DOI: 10.32900/2312-8402-2023-130-167-177
Ключові слова: молочна худоба, тепловий стрес, технологія, молочна продуктивність, якість молока
Однією з найбільш вразливих до екологічних загроз сфер людської діяльності є сільськогосподарське виробництво, яке з одного боку є джерелом значних викидів парникових газів – однієї з причин глобального потепління, а з іншого – найбільш залежне від його наслідків. Україна за багатьма секторами аграрного виробництва сільськогосподарської продукції має високі позиції в світі. Однак екологічні загрози здатні спричинити трансформацію переважної частини кліматичних і сільськогосподарських зон України та внести свої корективи в розвиток аграрного сектору виробництва. Наслідки зміни клімату суттєво впливають на сільське господарство, яке значною мірою залежить від погодних та кліматичних умов, та, відповідно, на продовольчу безпеку країни. Проведено огляд останніх досліджень з встановлення основних технологічних та кліматичних чинників впливу на якість молока. Встановлено, що більшість дослідників наголошують на таких природних чинниках, як порода, сезонні зміни року, температура та вологість повітря, вік корови, стадія лактації та інтервал між лактаціями, стан здоров’я тварини і технологічних чинниках – умови утримання, технологія доїння, корми і раціони годівлі, ветеринарне обслуговування. В різних країнах корови по-різному реагують на тепловий стрес, найбільше страждають тварини у країнах із спекотним посушливим кліматом із температурою, що тривалий час перевищує верхній критичний показник. Доведено, що підвищення температури понад критичної, призводить до оксидативного стресу організму, зменшення вмісту сухої речовини, жиру і білка у молоці та збільшення соматичних клітин і мікробного забруднення молока. Схильність або протидію тепловому стресу деякі дослідники пов’язують із генетичною складовою, інші – із порушенням умов утримання і годівлі тварин. Таким чином, розробка подальших стратегічних програм зменшення негативного впливу кліматичних і технологічних умов на виробництво і якість молока мають включати селекційні програми зі створення популяцій термотолерантних тварин, адаптивних технологій, що нівелюють стрес, систем годівлі з включенням інноваційних кормових засобів, що гарантують зменшення парникових викидів, здоров’я тварин і безпеку продуктів харчування.
Бібліографічний список
Al-Ghussain L. (2019). Global warming: Review on driving forces and mitigation. Environ Prog Sustain Energy; 38(1):13-21. https://doi.org/10.1002/ep.13041
Ataallahi, M., Cheon, S. N., Park, G.-W., Nugrahaeningtyas, E., Jeon, J. H., Park, K.-H. (2023). Assessment of Stress Levels in Lactating Cattle: Analyzing Cortisol Residues in Commercial Milk Products in Relation to the Temperature-Humidity Index. Animals, 13(15), 2407; doi.org/10.3390/ani13152407
Ayemele A. G., Tilahun M., Lingling S., Elsaadawy S. A., Guo Z., Zhao G., Xu J., Bu D. (2021). Oxidative Stress in Dairy Cows: Insights into the Mechanistic Mode of Actions and Mitigating Strategies. Antioxidants (Basel), № 29, 10(12): 1918. doi:10.3390/antiox10121918
Avendaño-Reyes L., Correa-Calderón A, Macías-Cruz1 U., César García-Casillas A., Mellado M., Robinson P. H., Augusto Hernández-Rivera J. (2021). Impacts on two dairy breeds of adding a third (night) cooling event under extreme ambient heat. Int. J. of Biometeorology, 65:1443-1450. doi:10.1007/s00484-021-02115-y
Batyr R. Yu. (2018). The influence of the frequency of milking on the productivity of cows. Sci. & Tech. bull. IT NAAS, 109: 8-13.
Benavides R. M., Terranova M. V., Duque S. P., Gaona R. C., Guerrero H. S. (2022). Correlations between bulk tank milk analysis with weather conditions in dairy farms under tropical environments. Italian J. of Animal Sci. Vol. 21(1): 217-227. doi.org/10.1080/1828051X.2022.2027290
Borshch O.O. (2021). The influence of global warming on the productivity and quality of cow’s milk. Ukrainian J. of Vet. & Agric. Sci. Vol. 4 № 3 (2021):12-31. doi:10.32718/ujvas4-3.04
Borshch, O. O., Borshch, O. V., Sobolev, O. I., Nadtochii, V. M., Slusar, M. V., Gutyj, B. V., Polishchuk, S. A., Malina, V. V., Korol, A. P., Korol-Bezpala, L. P., Bezpalyi, I. F., & Cherniavskyi, O. O. (2021). Wind speed in easily assembled premises with different design constructions for side curtains in winter. Ukrainian J. of Ecology, 11(1), 325–328. doi:10.15421/2021_49
Bucheli J., Uldry M. (2022). Heat risks in Swiss milk production. J. Agricultural and Applied Economics Association. Vol. 1(3):197-369. doi:10.1002/jaa2.24
Cassandro, M. (2020). Animal breeding and climate change, mitigation and adaptation. J. Anim. Breed. Genet. 137(2):121-259. doi:10.1111/jbg.12469
Correa-Calderón A., Avendaño-Reyes L., M. López-Baca Á., Macías-Cruz U. (2022). Heat stress in dairy cattle with emphasis on milk production and feed and water intake habits. Review. Revista Мexicana de ciencias pecuarias. Vol. 13, № 2. doi.org/10.22319/rmcp.v13i2.5832
Das R, Sailo L, Verma N, Bharti P, Saikia J, Imtiwati, Rakesh Kumar. (2016). Impact of heat stress on health and performance of dairy animals: A review. Vet. World. ; 9: 260–8. doi: 10.14202/vetworld.2016.260-268
David, B., Sahu, Ck., Balakrishna, A. & David, J. (2021). Impact of Climate Change on Milk Production and Milk composition: A Riview. J. Fisheries & Livestock Production, Vol. 9(10):314. doi:10.4172/2332-2608.1000314
Gao S. T., Ma L., Zhou Z., Zhou Z. K., Baumgard H., Jiang D. (2019). Heat stress negatively affects the transcriptome related to overall metabolism and milk protein synthesis in mammary tissue of midlactating dairy cows. Physiol. Genomics; 2019;51:400-409. doi: 10.1152/physiolgenomics.00039.2019
Gauly, M.; Ammer, S. (2020). Review: Challenges for dairy cow production systems arising from climate changes. Animal, 14(1):196-203. doi:10.1017/S1751731119003239
Gerun I. W., Sklyar O. I., Musiienko O. V. (2020). The influence of milk production technology on its quality and safety. Bull. of the Sumy National Agrarian University, Series “Veterinary Medicine”, issue 4 (51), 2: 17-22. doi.10.32845/bsnau.vet.2020.4.3
Gunn, K.M.; Holly, M.A.; Veith, T.L.; Buda, A.R.; Prasad, R.; Alan Rotz, C.; Soder, K.J.; Stoner, A.M.K. (2019). Projected heat stress challenges and abatement opportunities for U.S. Milk production. PLoS ONE, 14, e0214665
Eunjeong Jeon, Seungho Jang, Joon-Mo Yeo, Dong-Wook Kim, Kwanghyun Cho. (2023). Impact of Climate Change and Heat Stress on Milk Production in Korean Holstein Cows: A Large-Scale Data Analysis. Animals, Vol. 13 (18), № 2946; doi:10.3390/ani13182946
Feliciano, R. J., Bou´e, G., Membré J.-M.. (2020). Overview of the Potential Impacts of Climate Change on the Microbial Safety of the Dairy Industry. Foods, 9, 1794; doi:10.3390/foods9121794
Feliciano, R. J., Bou´e, G., Mohssin, F., Hussaini, M. M., Membr´e, J.-M. (2023). Raw milk quality in large-scale farms under hot weather conditions: Learnings from one-year quality control data. J. of Food Composition and Analysis. 117:105127. doi:10.1016/j.jfca.2023.105127
Hayes, E., Wallace, D., O’Donnell, C., Greene, D., Hennessy, D. , O’Shea, N. , Tobin, J. T., Fenelon, M. A. (2023). Trend analysis and prediction of seasonal changes in milk composition from a pasture based dairy research herd. J. Dairy Sci. 106(4):2326-2337. doi:10.3168/jds.2021-21483
Kazmiruk, L. V. (2019). Milk productivity of cows of the Ukrainian black-and-white dairy breed under tethered and untethered conditions. Agrarian Sci. and food Technol. VNAU. Vol. 1 (104). P. 122-126.
Lee, D.; Yoo, D.; Kim, H.; Seo, J. (2023). Negative association between high temperature-humidity index and milk performance and quality in Korean dairy system: Big data analysis. J. Anim. Sci. Technol, 65, 588. doi:10.5187/jast.2022.e119
Lutsenko, M., Halai, O., Legkoduh, V., Lastovska, I., Borshch, O., & Nadtochii, V. (2021). Milk production process, quality and technological properties of milk for the use of various types of milking machines. Acta Scientiarum. Animal Sci., 43(1), e51336. doi:10.4025/actascianimsci.v43i1.51336
Magan, J. B., O’Callaghan, T. F., Kelly, A. L., McCarthy, N. A. (2021). Compositional and functional properties of milk and dairy products derived from cows fed pasture or concentrate-based diets. Compr Rev Food Sci Food Saf. 20(3):2769-2800. doi:10.1111/1541-4337.12751
Marai, I. F. M., Habeeb, A. A. M. (2010). Buffalo’s biological functions as affected by heat stress-A review. J. Livest. Sci., 127: 89-109. doi:10.1016/j.livsci.2009.08.00
Marumo, J. L., Lusseau, D., Speakman, J. R., Mackie, M., & Hambly, C. (2022). Influence of environmental factors and parity on milk yield dynamics in barn-housed dairy cattle. J. of Dairy Sci., 105(2), 1225-1241. doi:10.3168/jds.2021-20698
Min L., Li D., Tong X., Nan X., Ding D., Xu B. (2019). Nutritional strategies for alleviating the detrimental effects of heat stress in dairy cows: a review. Int. J. Biometeorol.; 63:1283-1302. doi:10.1007/s00484-019-01744-8
Mohammad Ataallahi, Si Nae Cheon, Geun-Woo ParkEska Nugrahaeningtyas, Jung Hwan Jeon, Kyu-Hyun Park. (2023). Assessment of Stress Levels in Lactating Cattle: Analyzing Cortisol Residues in Commercial Milk Products in Relation to the Temperature-Humidity Index. Animals, 13(15), 2407. doi:10.3390/ani13152407
Pacheco-Pappenheim, S., Yener, S., Heck, Jeroen M. L., Dijkstra, J., van Valenberg, Hein J. F. (2021). Seasonal variation in fatty acid and triacylglycerol composition of bovine milk fat. J. Dairy Sci. 104:8479-8492. doi:10.3168/jds.2020-19856
Picinin, L. C. A.; Bordignon-Luiz1, M. T.; Cerqueira, M. M. O. P.; Toaldo, I. M.; Souza, F. N.; Leite, M. O.; Fonseca, L. M.; Lana, A. M. Q. (2019). Effect of seasonal conditions and milk management practices on bulk milk quality in Minas Gerais State – Brazil. Animal Sci. and Technol. and Inspection of Animal Products. Arq. Bras. Med. Vet. Zootec, 71(04): 1355-1363. doi:10.1590/1678-4162-10063
Piddubna L. M., Zakharchuk L. V., Korniichuk D. O. (2021). Assessment of the influence of a complex of factors on milk productivity of cows. Bull. of the Sumy National Agrarian University, Series “Livestock”, iss. 2 (45): 113-120. doi.org/10.32845/bsnau.lvst.2021.2.17
Polishchuk T. V. (2019). Interrelationship and variability of indicators of milk productivity and reproductive capacity of cows depending on lactation. Agrarian science and food technology VNAU. Vinnytsia, Iss. 1 (104): 132-145; http://socrates.vsau.org/repository/getfile.php/20675.pdf
Quiédeville S, Grovermann C, Leiber F, Cozzi G, Lora I, Eory V, Moakes S (2022). Influence of climate stress on technical efficiency and economic downside risk exposure of EU dairy farms. J. Agricultural Sci., 160, 289-301; doi:10.1017/S0021859622000375
Rahman, M.A., A. Saboor, G. Hameed, G. Bilal and F. Tanwir. (2019). Climate change related factors impacting dairy production in Pakistan. Pakistan J. of Agricultural Research, 32(4): 691-705; doi:10.17582/journal.pjar/2019/32.4.691.705
Razanova E. P., Golubenko T. L. (2021). The effect of milking frequency and methods of maintenance during parturition on the productivity of cows. Actual problems of intensive development of animal husbandry, Iss. 24, Part 2: 194-200.
Razzaghi, A.; Ghaffari, M. H.; Rico, D. E. (2022). The impact of environmental and nutritional stresses on milk fat synthesis in dairy cows. Domest. Anim. Endocrinol., 83, 106784; doi:10.1016/j.domaniend.2022.106784
Sediuk, I., Prusova, G., Tkachov, A., Petrash, V., Tkachova, I. (2023). High yielding cows metabolism peculiarities under climate change conditions with the use of feed additive with protein protected from rumen degradation. Scientific Horizons, 26(9), 52-60; doi: 10.48077/scihor9.2023.52
Sigdel A., Abdollahl-Arpanahl R., Aguilar I., Peñagaricano F. (2019). Whole genome mapping reveals novel genes and pathways involved in milk production under heat stress in US Holstein cows. Front Genet.; 10:928. doi:10.3389/fgene.2019.00928
Silpa, M. V., König, S., Sejian, V., Malik, P. K., Nair, M. R. R., Fonseca, V. F. C., Maia, A. S. C. and Bhatta, R. (2021). Climate-Resilient Dairy Cattle Production: Applications of Genomic Tools and Statistical Models. Front. Vet. Sci., 8:625189. doi:10.3389/fvets.2021.625189
Skoromna O. I., Razanova O. P., Polishchuk T. V., Shevchuk T. V., Paladiychuk O. R., Bernyk I. M. (2020). Development of scientifically based measures to increase the productivity of dairy cows and improve the quality of raw materials due to innovations and research in production conditions: Monograph. VNAU: 174 p.
Tančin V., Mikláš Š., Uhrinčať M., Mačuhová L. (2020). Factors affecting raw milk quality of dairy cows under practical conditions. Potravinarstvo Slovak J. of food Sci. Vol.; 14; doi.org/10.5219/1336
Tao S., Orellana Rivas R. M., Marins T. N., Chen Y. C., Gao J., Bernard J. K. (2020). Impact of heat stress on lactational performance of dairy cows. Theriogenology; 150:437-444; doi:10.1016/j.theriogenology.2020.02.048
Toghdory, A. , Ghoorchi, T., Asadi, M., Bokharaeian, M., Najaf, M., Nejad, J. G. (2022). Effects of Environmental Temperature and Humidity on Milk Composition, Microbial Load, and Somatic Cells in Milk of Holstein Dairy Cows in the Northeast Regions of Iran. Animals, 12(18), 2484; doi:10.3390/ani12182484
Varpikhovsky R. L. (2019). The influence of the milking regime on the composition and properties of milk of cows of the Ukrainian black and spotted dairy breed. Agrarian Sci. and food Technol., Iss. 4 (103): 83-89; aMtQPGHM9m1MbaqhcAuJ.pdf
Vieira R. K. R., Rodrigues M., Silva Santos P.K., Medeiros N.B.C., Cândido E.P., Rodrigues M.D.N. (2022). Risk factors associated with the bovine subclinical mastitis in an Amazon micro-region. Tropical Animal Health and Production, 54(6):356; doi:10.1007/s11250-022-03354-w
Voitenko, S., Karunna, T., Shaferivsky, B., & Zheliznyak, I. (2019). Influence of genotypic and paratype factors on realization of dairy productivity of cows. Bull. of Sumy National Agrarian University. The Series: Livestock, (1-2(36-37), 21-26; doi.10.32845/bsnau.lvst.2019.1-2.3
Voytenko S. L., Zheliznyak I. M., Karunna T. I., Shaferivskyi B. S. (2020). The most significant influencing factors on the formation and realization of milk productivity of cows. Bull. of the Poltava State Agrarian Acad.. No. 1. P. 140-147; doi:10.31210/visnyk2020.01.16
Zolotarov A., Rodionova, K., Кhimych, M., Vyrvykyshka, S., & Khokhlov, A. (2023). Ways to reduce the impact of the external environment in summer on the milk productivity of cows. S. Scientific Horizons, Vol. 26, No. 4: 9-20; doi:10.48077/scihor4.2023.09