Повышение выводимости куриных яиц за счет стимуляции роста и развития эмбриона электрическим полем

Отклик биологической системы на внешнее воздействие зависит как от состояния самой системы, так и от соответствия ей условий роста и развития. В литературе [9, 15, 39, 63, 132] отмечается, что одним из условий роста и развития биологической системы является солнечная активность, определяемая среднегодовыми числами Вольфа, Периодические вариации солнечной активности, связанные с вращением Солнца вокруг своей оси, приводят к изменению физических характеристик межпланетной среды в околоземном пространстве. Живые организмы тесно связаны с окружающей средой. Функционал ьно динамические свойства любого организма зависят от его приспособленности к условиям существования, что и определяет сущность шмеостаза живых существ. Таким образом, динамическое единство и равновесие, в котором находится живой организм с внешней средой, определяется многочисленными факторами.

До последнего времени основными факторами внешней среды, определяющими шмеостаз живых организмов, считались температура и влажность воздуха, освещенность, т. е. комплекс который входит в понятие метеорологических условий среды. Воздействие этого комплекса на биологию живого организма изучается давно.

Устойчивость организмов к воздействию среды обитания есть свойство их противостоять влиянию экстремальных факторов среды. Это свойство вырабатывалось в процессе эволюции и генетически закреплялось. Обычно присущий животным уровень устойчивости выявляется лишь при действии экстремального фактора среды, и если оно не достигло порогового значения, наступает фаза адаптации. Ю. Егоров [43] отмечает, что многочисленные наблюдения ряда исследователей подт верждают наступление фазы адаптации у биологических объектов при воздействии на них различных факторов. Так в некоторых районах, где повышен естественный радиационный фон, происходили природные изменения. Например, Севанская форель-шихан, достигшая на родине максимум килограммового веса, переселили в озеро Иссык-Куль, там форель-шихан достигает до 5 кг. В Карагие — самой глубокой впадине на Мангышлаке — рядом с карьером, где открытым способом добывают урановую руду, прекрасный травостой и верблюды достигают необычных размеров. Жители центральной Камчатки, наблюдая за больными и ранеными животными, которые, купаясь в водоемах, излечивались, открыли радоновые источники. Таким образом, на жизнедеятельность биологических организмов различные аномальные явления природы, т. е. локальные природные изменения среды, могут оказывать положительное воздействие.

Установлено [5, 2/, 127, 131, 133, 134, 136], что в биосфере постоянно происходят периодические электромагнитные процессы с частотами, распределенными по всему известному электромагнитному спектру Поэтому можно предполагать, что любой участок этого природного электромагнитного спектра сыграл ту или иную роль в эволюции живых организмов, а это отразилось их жизнедеятельности. Можно сказать, что любой участок спектра в той или иной степени биологически активен.

Однако вопрос о многообразном биологическом влиянии естественных магнитных и электрических полей остается недостаточно изученным.

В настоящее время проблемы электромагнитной экологии становятся все более актуальными. Это связано с новыми данными о восприятии живыми организмами слабых электрических и магнитных полей низкочастотного диапазона. Возникает необходимость оценить устойчивость организмов к воздействию слабых электрических полей естественных и техногенных источников.

Следовательно, изучение воздействия естественных и искусственных электромагнитных полей на жизнедеятельность живых организмов является актуальной темой научного исследования.

Живые организмы [2, 16, 20, 44, 59, 115} представляют собой сложные гетррогенные системы, в которых биоколлоидам и физико-химическим реакциям принадлежит ведущая роль. В этом плане яйцо сельскохозяйственной птицы является уникальным биологическим объектом для научного исследования. Кроме % того, яйцо птицы является ценным продуктом питания и основным материалом в инкубации.

В виду значительного спроса на мясо и яйцо кур в промышленном птицеводстве преобладающее значение имеет инкубация куриных яиц. Для обеспечения населения страны более дешевым и качественным куриным мясом и яйцом необходимо повысить вывод цыплят.

Повышение вывода цыплят, рост и последующая яйценоскость зависят от качества инкубируемых яиц и от условий в инкубаторе. Сейчас в инкубаторах ^ создают самые благоприятные условия для инкубируемых яиц, что обеспечивает получение жизнеспособного молодняка, от которого можно ожидать, в соответствующем возрасте, высокой продуктивности.

Однако, ряд авторов [4, 11, 26, 57, 123, 84] отмечает, что увеличение смертности зародышей, ухудшение вывода, снижение резистентности молодняка, плохой рост и развитие, снижение продуктивности птицы происходит в результате не только инфицирования яиц, но и в результате неполного и несвоевременного использования веществ инкубационных яиц. Например, из каждых 100 куриных яиц, заложенных для инкубации, 4 являются неоплодотворенными и 15 яиц не дают жизнеспособного молодняка, в результате снижения выводимости. Следовательно, актуальными вопросами совершенствования технологии инкубации яиц являются вопросы стимуляции роста и развития эмбриона.

Актуальность настоящей диссертационной работы определяется необходимостью повышения выводимости яиц для обеспечения населения страны дешевым, высококалорийным и качественным отечественным мясом и яйцом кур за счет стимуляции роста и развития эмбриона электрическим полем.

Целью диссертационной работы является повышение выводимости куриных яиц, за счет стимуляции роста и развития эмбриона, при воздействии на т них электрическим полем, а также разработка и обоснование параметров установки, применяемой для обработки инкубационных яиц электрическим полем.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. В области теоретических исследований:

— исследование кинетики электрических свойств (электропроводности и диэлектрической проницаемости) белковой структуры яйца курицы при воздействии электрическим полем;

— моделирование изменения внешнего электрического поля в инкубационном яйце курицы в начальный период воздействия на них электрическим полем;

— разработка электрической модели вителлиновой оболочки инкубационного яйца курицы и описание на ее основе биофизических свойств;

— оценка основных энерговременных параметров электрического поля при воздействии на инкубационные яйца с целью повышения их выводимости.

2. В методических разработках:

— разработка методики обработки инкубационных яиц кур электрическим полем.

3. В практических разработках:

— определение рационального режима обработки инкубационных яиц электрическим полем по критерию получения максимального технологического эффекта;

— лабораторная и производственная проверки способа обработки электрическим полем для существующих технологий инкубации яиц;

— разработка экспериментальной установки и технических средств для обработки инкубационных яиц электрическим полем;

— определение экономической эффективности предложенной электротехнологии по обработке инкубационных яиц кур;

— разработка рекомендаций по применению способа обработки инкубационных яиц электрическим полем на инкубаторно-птицеводческих станциях и птицефабриках.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлена кинетика электрических свойств белка (электропроводности и диэлектрической проницаемости) куриных яиц при воздействии на них электрическим полем в время инкубации.

2. Разработана модель влияния электрического поля на биофизические свойства (увеличение диаметра бластодиска, рН желтка и пропускной способности вителлиновой оболочки) инкубационных яиц.

3. Доказана возможность повышения выводимости яиц при воздействии на них электрическим полем. V.

Практическая ценность работы:

1. Создана установка типа УВН-100 для обработки инкубационных яиц кур электрическим шлем;

2. Установлены рациональные энерговременные параметры обработки инкубационных яиц электрическим полем напряжённостью 35−40 кВ/м и длительностью воздействия в пределах 1 секунды;

3. Разработана электротехнология обработки инкубационных яиц кур, применение которой позволяет повысить выводимость яиц кур на 910% по сравнению с контролем.

Это позволило рекомендовать новый способ прединкубационной обработки куриных яиц электрическим полем.

Реализация результатов осуществлена: в отчете НИР «Белок» декабрь 1995 г;

— в отчете НИР «Белок» КВВКИСУ-ИПС г. Камышин, декабрь 1996 г.

Способ принят к внедрению на инкубагорно-птицеводческой станции г.

Камышина и в ОАО «Птицефабрика «Камышинекая» р/п Петров-Вал Камышинского района Волгоградской области.

Результаты исследований докладывались и обсуждались: на внутривузовском научном семинаре КВВКИСУ (г. Камышин, 1995 г.) — на городской научно-методической конференции КТИ (г. Камышин, 1995 г.) — четвертой Российской научно-технической конференции ЭМС-96 (г. Санкт-Петербург, 1996 г.) — международном научном симпозиуме (г. Волгоград, 1996 г.) — на межвузовской научно-методической конференции КВВКИСУ (г. Камышин, 1996 г.) — на межвузовской региональной конференции КВВКИСУ (г: Камышин, 1997 г.) — на региональной межвузовской научко-практичесшй конференции КТИ (г. Камышин, 1998 г.).

Основные результаты диссертации опубликованы в 18 печатных работах.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений.

Общие выводы.

1. Яйцо и мясо сельскохозяйственной птицы, особенно курицы, является распространенным и ценным продуктом питания. В последнее время доля отечественных продуктов питания птицеводства значительно уменьшилась в результате нарушения финансово — экономических связей, физического износа и морального старения оборудования, а также в результате снижения вывода суточных цыплят. Одним из факторов снижения вывода цыплят является ухудшение инкубационных качеств яиц. Одним из направлений повышения выводимости яиц служит стимуляция роста и развития эмбриона электриче-щ ским полем.

2. Теоретические и экспериментальные исследования изменения электропроводности, диэлектрической проницаемости и биофизических свойств яйца курицы подтверждают возможность повышения выводимости яиц при воздействии на них электрическим полем.

3. Для решения [фактических задач применения обработки куриных яиц электрическим полем теоретически разработана электрофизическая модель яйца, которая позволила теоретически и экспериментально исследовать свойства и параметры белковой структуры и желтка при воздействии на яйцо электрическим полем. щ 4. Результаты экспериментов по определению влияния электрического поля на биофизические свойства яиц и транспорт веществ через вителлиновую оболочку подтверждают соответствие разработанной электрофизической модели реальным биофизическим процессам в яйце. Увеличение электропроводности бежа однозначно улучшает биофизические свойства яйца курицы.

5. Выполненные по предложенной методике расчеты позволили качественно оценить роль вителлиновой оболочки, значение электрических параметров яйца курицы и наметить пути повышения их выводимости. Определено предельное значение напряжённости электрического поля Е= 45 кВ/м, исходя из условия механической целостности вителлиновой оболочки.

6. Теоретические и экспериментальные исследования позволили определить с достоверностью 95%, что наиболее значимым фактором воздействия элекщ трического поля на инкубационные яйца курицы является величина напряженности. Рациональный режим, позволяющий повысить выводимость яиц по сравнению с контролем на 9−10%, определяется значениями напряжённости электрического поля в пределах 35−40 кВ/м и продолжительностью обработки в пределах 1 с.

7. Для существующих технологий инкубации яиц обработку их электрическим полем возможно проводить при помощи любой высоковольтной установки, обеспечивающей выпрямленное напряжение 10 кВ. Анализ схем различных высоковольтных установок для технологических нужд и эксплуатационных условий показывает, что применяемая для обработки инкубационных яиц электрическим полем установка типа УВН-100 отвечает по всем техническим параметрам и является экологически безопасной и универсальной установкой.

8. Технико-экономический расчет показывает эффективность применения обработки яиц электрическим полем. Снижение себестоимости суточного цыпленка составляет 8,4%. Для годовой инкубации 40 000 яиц (наихудшие условия) величина экономического эффекта от применения обработки инкубационных яиц электрическим полем составляет 3241,52 руб/год, а дополнительные капитальные вложения окупаются за 4 года. Разработанные рекомендации по технологии обработки инкубационных яиц электрическим полем должны проводиться в комплексе с общей технологией инкубации яиц.

9. Экспериментальные результаты позволили определить основные направления дальнейших исследований. Дополнительные резервы повышения выводимости яиц состоят в учёте критических дней инкубации (4−5 день) и применении обработки электрическим полем яиц на 3-й день инкубации. Учёт кинетики электрических параметров белка, желтка и вителлиновой оболочки позволит воздействием электрического поля влиять на увеличение сроков хранения яиц, без уменьшения их выводимости. В дальнейшем стоит задача совершенствования способа обработки электрическим полем и применение его в комплексе с обработкой электрическим разрядом с помощью установки типа УВН-100.