К.е.н., Польова О.Л.

докторант Житомирського державного технологічного університету

СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО ЕФЕКТИВНОГО ВИКОРИСТАННЯ ОБМІННОЇ ЕНЕРГІЇ У ТВАРИН

Збільшення виробництва продуктів тваринництва при обмежених джерел енергії можливе при впроваджені у виробництво енергоощадних тварин, які економічно можуть використовувати енергоносії.

Головне завдання сучасного сільськогосподарського виробництва полягає у знаходженні шляхів енергоощадності при виробництві продукції тваринництва. Питання енергоощадності приймають актуальний напрямок, особливо в галузі скотарства з метою збереження і збільшення чисельності тварин та покращення якості отриманої продукції. Потреба в енергії для тварин виходить з поживних речовин, необхідних для забезпечення нормальних фізіологічних процесів (життєдіяльності, відтворення, ріст та розвиток) в певних умовах навколишнього середовища.

Ситуація, в якій опинились сільськогосподарські товаровиробники потребує невідкладних розробок та впроваджень енергоощадних технологічних рішень, спрямованих на збереження біологічних ресурсів. В основу енергоощадної технології виробництва продукції тваринництва покладено теорію балансу енергії в екосистемах, яка вивчає особливості та причини розвитку сфери виробництва на основі безперервного науково-технічного прогресу.

На основі теорії балансу енергії в екосистемах формується наукове ствердження, що біологічні та енергетичні ресурси повинні відповідати один одному. Якщо розглядати тварину як біологічний ресурс, то для підтримки її життєдіяльності необхідні енергетичні ресурси у вигляді: тепла, корму, умов навколишнього середовища, умов догляду тощо. Основним природним джерелом енергії, яку використовують для підтримки життєдіяльності тварин та отримання від неї продукції, вважають енергію корму. Процес переробки їжі в організмі тварин супроводжується виділенням енергії, частина її запасається у формі енергії хімічних зв’язків і потім буде використовуватись на утворення продукції (молоко) та на забезпечення життя (обігрівання тіла).

Задоволення енергетичних потреб тварин здійснюється на основі обміну речовин в організмі і перетворенням енергії. За допомогою обміну енергії відбуваються процеси засвоєння речовин, тепла, синтез, відновлення та накопичення речовин. Таким чином, частина обмінної енергії витрачається для життя, а інша – для синтезу продукції. Тому, частина обмінної енергії витрачається на синтез білка і на жироутворення. Економічно вигідно займатись розведення тварин, які на зовнішню енергію витрачають менше обмінної енергії. Іншими словами еволюція біологічних ресурсів тісно пов’язана із потоками енергії і створюють передумови для природного формування складних механізмів перетворення і накопичення енергії.

Природний відбір у живих організмах, які існують завдяки енергії корму, віддав перевагу організмам, у яких сформувались тканини з більш ефективним енергетичним обміном і способом утилізації енергії, та розвинута регуляція цих процесів із здатністю нагромадження енергії.

Велике значення розуміння еволюції життя та всіх процесів, що відбуваються на Землі, визначення біосфери та її функціонування, мають наукові праці В.І. Вернадського. Під живою природою він розумів сукупність всіх живих організмів, розглядав біосферу як системне утворення на основі зовнішньої геологічної оболонки Землі [1]. З енергетичної точки зору – жива речовина є найбільш ефективним способом подолання росту ентропії. Таким чином, жива природа уникає підвищення ентропії й підвищує її в навколишньому середовищі при спілкуванні живого організму з нею.

Ентропія – «відмерла» енергія, яку не можна перетворити в роботу. За законами класичної термодинаміки в ізольованих системах тепло повністю не переходить у роботу, воно розсіюється, тобто процес іде від порядку до хаосу. Для живих організмів як відкритих систем, з фізичної точки зору, процес утворення живого буде складатися рахунок вільної енергії [2]. Отже, динамічна неврівноваженість живих систем по визначенню, як зазначено у точних науках, свідчить про їхню неодмінну впорядкованість, тому що рівновага відповідає безладдю, хаосу і ця рівновага приводить до смерті живого організму, коли ентропія його максимальна. Для збереження ж стаціонарного нестійкого стану живий організм безупинно споживає енергію ззовні.

Загальноприйнятим ствердженням є те, що поява людини в біосфері знаменує собою вищій рівень її розвитку. Прояв людського розуму в біосфері істотно змінили ситуацію на Землі, що вплинуло на перехід біосфери у ноосферу, галузь свідомої діяльності людини, названої В.І. Вернадським –науковою думкою. Отже, можна вважати, що ноосфера – це новий стан біосфери.

Термін «ноосфера» запропонував Е. Леруа і вживав значення ноосфери із поняттям «сфера розуму». На відміну від нього В.І. Вернадський розглядав ноосферу з матеріалістичної точки зору. Він особливо виділяв роль людини в переході від біосфери до ноосфери, тому і виник новий фактор – антропогенний, людина використовує біосферу для задоволення своїх потреб за рахунок використання знарядь праці та накопичених знань. Тейяр де Шарден доводить відмінність людини як індивіду від тварин тим, що тварина теж щось знає, але лише людини знає про свої знання [3]. Це означає, що найважливішим фактором, який визначає життя на Землі, стає розумна колективна діяльність людини.

Ідеї В.І. Вернадського розкривають необхідність вивчення енергетичних можливостей живої природи. Енергія, яка надходить через фотосинтез перетворюється в енергію хімічних зв’язків. За допомогою аналізу еволюції біосфери в ноосферу можна застосувати фізичні моделі, зв’язані в першу чергу зі статистичним розумінням процесів у природі. Перехід від стійкого розвитку вимагає не ізоляції економічної думки від фізики і техніки, а їхнього синтезу. Основою такого синтезу може бути закон збереження енергії.

На нашу думку, в економічній літературі розглядається проблема визначення мінімальних витрат енергії при виробництві продукції, але не враховується особливість створення цієї продукції, особливо тваринницької. Використання енергії для виробництва, наприклад машини як неживого продукту, відрізняється від використання, втілення її для накопичення та перетворення у живому організмі (тварина).

Теоретично можна досягти мінімальних витрат енергії для виробництва продукції, але необхідно також враховувати індивідуальні здатності окремої тварини перевтілювати енергію на продукцію та накопичувати її для підтримки життєдіяльності тварини. Як би не відрізняли тварини за своїми здатностями розподіляти енерговитрати завжди буде діяти закон збереження енергії.

Закон збереження та перетворення енергії, показує, що якісно різні форми руху матерії (механічний рух, теплота, електрика тощо) існують у внутрішній єдності, тісного нерозривного зв’язку один з одним. Маючи свої специфічні закономірності розвитку, живі організми підкоряються загальному закону збереження та перетворення енергії.

Вчені прогнозують, що у відповідності із законом збереження енергії ми будемо змушені в усьому світі створити енергоощадне суспільство. Таке суспільство буде ґрунтуватися на підвищенні ефективності використання енергії, скороченні непотрібних витрат і втрат енергії, вторинному використанні ресурсів речовини, скорочення відходів виробництва.
Важливо оцінювати ефективність виробництва продукції тваринництва з урахуванням корисної енергії, яка залишається після вилучення із загальної енергії витрат на її одержання. Тому, з метою підвищення ефективності виробленої енергії доцільно максимально збільшити ззовні енергію при умові її ефективного використання високопродуктивними тваринами.
Основною проблемою визначення ефективного використання обмінної енергії тваринами є:
~ забезпечення високого рівня перетравності поживних речовин різних видів кормів;
~ баланс енергії – зовнішня енергія та енергія хімічних зв’язків органічних сполук кормів витрачається на енергію для підтримки життєдіяльності та енергію виділення (у вигляді продукції);
~ розведення кормів з високими генетичними задатками;
~ з мінімальними енергетичними задатками створювати для тварин комфортні умови утримання;
~ використання сучасних методів оцінки обмінної енергії кормів.
Перехід тваринництва на промислову основу привело, у багатьох країн світу, до збільшення витрат енергії на виробництво сільськогосподарської продукції, а збільшення виробництва потребує додаткові витрати енергоносіїв. Все це призвело до порушення природних зв’язків між тваринами та навколишнім середовищем. Обмінні процеси в організмі тварин відставали від швидких темпів підвищення навантаження енергоносіїв, тобто порушився ланцюг між рослинами та тваринами. Продуктивність тварин та їх чисельність помітно зменшилась, а енерговитрати на одиницю виробленої продукції суттєво збільшились.
У більшості випадків було проведено цілий комплекс досліджень, які направлені на економічне витрачання енергії. Але при таких дослідженнях не враховували самих тварин, від яких залежить рівень трансформації внесеної ззовні енергії. Тому, вирішення проблеми по визначенню ефективного використання обмінної енергії тварин можливо за рахунок розведення енергоощадних тварин, які з мінімальними витратами енергоносіїв мають максимально виробляти продукцію.
Література:

1. Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. - М.: Наука, 1991.

2. Попов Е.М. Специфика живого на молекулярном уровне // Природа. 1993.- № 6.

3. Шарден П.Т. Феномен человека. - М.: Прогресс, 1987.