Введение к работе
*UMPH**e-J№f&f Наиболее і оті тая и нуждающаяся в компьютеризации область животноводства - селекция, где уже накоплен большой объем нужной информации и немало хороню продуманных, но пока не реализованных идей по отбору и подбору и.ч-sa трудоемкости их выполнения.
Возможности современных вычислительных машин позволяют справиться с втой проблемой информационного обслуживания селекции, но для применения такой техники необходима четкая однозначная постановка залам, а следовательно аналогичное толкование принятых к руководству идей, т.е. соединение теоретических основ селекции с основами компьютеризации и разработка на этом соединении конкретных прикладных моделей. Уже в настоящее н(>емя большинство нереализованных зоотехнических идей могут найти практическое применение п самых широких масштабах. Это принципиально меняет весь селекционный процесс и требует разработки новых методов селекции, ориентированных на применение вычислительной техники. Главное здесь не то что дело об\.-"-частси, и ускоряется, а то, что делается что-то новое, что раньше было невозм'- мю. Именно в этом главная задача компьютеризации селекции, этим в основном и определяется се целесообразность.
По существу компьютеризации является инструментом математизации отрасли, поэтому се специфика такова чго псе используемые положения и понятия должны быть выражены строго математически, т.е. применение компьютерной техники требует совершенствовании принципов селекции в направлении их формализации.
Использование ЭВМ открывает возможность математического моделирования в селекции с включением в создаваемые модели всей известной о животном информации - всего комплекса селекционируемых признаков и влияющих на них факторов. На этой основе возникли предпосылки для совершенствования принципов и Методов отбора по комплексу признаков с применением ЭВМ.
У овец при отборе учитывается очень большое число признако и в этом отношении отбор по комплексу признаков в овцеводстве особенно актуален.
Цель и вадачи исследований. Основная цель настоящего исследования заключалась в совершенствовании методов отбора овец по комплексу признаков па основе математизации, компьютеризации и научной организации селекционного процесса, рационализации средств и приемов его практического осуществления. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
а) рассмотреть общие теоретические аспекты отбора овец с учетом
возможностей математизации селекцнонноіч» процесса, найти формализованное
выражение основных компонентов понятии отбор овец ,
б) рассмотреть нопрось! моделирования отбора, разработать и нзучні-о
варианты молелен по отдельным ч\ементам отбора в овцеводстве,
п)-разработать и изучить модели отбора опгп по комплексу признаком
г) усоиервісистьоцатв принципы, технику и приемы игбора инец с учетом
специфики рааведепня, технологии отрасли И научной организации труда,
д) разработать комплексный оценочный поканатель для отбора овец,
с) упяяагь методы отбора овец но комплексу признаков с подбором и оценкой
ПО [lOTllMCTUy.
ж) внедрить готовые к Применению разработки в Производство Qc^gaHta^jio.iuMjiHUH диссертации.,.оыносимыг.ни ;ицчитц.
1. Принципы формашлации (точного однозначного выражении) селекционного
процесса, и овцеводстве и его составных частей, включающие формализацию попитая
отбора, <(<ирмал>ізоваішое описание параметров желательного тина, количественное
выражение субъективно определяемых селекционируемых прианакои и образующих
селекционную ситуацию факторов.
2. Прикладные модели отдельных ьлсмешо» селекции овец, обеспечивающие:
одновременный отбор овец но нескольким признакам без громоздких
вычислений и ЭВМ посредством индивидуальной оценки их но признаку с наименьшим рангом и комплексе признаков н варьирования величинами межраиговых интервалов для устапоиленик значимости признаков; ,
вычисление реальных минимальных требопаний к показателям для отбора и вовможной доли животных, соответствующих заданным Т(>е6ованним при отборе по нескольким признакам, необходимых при нлалн/ювашш воспроизводства поголовья, вакуиоі. племматернала, разработке нормативов и т.н.;
предотвращение несанкционированного нпбриднга путем поддержания специальной системой ротаций постоянной численности нескольких неродственных групп барано» и маток. .
3. Способ компьютеризованного отбора овец по комплексу признаков,
включающий и себя возможности:
использовать специализированное по овцеводству управление базой данных н функционирующими в создаваемой итнм управлением операционной среде логическими и математическими операциями по отбору;
ьадаьать произвольные параметры желаїельного іииа как Конечной цели селекции и сводить ил в один показатель общей полезности;
осуществлять оптимальную корректировку непольчуеммх дли отбора .индивидуальных показателен овсу на условии среды, возраст, п/юнехождение;
прогнозировать пожизненную полезность овец на основе сложившейся ь моменту отбора и данном стаде селекционной ситуации;
сводить полученные результаты прогноза в один комплексный оценочны? показатель ;
использовать усоверніет «оваїшн орпишзицнонных приемов н технически}
СреДСТВ ПО ПЛСМУ1СЛ№.
4. Способы подбора пар и оценки по потомству на основе применения комплексных оценочных показателей. Научная нппияна ре мі іьтятоп шч: іс.ухтн»й.
Впервые в овцеводстве покачана возможность формалнзованн'чо описания конечной цели селекции через произвольно задаваемые параметры желательного типа с разделением їй на урошш, подуровни н т.д. и пронзналыт присваиваемые им доли значимости. Разработано специализированное по селекции овец управление компьютерной базой данных в среде которой осуществляются компьютерные операции по отбору, подбору, оценке по потомству и многочисленные сервисные операции. Предложен комиьтериэонанный способ отбора овец по комплексу признаков, сочетающий указанную возможность формализации желательного типа с прогнозированием степени приближения к нему, которая выражается единым комплексным показателем как критерием для отбора. Предложен одновременный отбор опец по нескольким признакам ігутем ранжиропания их по признаку с наименьшим рангом в комплексе признаков н варьирования величинами межранпшых интервалов для установления значимости признаков. Обоснован и реализован комплексный подход к выполнению селекционных разработок, включающий положения ня смежных областей знания. Д)?актическое_яначеные_ Ц^о^итшя реяультатпов_ исследований.
Все предложенные разработки ориентнроваюны на тесное сочетание теоретической части работы с ее практическим осуществлением. Они охватывают все существенные части селекционного процесса. Селекционер получает возможность оперативного управлении отбором, подбором, оценкой по потомству, оформлением племпродажи и т.п. Возникает принципиально новый уровень селекции. Появляется возможность выполнения новых ранее невозможных работ. К таким новым возможностям прежде всего относится прої нозированне пожизненной полезности каждой овцы, вычисление индивидуальных комплексных оценочных показателей по любому числу признаков и применительно к . любым заказанным парамет(«ам желательного типа. Усовершенствования, связанные с компьютеризацией, вписываются в существующие технологии отрасли и сочетаются с предложенными усовершенствованиями чо технике н организации осуществления селекции. Разработки имеют преимущество перед действующими аналогами по селекционном}' и экономическому эффекту.
Предложенные разработки внедрены в стадах различных пород, направлений и уровней отслекцнонировшпюстп. Их практическая состоятельность подтвердилась. На базе атих разработок создан, запущен и функционирует вычислительный центр ше.мзавода им. Р.Люксембург Донецкой области - первый в СССР пычислитсльпмй центр в овцеводческом хозяйстве. Функции вычислительного центра распространи»! сн на все элементы селекционного процесса, обеспечивай существенное mi'nmmvhik селекционного и экономического чффекта и очень болыног яопмихчн'.-
производительности мероприятий по племдслу. Племзавод является ведущим в цигайской народе no всем показателям ііродуктіїиііости и племенной работы. Подобная работа пя юмпыотеризауни селекции, начиная с закупки и яапуска техники проведена и а нлемзаиоде "Красный чабан" Херсонской области на тонкорунном стаде, где также решена проблема вычислительных операций по основным селекционным работам. Внедрены разработки в хозяйствах Актюбннскон области (Областная нлемстанцид). Ростовской области (племзавод "Орловский" и колхоз им.20-го партсъзда), Харьковской области (племзавод "Степок").
Положенные в (хінову внедряемых способов принципы в процессе их разработки длительное время (1973-91гг) применялись в баковом стаде. В результате в полупустынной gone Казахстана в низьопродуктивном вырождающемся массиве тонкорунно -грубошерстных помесей огселекцікіїїировани племенное цигайское стадо существенно превосходящее свои исходные показатели по продуктивности и жизнеспособности, (утвержден новый племенной овцеводческий совхоз "Джуруиски'й", приказ N1169, от 31.12.86, Агропром Казазской ССР, г. Алма-Ата)
Результаты исследований использованы при разработке следующих практических руководств: 1.Инструкция по боинтироикс овец нолутонкорунных пород с основами племенной работы, (в соавторстве) (Москва, 1966) 2,План селекционной работы в сгаде государственного племенного ванода им. Р.Люксембург па 198|-90гг (рукопись, Новоазовск, 1981); З.План селекционной іибиіьі и стаде овец совхоза "Джурунскнй" па 1981-90гг. (рукопись. Новая Болі, 1981); 4. План селекционной работы в стаде государственна!'" племенного завода нм. Р.Люксембург до 2000 года (рукопись, Ноноаэовгк, 1981): 5.План селекционной работы в стаде племенного совхоза "Джурунскнй' на 1991-2000іт. (рукопись, Новая База, 1991); 6.Руководство к пакету программ по о<Ьормленню іисмиродажи овец (техзадание, рукопись, Дуброинцы-Новоазоиск, 1990); 7.0гбор оосц по комплексу признаков с прнліепеннсм ЕС-ЭВМ (наставления, рукопись, , 1990г.); 8. Отбор овец по комплексу признаков (техзаданне, рукопись, Дубровины, 1992); 9.Накопление, хранение, логический анализ и поиск информации по племучету в овцеводстве (техзаданне, рукопись, Дуброницы, 198J); Ш.Оценка баранов по качеству потомства (тсхзаДанис, рукопись, Дуб}*>имцы, 1991); Ц.Мсхипизащш производственных процессии и овцеводстве (глава в Справочнике ооцгнодп, Могквя, Рогсельхознздат, 197/). 12. Отбор овец но комплексу Признаков, (наставлении, Дуброницы, ВИЖ, 1994)
&Ql>!$uJUiH^j)q6v[npt± Исследовании проведены и 1972-1992 годы и соо і встсівии С тематическими планами Всесоюзного научно-исследовательского института япчнтюьолста на 1971-75, 1976-80, 1981-85. 1986-90 п.ды. Шифры - 051.06.04; 051.28.Ц01; 051.25.|\'-31. Номера государственной регистарации 76087179, 81403.3331, 76087188, 01870025375.
Материалы диссертации доложены на: на Всесоюзном научно-производственном семішарс-соисіїїаівш племенных овцеводческих заводов (Ноноазовсь, июнь 1990); на
Всесоюзном семинаре-сиинозкуме "Компьтеразации н животноводстве" (Дубровицы, «ми, 1992);, на с:кегодных областіїьс: семинарах но нлеменнонгу Делу о сицеводстое {Актчтйинская область, 1977-90тт); на научно-производстпенном совещании специалистов Главного управления животноводства МСХ СССР, Всесоюзного НПО по племделу, Украинского . треста племенных заводов и специалистом овцеводства Донецкой области (Новоазовск, нюнь 1981); на производственны:! совещаниях специалистов іглемзаьода им. Р-Аюксембург н Мариупольской гоенлемстанцнн (1978-92гг); на производственных совещаниях специалистов илемоннесояхоза "Джуруисккй" м Мугоджарского райсслихозупранления (1978-90); на заседании Ученого Совета ВИЖа по рассмотрению отчетоп о законченных иаучнс-ксслсдоъательскнх работая (1990); на научных конференциях отдела овцеводства ВИЖа (1976-1993). Материалы диссертации опубликованы в 22 печатных, трудах.
Обуем ц Г1пр;;кт;)рд тиссертинн». Диссертация нзло.-кена на di^/C^страницах машинописного текста; состоігг из введения, трех глав, выводов, предложений, списка литературы (всего ^^уистцчііиков. us !,и* J^ax""ot1(ja",",IX)' О н|>кложе.чнй; содержит (УТС'іаблнц, н іХХ/рнсункон. В приложениях приведено А^рисункои, ксерокопии3-У УЛостомерений на оацпредолодаення, актов внедрении, справок, официальных писем, выписок из протоколов, отзывов. Структура диссертации совпадает со схеиой исследований.
2.1. Понитие об отСхчм. Основные діііііііи и ничіми.чния его рлчштця Отбор и животноводстве - аыбор на iuev-Я наиболее ценных и хозяйственной отношении іливопііих" - так объясняется mo понятие в Болвнкм Советской Энциклопедии (том Й). Наиболее распространенное, чотно считан» почти общепринятое, в настоящее время представление об отборе животных кап о .'іноцйссе изменении их а основе которого лежат различия п приспособленности (к условиям среды, к потреби.'* і ям человека). Такое представление базирует ск на получившей всеобщее признание уио.моциопноп теории '{.Дарвина. Posmrrsic генетики дало основание толковать отбор как важнейший нэ факторои, плинющий на иам.;!к:мі:г генных ч&стогг и. ікміуакциях (стадах.) группах ікшмікмх) наряду с мутшишкнык процессом и другими влияниями (Меплгр Л., Грен' Т.1972). разумеется изао.ксішоє нельзя считать полной законченной формулировкой ношпня отбор". Зто Только наиболее ряспростраікчінос оГчцее представление об йТом сложном понятті, одном из основных исходных понятий в науках о ікишял оріаиігзмах-
В общем лс понятие отбора, кал и многие такого рода фунддменталшіМС понятия, не имеет точной исчерпывающей формулировки. Однако при разработке компьютерных программ используемте понятия должш* быть сформулированы предельно точно и однозначно. Если дто невозможно то исчерпывающе точно и однозначно ({трмулируетсм та част понятия с которой будет снизано задание самой
машине. Исходя и eroro понятие оійор и данной работе рассматривается только в уакіїх специфических рамках, относящихся лишь к задачам данной работы без претензий на вклад п понятийную часть. Конкретно отбор здесь рассматривается как процесс оценки н выделения овей для последующего использования ЖИВОТНЫХ по ожидаемом от них общей польче.
Кратко прокомментированы сообщения о важнейших достижениях современной селекции и методах их осуществлении в отечественном овцеводстве где за последние десятилетия пьшгдено пород, типов, линий и иных селекционных достижений больше чем за всю предшестпуимкую историю этой отрасли (Джапаридзе Т.Г.,С'.-мено» СИ., . 1987. Цырендондокон Н.Д., 1982, 1993. Чамуха М.Д., 1987, Тішакмі И.3.,3убк,ш В.Н. 1937. Кройтср М.К. 1969, Ботбаев И.М. І993, Укбаеа Х.И.1989, ГипшсГншшли Н.С. 1979, Гольцблат А.И. 1978,1989, Тапнльский
И.А.1992, Шуваеп В.Т., 1У72. Полная П.П. 1965, Ожигов Л.Н. 1989, Мороз В.А. 1986, Медеубекоп К.У.Касымов К.М.1989. Ерохин А.И. 1967, Штемпель Н.В.1974 Жиряков A.M. 1975, К оган-Берман М.Я.1963, Карпова О.С.1987, Охотина Д.НД978 и ряд других успешно работающих отечественных ученых-селекционеров, внесших огромный вклад в породообразовательный процесс в овцеводстве)
Последний этап рашггия искусственного отбора в практике отечественного животноводства cbhjmh с крупномасштабной селекцией, содержащей такие компоненты как оптимальное использование мирового генофонда _ (Эрнст Л.К. Григорьев Ю.Н.І965) системный подход к решению вопросов данного направления селекции с разработкой соответствующих программ совершепс пюпання региональных тшгоп «квотных и обоснованине.м оптимальных моделей структуры стада (Стрекозой Н-И. 1990), коїщеіггрццню управления племенным делом с применением АСУ (Горин В.Т.1989), накопление банков семени и эмбрионов, упорядочение іенсалопгксхіїх структур групп животных п масштабах гіород, регионов, поггулятнт, привлечение последних достижений технического прогресса (Эрнст Л.К.С'пллатов А. П. 1985, Эрнст Л.К.Легоішш Г.П.1970, Поюдаев С.Ф.1991. Филатов А.И.1987, Прудов А.И.1989)
2.2. Общие допросы матемсигизаїцш, компьютеризации и ияично» организации
Очевидно что альтернативы глубокой математизации всех областей
человеческой деятельности нет, в том числе и Marc'MdTiinaijHH животноводства . Такой процесс начался. Орудием этого процесса должна стать и и последние годы реально становится, кибернетика. Оли" из перспсктквнейашх направлений в приложениях кибернетики - математическое моделирование, которое с появлением современных ЭВМ превратилось в сущности с самостоятельный научный -метод. Возможности ЭВМ позвилміог получать математическую мидель явленим, кал бы его копию с существенными для нее саойстцамн и в дальнейшем подробно такую копаю
мсслсдоиатв (например модель селекцнонною процесса в той или спин популяции или
хотя бы мидель элемента того- ;ке селекцноипоги Процесса, например, отбора). Это
таит и себе большие преимущества (ведь исследуется модель, а не иесь объект
исследований, который может быть большим, дорогостоящим, вообще недоступным
для эксперимента, требующим длительного нремеин для примоіт» наблюдения и т.п.).
Поэтому возможность его смоделировать и быстро нвучнть означает изменение неси
методологии и технологии научных исследований. В сущности возникает новый сталь
научной работы. Именно с моделированием будут снмааны н многие,
рассматриваемые ниже, вопросы настоящей работы.
В данной (іаботе проведен анализ основных направлений работ по
математизации к компьютеризации селекции, рассмотрены и кратки
нриком'.лептироиад1ы наиболее крупные научно-прикладные разработки,
биометрические пособии, понро(Ы ігіучснностн н::аіімогнк:ісй. Показано что н биометрическую литературу д.иі жииопюводон помимо элементарной статистики постепенно проникают досгаючпо слолшыс маїемангісскне поломспки (илеменгы аіітроїшіінога анализа (Меркурьева Е.К.І987), истода Моте-Карло (Ннкорл 3.С.Заславский А.Е.1973) поиски учета и селекционных расчетах аісичетртічі'ікого типа neptiipouaiiH.i, пыэыиаемот отбором (Мгркурьсил Е.К.Лавареші 1 .К. ]УЬ9). їачатки аксиоматического построении общих теории по отраслям (Сивдв В.Н.1989)), расшнриетсл перечень п сидсрличельносіо посілий по статистическому шолшу
(Урбах В.Ю.1963, 1964,1975. Лф.к|,н Л.Л.ЭГисл СП 1932, Жпшпоискшї Л.Л.
1991), перечень її еодер<іі.нельі(ік.ть описаний селекционно-генетических ситуации в
животноводстве Карликов Д.В.ІУ82. Карликов Д.В.ЦІеглои Е.В.І992, Заперті!.-»
Б. П. 1976, Шточисль Н.В.1974), накоплено огромное число сообщений о
характеризующих селекционную ситуацию различного рода сняаих и их теоретические интерпретации (Рикиикий П.Ф.1У74, 1967, П\олинский Н.А.1979, 1971, Никоро
З.С.С'такап Г.А.1У68. 1'ішїбург Э.Х.1984).
Силами зоотехнической науки и практики і» сотрудііичестнс с предстателями
точных наук за последние три десятилетня кояпькм"срнааш;и селекции прошла пуп-
практически от пули до нведчим ь крупномасштабную эксплуатацию L-vritutrrurmx
информационных сил ся п.нвот поводи на, таких как Ce-uacc', Инссл н их
модификации, которї.іг "путем шг.етраты лоої-г-чинн, іепеппої, ветеринарии и
Экономики содгноиуют онтичшатш воспроизводства и ікліользокашш
селыкохочшнтвенпых жііьоіньіх'(Ц«і.\иіііс A.A.I9S(i, Эрнст Л.К.Тешіберг
Р.Р.1986, Басовский Н.З. 1985,1957)
Немалый маїсриал накоплен н по р.ира6оілЄ ЛДЯ селекции различных
матсмаїкчгскнх моделей. Среди них обращают па себя внимание, разработки
А.С.Серсброііскоіі) но лидерской' селекции (1970), Hasel L.N. and Lush l.L. no
построение селекционного индекса (1943), Henbilcuim С.іЧ. но разработке модели
BLUP (1У74), отечественные модели селекционного индекса по молочному
скотоводству (Попов В.П. Рудаков A.H.I976, Тейнбері P.P.1974) свиноводству (Александров Б.В. Скорг.іша А..Е. 1982), овцеводству (Рублевский Д.П. 1980, Санникоп М.И. Зубков В.П. Гграснмгнкп Г.Р.. Суворов В.М.1975), рекомендации по использовании» BLUP (Ссртмадкоев X. Крт>станов Ж. 1993, Кузнецов В.М.1982) и множество более простих построений с попытками смоделировать селекционный процесс млн его отдельные элементы. Наиболее близка но направлению к теме данной диссертации разработка Попова В.П. и Рудакова А.Н.(1976). но конструированию селекционного индекса.
Предназначенные для применения рекомендации, метод ь:, способы, сонети:, идеи и т.п. имеют одно общее свойство - предполагается что все они будут осуществлены чьими-то руками. Для судьбы любой идеи ато - самое существенное, Очевидно что и любое селекционное новшество, не содержащее в себе решения данной проблемы, не будет иметь практической ценности. В аналитическом обзоре и результатной части диссертации катронуты вопросы обустройства рабочего места селекционера, экономической мотивации труда племенной работы, малой механизации
селекционных мероприятии .
Подводя итог изложенному краткому аналитическому обзору можно констатировать что существенные резервы дли совершенствования современной селекции следует искать как в развитии методов самой селекции так и на ее границах с другими областями знаний. Теоретические положения и методы математики,
, генетики, кибернетики, биометрики, техники, НОТ целесообразно применять в племенном Деле комплексно в качестве составных частей новых селекционных методов.