CC BY
81
Технологии и технические средства механизированного производства кормов и продукции животноводства.
УДК 631.21:636
ЕЕ. ХАЗАНОВ, д-р техн. наук
АНАЛИЗ ОПЫТА МОДЕРНИЗАЦИИ МОЛОЧНЫХ ФЕРМ
В результате анализа накопленного опыта показано, что в условиях Северо-Запада при модернизации ферм целесообразно использовать следующие технологические и технические решения: кормление животных - полнорационными кормосмесями, приготовленными в мобильных раздатчиках-смесителях или в стационарных кормосмесительных агрегатах; доение коров при привязном способе их содержания - в усовершенствованный молокопровод; очистка и охлаждение молока - в потоке в процессе доения; содержание крупного рогатого скота на подстилке; накопление и выгрузка навоза - комплектом шнековых конвейеров СЗНИИМЭСХ; естественная вентиляция помещений для коров и молодняка с вытяжкой через канал в коньке кровли и притоком через проемы в верхней части боковых стен здания без подогрева приточного воздуха.
Молочное животноводство - основная отрасль сельскохозяйственного производства Саваро-Запада России. Одна из главных проблем этой отрасли - низкая производительность и тяжелые условия труда животноводов вследствие применения устаревших технологий и оборудования, большого физического и морального износа всей производственной базы. Это обстоятельство, а также острая нехватка квалифицированных и добросовестных работников настойчиво требуют коренной модернизации ферм на базе новейших технологий и технических средств. Работы по модернизации ферм активно ведутся в целом ряде хозяйств зоны. При этом зачастую применяются недостаточно эффективные или заимствованные за рубежом, но не проверенные в наших условиях технологические и технические решения. Задача заключается в том, чтобы изучить опыт, накопленный в хозяйствах Ленинградской и других областей России, а также за рубежом и разработать на этой основе регистр технологических проектов реконструкции имеющихся типовых и строительства новых помещений для крупного рогатого скота. Это потребует проведения глубоких и всесторонних исследований с привлечением специалистов разных профилей. К сожалению, такие комплексные исследования в нашей стране пока не проводятся, поэтому ограничимся кратким анализом опыта,
39
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2003. Вып. 75.
накопленного в СЗНИИМЭСХ по отдельным технологическим и техническим решениям.
1. Технология кормления коров
Продуктивность коров на 60-70% определяется их кормлением, и поэтому технологическая линия кормления коров едва ли не самая важная. На эту линию приходится около 40% всех трудозатрат на ферме.
В последние годы произошло существенное изменение рациона кормления коров. Это связано с переходом на заготовку силоса из провяленных трав, скошенных в оптимальные сроки, консервирование плющеного зерна, собранного в стадии восковой спелости, резким сокращением доли сена и исключением из рациона корнеклубнеплодов. В применяемом сейчас рационе более 60% приходится на силос и зернофураж. В связи с этим наметилась четкая тенденция возврата к кормлению крупного рогатого скота полнорационными кормосмесями, что позволяет на 7-15% повысить продуктивность животных и на 5-7% сократить расход корма.
Всё более широкое применение в хозяйствах находят мобильные раздатчики-смесители кормов с взвешивающим устройством. Такие раздатчики выпускаются множеством зарубежных фирм. Но применение раздатчиков-смесителей не единственное и не всегда самое рациональное решение. Это очень дорогие и энергоёмкие машины, для эффективного использования которых необходимы механизированные хранилища компонентов рациона. Опытно-производственной проверкой, проведенной в хозяйствах Ленинградской области, выявлена высокая энергоёмкость процесса и большая неравномерность распределения кормов (35-50%). Средняя продолжительность одного цикла работы раздатчика-смесителя от загрузки до загрузки составляет около одного часа, вследствие чего процесс кормления скота на крупных фермах растягивается на 3-5 ч.
Настораживает и снижение продуктивности коров, в некоторых хозяйствах, применяющих раздатчики-смесители. Это снижение, видимо, объясняется усреднением рациона вследствие применения машин большой вместимости, что усложняет дифференциацию кормления.
Во многих случаях более рациональны предложенные СЗНИИМЭСХ стационарные кормосмесительные агрегаты, разме-
40
Технологии и технические средства механизированного производства кормов и продукции животноводства.
щаемые в небольших помещениях. Использование таких агрегатов позволяет приготавливать полнорационные кормосмеси заданного состава с точным дозированием и учётом наиболее ценных компонентов, а раздавать эти смеси животным обычными кормораздатчиками. Подготовленная порция смеси выгружается в раздатчик в течение нескольких секунд, и, пока машина раздаёт эту порцию животным, в бункере-накопителе подготавливается очередная доза.
Такая технология резко сокращает продолжительность процесса раздачи кормов (длительность одного цикла от загрузки до загрузки - всего 10-12 мин.) и возможности их хищения, повышает эффективность использования, надёжность работы и долговечность раздающих машин. Обслуживать кормосмесительный агрегат могут те же трактористы, которые обычно заняты на погрузке и раздаче кормов. Опыт эксплуатации таких миникормоцехов в СПК «Остромечево» (республика Беларусь) и ЗАО «Красноармейское» (Ленинградская область) подтверждает перспективность такой технологии приготовления кормосмесей.
Технически сложную проблему представляет дифференцированное распределение самых дорогих концентрированных кормов. Зоотехническая наука рекомендует скармливание концентрированных кормов малыми дозами по 6-8 раз в сутки в строгом соответствии с продуктивностью и фазой биологического цикла коровы, т.е. по индивидуальному принципу. В решении этой проблемы наметились две взаимоисключающие друг друга тенденции.
Первая заключается в точном соблюдении принципа многократного скармливания концкормов малыми дозами. При беспривязном способе содержания коров задача решается применением АСУ кормления и автоматических кормовых станций, размещаемых в каждой секции на 25 коров. При привязном способе содержания скота на небольших фермах за рубежом применяют автоматические раздатчики, перемещающиеся по монорельсу, или достаточно сложные стационарные установки. И то, и другое в условиях крупных ферм оказалось неэффективным.
Вторая тенденция заключается в отказе от индивидуального принципа распределения концкормов и переходе на групповой принцип их скармливания в составе кормосмеси. Поскольку концентраты в смеси неотделимы от других ее компонентов, животные потребляют их постепенно, что и требуется физиологией жвачных. Эта технология
41
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2003. Вып. 75.
может применяться как при привязном, так и при беспривязном способах содержания коров, но требует четкого деления стада на технологические группы, сформированные исходя из фаз биологического цикла коров при допустимой разнице в их продуктивности внутри группы. При соблюдении этого условия, такая технология скармливания концкормов значительно проще и дешевле, чем их распределение по индивидуальному принципу. Высокая эффективность применения этой технологии доказана опытом СПК «Красногвардейский» Гатчинского района Ленинградской области, где средняя продуктивность коров превышает 7 тыс. кг молока.
Таким образом, кормление крупного рогатого скота полнорационными кормосмесями не только повышает эффективность использования кормов и предотвращает их хищение, но и позволяет отказаться от тяжёлого ручного труда по раздаче концкормов и добавок с помощью примитивных тачек.
2. Технология доения и первичной обработки молока
В технологической линии доения и первичной обработки молока сегодня главное - повышение качества получаемого молока. Для этого, кроме полноценного кормления (без чего не получить высокую плотность молока), нужно очистить и охладить молоко непосредственно в процессе доения.
Наилучшие условия для получения молока высокого качества при низких трудозатратах обеспечиваются при доении коров в автоматизированных доильных залах. На модернизированных молочных фермах Северо-Запада применяются доильные установки «Ёлочка» и «Европараллель» различной вместимости. На рынке доильной техники в настоящее время активно работают шведская компания «De-Laval», немецкая «Westfalia Landtechnik», датская «SAC» и голландская «Gascoigne melotte». В последнее время интерес к хозяйствам Северо-Запада проявляют английская фирма «Fullwud», а также латвийская «Larta». Осваивают производство автоматизированных доильных установок ВАТ «Брацлав» (Украина), УП БелНИИМСХ совместно с ОДО «Полиэфир» (Беларусь), а также НПП «Фемакс» (Россия). К сожалению, данные объективной сравнительной оценки доильных установок разных производителей пока отсутствуют. В связи с этим, при выборе доильной установки хозяйственники руководствуются субъек-
42
Технологии и технические средства механизированного производства кормов и продукции животноводства.
тивной оценкой, а также стоимостью, условиями оплаты и технического сервиса.
Как показывает опыт многих хозяйств, существенного улучшения качества молока можно достичь и при доении в стойлах с применением установок типа «Молокопровод».
Для очистки молока, кроме известных сменных тканевых фильтров, применяют фильтры многоразового использования, изготовленные по самой современной технологии.
Для первичного охлаждения молока проточной водой кроме штатных пластинчатых охладителей, входящих в комплект молокопровода, используют более мощные пластинчатые охладители, выпускаемые Боровичским заводом Новгородской области.
Вторичное, окончательное охлаждение молока до 4оС должно производиться либо с помощью холодильных установок, либо в молочных танках-охладителях. Этот, последний вариант более предпочтителен, и в настоящее время имеется довольно широкий выбор резервуаров-охладителей, выпускаемых как в нашей стране, так и за рубежом.
В целях улучшения режима доения, снижения величины вакуума и сокращения потерь жира следует ввести следующие усовершенствования в молокопровод:
- устанавливать молокоприемник с фильтром и насосом непосредственно в коровнике, а в молочную молоко транспортировать не под вакуумом, а под напором насоса, как это делают практически все зарубежные фирмы и НПП «Фемакс» (Москва);
- подъёмные ветви молокопровода поднимать не с помощью штатных пневмоподъёмников АДМ-18000, а с помощью простейшего приспособления, состоящего из обычного блока и шнура с куском цепи, как это делают фирмы «De-Laval» и «Westfalia Landtechnik»;
- крепить молокопровод с ваккумпроводом не к стойловой раме, а к строительным конструкциям здания, строго соблюдая все правила инструкции по монтажу и выдерживая нужные уклоны. При капитальном ремонте здания лучше заменить недолговечные металлические стойловые рамы практически вечным стойловым оборудованием на железобетонных столбиках. Конструкция такого стойлового оборудования разработана в СЗНИИМЭСХ на основе опыта Финляндии и Карелии и обеспечивает надежное крепление молокопровода.
43
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2003. Вып. 75.
Для высокопродуктивных стад вместо агрегата АДМ-8 лучше использовать усовершенствованную доильную установку УДМ-200, разработанную в НПП «Фемакс».
3. Технология внесения подстилки, уборки и транспортирования навоза
Из анализа зарубежных источников и материалов международных конференций прослеживается возврат к традиционному подстилочному методу содержания животных с использованием больших доз подстилочных материалов, прежде всего, соломы. Этот вывод подтверждается опытом эксплуатации реконструированных ферм в хозяйствах «Агро-Балт», «Рапти», «Рабитицы», «Родина» Ленинградской области и «Заря» Вологодской области. Для Северо-Западной зоны, крайне нуждающейся в высококачественных органических удобрениях, реализация этого метода имеет большое практическое значение. Между тем, утвержденные, так называемые, базовые технологии предусматривают использование ограниченного количества подстилки, что ведет к получению жидкого и полужидкого навоза, что имеет отрицательные экологические последствия.
Одно из самых «узких» мест применяемой в большинстве хозяйств технологии навозоудаления - выгрузка навоза из помещений в тракторный прицеп, который служит как транспортным средством, так и накопителем. В хозяйствах Ленинградской области высокую оценку получила предложенная СЗНИИМЭСХ технология, в которой в качестве накопителя используется поперечный шнековый конвейер, а для выгрузки навоза применяется шнековый загрузчик высокой производительности или насос, транспортирующий навоз в хранилище по навозопроводу. Такая система накопления и выгрузки навоза используется во многих хозяйствах, расположенных в разных районах Ленинградской области («Ленсоветовское», «Новоладожский, «Новый мир», «Красноармейское», «Березовский», «Гомонтово», «Рабитицы», «Торосово» и др.).
4. Микроклимат
В условиях Северо-Запада России системы обеспечения микроклимата коровников обычно проектируют с использованием подогрева приточного воздуха в холодный период года [1]. Количество теп-
44
Технологии и технические средства механизированного производства кормов и продукции животноводства.
ла, необходимого для поддержания заданных параметров микроклимата определяют по формуле [2].
Qот = Qогр + Qb + Qc.^ - Qж , (1)
где Qогр - потери тепла через наружные ограждения;
Qb - количество тепла, уносимого воздухом при вентиляции помещения;
Qc.^ - случайные потери тепла, составляющие 10-15% от ^огр + Qb);
Qж - количество свободного тепла, выделяемого животными.
Q = 3,6 V—F(T - Т )п ПЛ
огр V R в н (2)
о
сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждения, (м2 К)/Вт;
поверхность отдельных элементов ограждения, м2; расчетные температуры внутреннего и наружного
воздуха, К;
поправочный коэффициент (для наружных стен, бесчердачных перекрытий и полов на грунте n = 1)
Количество тепла, уносимого воздухом при вентиляции помещения:
Qb = L р c (Тв - Тн) , (3)
где L - количество воздуха, удаляемого из помещения, м3/ч, р - плотность наружного воздуха при Тн, кг/м3, с - теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/кг-К.
Количество свободного тепла, выделяемого животными:
где ко -F -
Тв и Тн -n -
45
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2003. Вып. 75.
к
еж = .2. “'"' (4)
' = 1
где qi - количество тепла, выделяемого одним животным данного вида, кДж/ч,
ni - количество животных данного вида в помещении.
На практике, в подавляющем большинстве случаев, системы подогрева приточного воздуха в коровниках не используют. В этом случае уравнение теплового баланса коровника приобретает вид:
Qж = 1,1 ^огр + Qв). (5)
Подставив в это уравнение значения Qогр, Qв и Qж из выражений (2), (3) и (4) после соответствующих преобразований, имеем:
1 1
L =—г---------ж--------3,6£------Fn]
pc 1,1(Т - Т ) R
(6)
Здесь L - максимально допустимый воздухообмен, при котором теплопотери помещения еще покрываются теплом, выделяемым животными при данных наружных и внутренних температурах воздуха.
Решив это уравнение для типового коровника на 200 голов при изменении Тн от -24оС до +6оС при Тв = 10оС, 5оС, 0оС и -5оС получили семейство кривых (см. рис.). В расчетах учитывались поправочные коэффициенты на величину выделяемых животными тепла, влаги и углекислого газа в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.
46
Технологии и технические средства механизированного производства кормов и
-24 -21 -18 -15 -12 -9 -6 -3 0 3
Диаграмма зависимости воздухообмена L в коровнике от внутренней Тв и наружной Тн температур воздуха при отсутствии отопления:
1 - Тв=-50С; 2 - Тв=00С; 3 - Тв=50С; 4 - Тв=100С;
Из анализа полученных зависимостей следует, что постепенно сокращая воздухообмен за счет уменьшения сечения приточных и вытяжных отверстий в коровнике до L=0, можно сохранить температуру внутри коровника на уровне Тв = +10оС при снижении наружной температуры до Тн = - 2оС, температуру Тв = +5оС при снижении Тн до -8оС, а температуру Тв = 0оС при Тн до -13,5оС. Однако, если судить по результатам расчетов, параметры микроклимата в коровнике должны при таком снижении воздухообмена резко ухудшиться. Относительную влажность воздуха на допустимом уровне (в данном случае принято 80%) можно сохранить при воздухообмене не ниже линии EGH, а допустимую концентрацию углекислого газа - при воздухообмене не ниже линии ABCD.
Вместе с тем, опыт эксплуатации типовых неотапливаемых коровников в холодный период года свидетельствует о том, что катастрофического ухудшения микроклимата в помещении не происходит. Даже в условиях очень суровой зимы 2002/2003 годов в типовых ко-
47
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2003. Вып. 75.
ровниках температура воздуха не опускалась ниже 0оС, система водоснабжения не замерзала, ухудшения состояния коров не зафиксировано. Не отмечено также резкого снижения продуктивности коров, которая в хозяйствах Ленинградской области достигла в 2002 г 5491 кг на фуражную корову. В целом ряде хозяйств в типовых неотапливаемых коровниках было получено более 7000 и даже 8000 кг молока на корову.
Возможность применения систем обеспечения микроклимата в коровниках без подогрева приточного воздуха подтверждает опыт эксплуатации коровников, оборудованных достаточно широкими сквозными каналами в коньке кровли и приточными проемами в боковых стенах здания. Эффективность таких систем вентиляции доказана в колхозе «Октябрь» Гродненского района республики Беларусь, ЗАО «Гомонтово» Ленинградской области, «Заря» Вологодской области и др. Об этом свидетельствует также зарубежный опыт и результаты исследований Литовского института инженерии сельского хозяйства. По данным проф. Б. Ковалелиса [3] «качество воздуха лучше, чем в утепленных коровниках: концентрация аммиака 3 ppm (мг/л), бактериальная загрязненность - 44-69 тысяч микробных тел в 1 м3 воздуха».
ВЫВОДЫ
1. Произошедшие в последнее время существенные изменения рациона кормления коров и технологии заготовки кормов обуславливают целесообразность применения полнорационных кормосмесей. Технология приготовления, доставки и раздачи таких смесей должна выбираться в каждом конкретном случае на основе техникоэкономического сравнения вариантов использования мобильных раз-датчиков-смесителей и стационарных кормосмесительных агрегатов в сочетании с обычными кормораздатчиками.
2. Для повышения качества молока при доении в стойлах необходимо внести соответствующие изменения в конструкцию молокопровода и способ его монтажа. Очистка и охлаждение молока, как при доении в стойлах, так и в доильных залах должны осуществляться в потоке непосредственно в процессе доения.
48
Технологии и технические средства механизированного производства кормов и продукции животноводства.
3. В условиях Северо-Запада эффективен подстилочный метод содержания крупного рогатого скота, особенно молодняка, сухостойных и новотельных коров.
4. Для накопления и выгрузки навоза из помещений следует применять комплект шнековых конвейеров конструкции СЗНИИМЭСХ.
5. Для обеспечения микроклимата в коровниках и зданиях для молодняка рационально использовать систему естественной вентиляции с вытяжкой через сквозной канал в коньке кровли и притоком через проемы в верхней части боковых стен без подогрева приточного воздуха.
Применяемая в настоящее время методика расчета систем обеспечения микроклимата в коровниках не в полной мере учитывает процессы, происходящие в неотапливаемом помещении и, в связи с этим, должна быть уточнена на основе изучения опыта эксплуатации таких помещений в климатических условиях Северо-Запада.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Организация нормируемого микроклимата и контроль за его состоянием в животноводческих помещениях. Рекомендации. -М.: Росагропромиздат, 1989.
2. Захаров А.А. Применение тепла в сельском хозяйстве. -М.: Колос, 1974. - 255 с.
3. Ковалелис Б. и др. Микроклимат и гигиена неутепленного коровника. //Материалы 2-й научно-практической конференции «Экология и сельскохозяйственная техника» 25-27 апреля 2000. Т. 2. -СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2000. - С.249-253.
Получено 02.06.2003.
49
