Ekonomika chovu a program ECOWEIGHT

Nadřazené odděleníGenetika a šlechtění hospodářských zvířat
Karta skupiny ekonomika_2018
Popis

Programový balík ECOWEIGHT

Autoři :

Jochen Wolf (j-m-wolf@nullgmx.de)

Marie Wolfová (j-m-wolf@nullgmx.de)

Emil Krupa (krupa.emil@nullvuzv.cz)

Zuzana Krupová (krupova.zuzana@nullvuzv.cz)

Eliška Žáková (zakova.eliska@nullvuzv.cz)

 

Dostupnost a licenční podmínky

Prosím kontaktujete autory programu v případě zájmu o použití programu, návrhů na zlepšení programového balíku a ohlášení případných chyb v programech.

Všechny programy balíku jsou volně k dispozici.

Jsou distribuovány za podmínek GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.

Prosíme, věnujte pozornost zejména následujícímu výtažku podmínek licence:

 

NO WARRANTY

 

  1. BECAUSE THE PROGRAM IS LICENSED FREE OF CHARGE, THERE IS NO WARRANTY FOR THE PROGRAM, TO THE EXTENT PERMITTED BY APPLICABLE LAW. EXCEPT WHEN OTHERWISE STATED IN WRITING THE COPYRIGHT HOLDERS AND/OR OTHER PARTIES PROVIDE THE PROGRAM „AS IS“ WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EITHER EXPRESSED OR IMPLIED, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. THE ENTIRE RISK AS TO THE QUALITY AND PERFORMANCE OF THE PROGRAM IS WITH YOU. SHOULD THE PROGRAM PROVE DEFECTIVE, YOU ASSUME THE COST OF ALL NECESSARY SERVICING, REPAIR OR CORRECTION.

 

  1. IN NO EVENT UNLESS REQUIRED BY APPLICABLE LAW OR AGREED TO IN WRITING WILL ANY COPYRIGHT HOLDER, OR ANY OTHER PARTY WHO MAY MODIFY AND/OR REDISTRIBUTE THE PROGRAM AS PERMITTED ABOVE, BE LIABLE TO YOU FOR DAMAGES, INCLUDING ANY GENERAL, SPECIAL, INCIDENTAL OR CONSEQUENTIAL DAMAGES ARISING OUT OF THE USE OR INABILITY TO USE THE PROGRAM (INCLUDING BUT NOT LIMITED TO LOSS OF DATA OR DATA BEING RENDERED INACCURATE OR LOSSES SUSTAINED BY YOU OR THIRD PARTIES OR A FAILURE OF THE PROGRAM TO OPERATE WITH ANY OTHER PROGRAMS), EVEN IF SUCH HOLDER OR OTHER PARTY HAS BEEN ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGES.

 

Stručný popis programového balíku

Programový balík ECOWEIGHT je určen pro výpočet ekonomických vah (důležitosti) významných vlastností u hospodářských zvířat. V současnosti, ve své osmé verzi, je k dispozici pět programů: pro masný skot, mléčný skot, ovce a kozy, prasata a králíky.

  • První část balíku tvoří dva programy pro skot (EWBC a EWDC). Na základě vývoje v oblasti šlechtění a podnětů od uživatelů byly programy pro skot postupně inovovány a rozšiřovány o nové znaky (verze 1,2,3 a 6).
  • V druhé části balíku je samostatný program EWSH1 pro ovce s možností modelování bahnění jednou ročně (verze 4).
  • Třetí část programového balíku je popsána ve dvou manuálech a je tvořena programem EWSH2, který je modifikací EWSH1 a programem GFSH, který modeluje tok genů u ovcí (verze 5). Vzhledem k tomu, že programy EWSH2 a GFSH pracují společně, jsou uvedeny ve společném instalačního balíku.
  • Čtvrtá část je tvořena programem pro výpočet ekonomických vah znaků u prasat – EWPIG 1.1.0 (verze 7) a toku genů u prasat – GFPIG 2.0.0 (verze 8).
  • Zatím poslední, pátý program, je zaměřený na výpočet ekonomických vah znaků u králíků (verze ECOWEIGHT 9).

 

Program pro dojený skot je, co se týče mezinárodního využití, zatím nejúspěšnější –  byl aplikován u populací skotu v téměř 15 zemích (např. Finsko, Francouzsko, Itálie, Estonsko, Slovensko, Maďarsko, Brazílie).

Programový balík: část 1

Ve dvou programech EWBC a EWDC je možné modelovat několik typů pastevních systémů chovu masného skotu bez omezení množství produkce a mléčné výrobní systémy uplatňující terminální křížení s masným skotem. Ekonomické váhy znaků lze vypočíst pro chov masného a mléčného skotu. Je též možné modelovat čistokrevní výrobní systémy mléčné produkce bez terminálního křížení a bez omezení množství produkce, nebo s limitací výroby mléka a mléčného tuku (kvóty). Celkově je možné vypočíst ekonomické váhy pro 33 znaků u masného skotu a 47 znaků u mléčného skotu.

Zohlednění toku genů umožňuje vypočíst relativní ekonomické váhy pro maternální a přímou složku znaku, jakož i pro různé cesty selekce. Ekonomické váhy jsou určeny pro konstrukci selekčních indexů zaměřených na hodnocení plemenných zvířat (u skotu především pro býky a matky býků). Kromě toho jsou programy užitečné pro ekonomické analýzy různých výrobních systémů. Současně je možné analyzovat vliv výrobních, organizačních a ekonomických parametrů na ekonomickou efektivnost daného výrobního systému.

Uživatelům programů EWBC a EWDC doporučujeme přečíst články publikovány v roce 2005 v časopise Livestock Production Science (Wolfová a kol., 2005a, b) a v roce 2007 v časopise Journal of Dairy Science (Wolfová a kol., 2007a, b), které popisují základní předpoklady využité při tvorbě programů a příklady jejich praktické aplikace popsané např. v časopise Czech Journal of Animal Science (Krupa a kol., 2005) a Journal of Dairy Science (Krupová a kol., 2016). Dále doporučujeme publikaci Wolfová a Nitter (2004), kde jsou popsány předpoklady odůrokování při stanovení ekonomických vah znaků. V současné době jsou na základě výsledků z výpočtu ekonomických vah programem ECOWEIGHT konstruovány selekční indexy pro populaci Holštýnského plemene v České republice (Krupová a kol., 2018, 2019). Výsledky byly také využity u plemene Abrerdeen Angus chovaného v České republice (Wolfová a kol., 2005c; Krupová a kol., 2018).

 

Programový balík: část 2

Druhá část programového balíku obsahuje program EWSH1. Jde o bio-ekonomický model, pomocí kterého je možné počítačově simulovat vliv genetické změny produkčních a funkčních ukazatelů chovu ovcí v rámci alternativních systémů řízení s jedním bahněním za rok na ekonomickou efektivnost produkčních systémů. Struktura stáda je popsána na základě výskytu jednotlivých kategorií zvířat a pravděpodobnosti přechodu mezi těmito kategoriemi. Pro výpočet stacionárního stavu struktury stáda je využívána metoda Markovských řetězců. Celkově může být definováno až 47 kategorií potomků, přičemž může jít o čistokrevné jedince ale i křížence. Křížence se vyskytují ve většině uvedených kategorií v případě, že se v chovu využívá systém křížení. Vzhledem k podobnosti produkčních systémů ovcí a koz, je možné tento program plně využít pro tento druh hospodářských zvířat. Celkově je možné vypočíst ekonomické váhy pro 41 znaků ovcí a koz (produkce mléka, ukazatele růstu, jateční vlastnosti, funkční vlastnosti a ukazatele vlny). Tyto ekonomické váhy jsou určeny pro stanovení šlechtitelského cíle v chovu ovcí.

Podobně jako u prvního programového balíku, algoritmus výpočtu zahrnuje jak deterministické tak i stochastické prvky. Úroveň většiny znaků je simulována jako střední hodnota (průměr), nicméně zohledněna je i variabilita (variance) v několika znacích. Je možné stanovit několik variant ukazatelů pro jednotlivé kategorie zvířat (především růst a produkci mléka). Možnosti managementu stáda zahrnují systém páření, vyřazování bahnic ze stáda, systém odstavu a využití potomků a systém krmení. Aktuální verze programu je určena pro systémy s jedním bahněním ročně. V nejbližším období se zaměříme na rozšíření programu tak, aby bylo možné modelovat zrychlené (intenzivní) systémy chovu ovcí.

Vstupní parametry zadány uživatelem umožňují podrobný popis výrobního systému a ekonomických, organizačních a biologických charakteristik. Program je rovněž užitečný pro ekonomické analýzy různých výrobních systémů. Současně může být sledován vliv různých výrobních, organizačních a ekonomických parametrů na ekonomickou efektivnost daného výrobního systému.

Uživatelům programu EWSH1 dáváme do pozornosti články publikovány v roce 2009 v časopise Journal of Dairy Science a Journal of Animal Breeding and Genetics (Wolfová a kol., 2009a-c), které popisují základní předpoklady, z kterých program vychází a přehled jeho praktických aplikací publikovaných v časopise Austr.-Asian Journal of Animal Science (Krupová a kol., 2009), Animal (Krupová a kol., 2012) či v Czech J. of Animal Science (Krupová a kol., 2013), Spanish J. of Agric. Research (Krupová a kol., 2014) a Journal of Central European Agriculture (Krupová a kol., 2018).

 

Programový balík: část 3

Třetí část programového balíku je distribuována jako jeden instalační balík. Tento se skládá z programů EWSH2 a GFSH, které jsou popsány ve dvou samostatných manuálech. Program pro ovce EWSH2 je propojen s programem EWSH1. Zatím co program EWSH1 je vytvořen jako samostatný program, program EWSH2 byl adaptován s cílem tvořit propojení s programem GFSH. Program EWSH totiž modeluje tok genů v chovu ovcí a umožňuje výpočet ekonomických vah pro přímé a maternální komponenty znaků. Kromě toho jsou vypočteny relativní ekonomické váhy, které umožňují navzájem porovnat ekonomickou důležitost jednotlivých znaků. V závislosti na výrobním systému, je potřebný jeden nebo více běhů EWSH2 před spuštěním vlastního programu GFSH. V novém programu bylo nutné zahrnout přenos dat mezi různými běhy programu.

V programu GFSH jsou modelovány dva výrobní systémy. První výrobní systém je systém s čistokrevnou plemenitbou, kde se nerozlišuje, jestli se jedná o nukleové nebo komerční stádo. Druhý systém je zaměřen na tvorbu terminálních kříženců, kde se také předpokládá pouze jedna úroveň produkce. V tomto systému jsou zahrnuta dvě plemena. Čistokrevný systém je postaven na otcovském plemenu A. Ve výrobním systému plemena B je část potomstva tvořena čistokrevnými jednici plemene B a další část potomstva jsou křížence plemen A a B. To znamená, že výrobní systémy obou plemen jsou přepojeny prostřednictvím plemeníků plemene A, které jsou použity při křížení s bahnicemi plemene B.

Bio-ekonomický model chovu ovcí používán v programu EWSH2 je aplikován v třech publikacích autorů Wolfová a kol. (2009a-c). Proces toku genů, který je součástí programu GFSH je aplikován v publikaci Wolfová a Nitter (2004). Zabývající třetí části programového balíku ECOWEIGHT byla uveřejněna v roce 2011 v dvou publikacích (Wolfová a kol., 2011a, b).

 

Programový balík: část 4

Program EWPIG tvoří čtvrtou část programového balíčku ECOWEIGHT. Verze 1.1.0 umožňuje výpočet stacionárního stavu populace prasnic uvažovaného plemene (nebo plemen) a kříženců potřebného k výpočtu struktury potomků. Následně pro výpočet proměnných spojených s růstem čistokrevné i křížené populace společně s výpočtem potřeby živin všech kategorií zvířat. Program dále počítá všechny náklady a příjmy, zisk v celém výrobním systému, marginální ekonomické hodnoty a aproximální ekonomické váhy znaků pro produkční systém pouze s jedním plemenem, jakož i pro systémy s dvou, tří a čtyř plemenným křížením. Vypočítané aproximované ekonomické váhy berou v úvahu proporce genů od jednotlivých plemen nebo linií. Výpočet toku genů v populaci všech možných kombinací plemen zatím v této verzi není implementován.

Program GFPIG spolu s programem EWPIG2 tvoří další část programového balíčku ECOWEIGHT. Tento program počítá skutečné ekonomické váhy prasat nebo mateřských a přímých složek, které berou v úvahu proporce genů jednotlivých plemen nebo linií a načasování očekávaných genetických změn (tok genů – gene flow) v jednotlivých genotypech během definovaných investičních období v příslušném šlechtitelském systému. Program EWPIG2 verze 3.0.0 je rozšířením programu EWPIG2 verze 2.0.0. Program EWPIG2 lze spustit jako samostatný program nezávisle na programu GFPIG, nebo společně s programem GFPIG. Celkově je možné vypočíst ekonomické váhy pro 35 znaků prasat.

Biologický model pro výpočet ekonomických vah prasat je podrobně popsán a aplikován ve čtyřech příspěvcích: v časopise Livestock Science (Wolfová a kol., 2017; Krupa a kol., 2017), v časopise Animal (Wolfová a kol., 2019) a Journal of Animal Breeding and Genetics (Krupa a kol., 2019).

Programový balík: část 5

Program EWRAB, v aktuální verzi 2.0.1, zohledňuje tři systémy chovu králíků využívající: 1) čistokrevnou plemenitbu a vlastní odchov plemenných zvířat; 2) křížení k produkci jatečných králíků, s vlastním odchovem plemenných zvířat pro čistokrevnou plemenitbu a nákupem zvířat pro křížení; nebo 3) komerční chovy s terminálním křížením a nákupem plemenných zvířat pro křížení. Z hlediska plemenitby je zohledněna přirozená plemenitba a inseminace. Intenzita růstu zvířat je specifická pro různé věkové kategorie, a v případě samic je dokonce možné zohlednit změny jejich živé váhy během reprodukčních cyklů. Pro výpočet spotřeby, a následně nákladů na krmiva, je u jednotlivých kategorií králíků zohledněna počáteční hmotnost a ukládání proteinů a tuku v těle během daného období, potřeba stravitelné energie na záchovu, růst a na jinou produkci (mléko, gravidita) a dále potřeba a cena krmiv s definovanou výživnou hodnotou.

Ekonomika chovu králíků v daném systému (1 až 3) je modelována pomocí ziskové funkce. Zisk (definován jako rozdíl celkových tržeb a celkových nákladů) v jednotlivých úsecích chovu je následně vyjádřen na králičici a rok. Náklady jsou tvořeny náklady na krmiva pro jednotlivé kategorie králíků a ostatními nekrmnými náklady (fixní  a variabilní náklady dané kategorie zvířat). Rovněž tržby jsou specifikovány pro danou kategorii králíků se zohledněním charakteru jejich produkce (chovná a jatečná zvířata, kožky, hnůj). Při výpočtu tržeb za jatečná zvířata je brán v úvahu způsob zpeněžování. Pomocí programu EWRAB je aktuálně možné vypočíst EV pro celkově 20 znaků (produkční, reprodukční, zdravotní a pro efektivnost využití krmiv), které mohou být využity k definování šlechtitelských cílů různých plemen a pro selekci plemenných zvířat. Kromě toho může být program plně využitý k plnohodnotným ekonomickým analýzám v chovu králíků (umožňuje modelovat různé produkční systémy, marketingové strategie a různou úroveň produkčních a ekonomických ukazatelů chovu).

 

Citovaná literatura

Krupa E., Wolfová M., Peškovičová D., Huba J., Krupová Z. (2005): Economic values of traits for Slovakian Pied cattle under different marketing strategies. Czech J. Anim. Sci., 50: 483-492.

Krupa E., Krupová Z., Wolfová M., Žáková E. (2017): Estimation of economic values for traits of pig breeds in different breeding systems: II. Model application to a three-way crossing system. Livestock Science. 2017, 205: 70–78.

Krupa E., Wolfová M., Krupová Z., Žáková E. (2019): Estimation of economic weights for number of teats and sperm quality traits in pigs. Journal of Animal Breeding and Genetics, in press.

Krupová Z., Wolfová M., Wolf J., Oravcová M., Margetín M., Peškovičová D., Krupa E., Daňo J. (2009): Economic Values for Dairy Sheep Breeds in Slovakia. Asian-Aust. J. Anim. Sci., 22: 1693-1702.

Krupová Z., Wolfová M., Krupa E., Oravcová M., Daňo J., Huba J., Polák P. (2012): Impact of production strategies and animal performance on economic values of dairy sheep traits. Animal, 6: 440–448.

Krupová Z., Krupa E., Wolfová M. (2013): Impact of economic parameters on economic values in dairy sheep. Czech J. of Animal Sci., 58: 21-30.

Krupová Z., Krupa E., Michaličková M., Wolfová M., Kasarda R. (2016): Economic values for health and feed efficiency traits of dual-purpose cattle in marginal areas. J. Dairy Sci., 99: 644-656.

Krupová Z., Wolfová M., Krupa E., Přibyl J. Zavadilová L. (2018): Claw health and feed efficiency as new selection criteria in the Czech Holstein cattle, Czech Journal of Animal Science, 63, 10: 408-418.

Krupová Z., Zavadilová L., Wolfová M., Krupa E., Kašná E. (2019): Udder and claw-related health traits in selection of Czech Holstein cows. Annals of Animal Science, 19, 3: 647–661.

Krupová Z., Wolfová M., Krupa E., Kašná E. , Zavadilová L. (2018): Economic importance of traits in organic system of Angus breed. In: Book of Abstracts of the 69th Annual Meeting of the European Federation of Animal Science, Dubrovnik, Croatia, 27th – 31st August, 2018, p. 389,

Krupová Z., Krupa E., Wolfová M., Michaličková M. 2014. Impact of variation in production traits, inputs costs and product prices on profitability in multi-purpose sheep. Spanish J. of Agric. Research, 12(4): 902-912.

Krupová Z., Krupa E., Rychtářová J. (2018): Impact of udder health on economics of dairy goat. Journal of Central European Agriculture, 19(4): 897-905

Wolfová M.; Nitter G. (2004). Relative economic weights of maternal versus direct traits in breeding schemes. Livest. Prod. Sci. 88, 117-127.

Wolfová M.; Wolf J.; Pribyl J.; Zahradková R.; Kica J. (2005a): Breeding objectives for beef cattle used in different production systems. 1. Model development. Livest. Prod. Sci. 95, 201-215.

Wolfová M.; Wolf J.; Zahradková R.; Pribyl J.; Dano J. ; Krupa E.; Kica J. (2005b): Breeding objectives for beef cattle used in different production systems. 2. Model application to production systems with the Charolais breed. Livest. Prod. Sci. 95, 217-230.

Wolfová M., Wolf J., Zahrádková R., Krupa E. 2005c. Impact of different economical and production circumstances on the relative importance of traits in beef cattle breeding. Zuchtungskunde, 77(1): 35–46.

Wolfová M.; Wolf J.; Kvapilík J.; Kica J. (2007a). Selection for profit in cattle. I. Economic weights for purebred dairy cattle in the Czech Republic. J. Dairy Sci. 90, 2442-2455.

Wolfová M.; Wolf J.; Kvapilík J.; Kica J. (2007b). Selection for profit in cattle. II. Economic weights for dairy and beef sires in crossing systems. J. Dairy Sci. 90, 2456-2467.

Wolfová M.; Wolf J.; Krupová Z.; Kica J. (2009a): Estimation of economic values for traits of dairy sheep: I. Model development. J. Dairy Sci. 92, 2183-2194.

Wolfová M.; Wolf J.; Krupová Z.; Margetín M. (2009b): Estimation of economic values for traits of dairy sheep: II. Model application to a production system with one lambing per year. J. Dairy Sci. 92, 2195-2203.

Wolfová M.; Wolf J.; Milerski M. (2009c): Calculating economic values for growth and functional traits in non-dairy sheep. J. Anim. Breed. Genet. 126, 480-491.

Wolfová M.; Wolf J.; Milerski M. (2011a): Calculating economic weights for sheep sire breeds used in different breeding systems. J. Anim. Sci. 89, 1696-1711.

Wolfová M.; Wolf J.; Milerski M. (2011b): Economic weights of production and functional traits for Merinolandschaf, Romney, Romanov and Sumavska sheep in the Czech Republic. Small Rumin. Res. 99, 25-33.

Wolfová M., Wolf J., Krupová Z., Krupa E., Žáková E. (2017): Estimation of economic values for traits of pig breeds in different breeding systems: I. Model development. Livestock Science. 2017, 205: 79–87.

Wolfová M., Krupa E., Krupová Z., Žáková E. (2019): Economic weights of maternal and direct traits of pigs calculated by applying gene flow methods. Animal, 13, 6:1127-1136

 

Další články týkající se výpočtu ekonomických vah a programového balíku ECOWEIGHT

Krupa E., Krupová Z., Daňo J., Huba J., Polák P., Tomka J., Hanusová E. (2007): Influence of different feedlot types on production and economic efficiency in Charolais breed. Slovak J. of  Anim. Sci., 40: 72-78.

Krupová Z., Oravcová M., Krupa E., Peškovičová D. (2008): Methods for calculating economic weights of important traits in sheep. Review article. Slovak J. Anim. Sci., 41: 24-29.

Krupová Z., Huba J., Daňo J., Krupa E., Oravcová M., Peškovičová D. (2009): Economic weights of production and functional traits in dairy cattle under a direct subsidy regime. Czech J. Anim. Sci., 54: 249–259.

Krupa E., Krupová Z., Oravcová M., Polák P., Tomka J. (2011): Economic importance of the traits for Slovak Pinzgau breed reared in dairy and cow-calf system. Agriculturae Conspectus Scientificus, Special Issue, University of Zagreb, 76: 255-258.

Wolfová M., Wolf J. (2013): Strategies for definding traits when calculating economic values for livestock breeding: a review. Animal, 7: 1-13.

Krupa E., Přibyl J., Krupová Z., Žáková E. (2017): Repro index in dam breeds of the Czech national breeding program. Agriculturae Conspectus Scientificus, 82(3): 245-248.

Hietala, P., M. Wolfová, J. Wolf, J. Kantanen, and J. Juga. 2014. Economic values of production and functional traits, including residual feed intake, in Finnish milk production. J. Dairy Sci. 97:1092–1106

Komlósi I., M. Wolfová, J. Wolf, B. Farkas, Z. Szendrei, B. Béri. 2010. Economic weights of production and functional traits for Holstein-Friesian cattle in Hungary. Journal of Animal Breeding and Genetics, 127: 143–153.