 and GPR120 mediated orogustatory perception of dietary lipids and its physiological implication in the pygmy mouse Mus booduga. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 106(6), 1408-1419. doi: 10.1111/jpn.13755.
  24. Singh, R.P., Singh, P.K., Gupta, R., & Singh, R.L. (2018). Biotechnological tools to enhance sustainable production. In Biotechnology for sustainable agriculture (pp. 19-66). Cambridge: Woodhead Publishing. doi: 10.1016/B978-0-12-812160-3.00002-7.
  25. Stefanik, E., Drewnowska, O., Lisowska, B., & Turek, B. (2021). Causes, effects and methods of monitoring gas exchange disturbances during equine general anaesthesia. Animals, 11(7), article number 2049. doi: 10.3390/ani11072049.
  26. Ti, C., Xia, L., Chang, S.X., & Yan, X. (2019). Potential for mitigating global agricultural ammonia emission: A meta-analysis. Environmental Pollution, 245, 141-148. doi: 10.1016/j.envpol.2018.10.124.
  27. Tu, C.F., Chuang, C.K., & Yang, T.S. (2022). The application of new breeding technology based on gene editing in pig industry – a review. Animal Bioscience, 35(6), 791-803. doi: 10.5713/ab.21.0390.
  28. Wang, J., Deng, L., Chen, M., Che, Y., Li, L., Zhu, L., Chen G., & Feng, T. (2024). Phytogenic feed additives as natural antibiotic alternatives in animal health and production: A review of the literature of the last decade. Animal Nutrition, 17, 244-264. doi: 10.1016/j.aninu.2024.01.012.
  29. Whitworth, K.M., Green, J.A., Redel, B.K., Geisert, R.D., Lee, K., Telugu, B.P., Wells, K.D., & Prather, R.S. (2022). Improvements in pig agriculture through gene editing. CABI Agriculture and Bioscience, 3(1), article number 41. doi: 10.1186/s43170-022-00111-9.
  30. Wu, G., & Bazer, F.W. (2019). Application of new biotechnologies for improvements in swine nutrition and pork production. Journal of Animal Science and Biotechnology, 10(1), article number 28. doi: 10.1186/s40104-019-0337-6.
  31. Yunes, M.C., Osório-Santos, Z., von Keyserlingk, M.A., & Hötzel, M.J. (2021). Gene editing for improved animal welfare and production traits in cattle: Will this technology be embraced or rejected by the public? Sustainability, 13(9), article number 4966. doi: 10.3390/su13094966.
  32. Zhao, L.Y., Manuzon, R., & Hadlocon, L.J. (2014). Ammonia emission from animal feeding operations and its impacts. Columbus: Ohio State University Extension.
  33. Zhong, S., Li, J., & Zhang, D. (2022). Measurement of green total factor productivity on Chinese pig breeding: From the perspective of regional differences. Environmental Science and Pollution Research, 29(18), 27479-27495. doi: 10.21203/rs.3.rs-201828/v1.
  34. Zhu, Y.-G., Johnson, T.A., Su, J.-Q., Qiao, M., Guo, G.-X., Stedtfeld, R.D., Hashsham, S.A. & Tiedje, J.M. (2013). Diverse and abundant antibiotic resistance genes in Chinese swine farms. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(9), 3435-3440. doi: 10.1073/pnas.1222743110.
  35. Zira, S., Röös, E., Ivarsson, E., Friman, J., Møller, H., Samsonstuen, S., Olsen, H.F., & Rydhmer, L. (2022). An assessment of scenarios for future pig production using a One Health approach. Livestock Science, 260, article number 104929. doi: 10.1016/j.livsci.2022.104929.