CC BY
35
Designing of Poultry Farms]. Moscow: Rosinformagrotekh, 2013: 217. (In Russian)
9. Metodicheskie rekomendatsii po tekhnologicheskomu proektirovaniyu zverovodcheskikh i krolikovodcheskikh ferm krest'yanskikh (fermerskikh) khozyaistv RD-APK 1 .10.06.02-13 [Management Directive for Agro-Industrial Complex "Recommended Practice for Engineering Designing of Fur Farms and Rabbit Breeding Facilities for Peasant (Private) Farms]. Moscow: Rosinformagrotekh. 2013. 152. (In Russian)
10. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Obosnovanie tekhniko-ekonomicheskih parametrov tekhnologicheskogo modulya dlya otkorma cyplyat brojlerov [Justification of technical and economic parameters of technological module for broilers]. Tekhnologii i tekhnicheskie
sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 95. 181-188. (In Russian)
11. Zakonodatel'naya baza Rossijskoj Federacii [Legal Framework of the Russian Federation]. Available at: https://zakonbase.ru/content/part/516729 (accessed 06.09.2019) (In Russian)
12. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Obosnovanie tekhniko-ekonomicheskih pokazatelej tekhnologicheskogo modulya dlya razvedeniya i otkorma krolikov [Justification of technical and economic performance of the technological module for rabbit growing and fattening]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. No. 2 (99). 317-326. (In Russian)
УДК 636.084.7 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10197
АНАЛИЗ ОРГАНИЗАЦИИ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ КОРОВ ЛЕТОМ ПРИ БЕСПРИВЯЗНОМ
СОДЕРЖАНИИ
B.В. Гордеев, канд. техн. наук; В.Е. Хазанов, канд. техн. наук;
C.В. Вторый, канд. техн. наук; Р.М. Ильин
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
Бесперебойное обеспечение водой в достаточном количестве способствует повышению продуктивности и сохранению здоровья коров. Различие систем поения и средств механизации водообеспечения заключено в типоразмерах производственных зданий и вариантах технологических решений, так при привязном содержании используют индивидуальные поилки, а при беспривязном -групповые. Целью данного исследования является определение расхода воды на поение при беспривязном содержании, с учетом таких факторов как, параметры микроклимата внутри помещения и удоя молока. Исследования проводили на одной из ферм в Ленинградской области в августе 2019 года. Результатом исследований являются экспериментальные данные расхода воды на поение, температуры и относительной влажности воздуха в зоне размещения, продуктивности коров. Исследования показали что, часовой суточный расход воды по группе в течение суток менялся от 0,01 до 0,69 м3, максимальное водопотребление приходилось на время после доения и во время кормления. Средняя сумма водопотребления группой коров за первый час после трех доек составила 19±2%, а кормления 11±2%, от общей потребленной воды за сутки через поилку. В течение суток минимальное водопотребление отмечается с 00-00 до 8-00, а максимальное после вечерней дойки с
146
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
_растениеводства и животноводства_
20-00 до 22-00. Для оценки комфортных условий внутри помещения использовали индекс температуры и влажности (THI), при изменении индекса THI с 61 до 73, водопотребление на одну голову менялось с 77 до 91 литра. Уровень потребления воды через поилку, на 1 кг надоенного молока, составил 2,06±0,13 литра.
Ключевые слова: корова, автопоилка, вода, поение, доение.
Для цитирования: Гордеев В.В., Хазанов В.Е., Вторый С.В., Ильин Р.М. Анализ организации водообеспечения коров летом при беспривязном содержании // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 3(100). С 146-152
ORGANIZATION OF SUMMER WATER SUPPLY OF COWS UNDER THE LOOSE
HOUSING SYSTEM
V.V. Gordeev, Cand. Sc. (Engineering); S.V. Vtoryi, Cand. Sc. (Engineering);
V.E. Khazanov, Cand. Sc. (Engineering); R.M. Ilin
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
Sufficient and reliable water supply for cows contributes to their higher milk productivity and good health. Different watering systems and water supply machines and equipment are used depending upon the type and size of animal houses and technological solutions applied: individual drinkers are installed in the tied housing systems, the group drinkers - in the loose housing systems. The purpose of this study was to determine the drinking water consumption in the loose housing system with consideration to the indoor climate and the milk yield. The study on a dairy farm in Leningrad Region in August 2019 resulted in the experimental data related to drinking water consumption, temperature and relative humidity in the boxes, and the cow productivity. It was found that the hourly water consumption in the group during the day varied from 0.01 to 0.69 m3; the maximum water consumption was recorded after the milking and during the feeding. The average water consumption by a group of cows with 75 head average in the first hour after the three milkings was 19 ± 2%, and during the feeding - 11 ± 2% of the total water consumed through a drinker per day. During the day, the minimum water consumption was observed from 00-00 to 8-00; the maximum -after the evening milking from 20-00 to 22-00. To assess the comfortable inside environment, the temperature and humidity index (THI) was used; when THI index varied from 61 to 73, the water consumption varied from 77 to 91 l/head. The water consumption through the drinker amounted to 2.06 ± 0.13 l/kg of produced milk.
Key words: cow, automatic water bowl, water, livestock watering, milking.
For citation: Gordeev V.V., Khazanov V.E., Vtoryi S.V., Ilin R.M. Organization of summer water supply of cows under the loose housing system. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstvaprodukcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 3(100): 146-152 (In Russian)
Введение
Бесперебойное обеспечение водой в достаточном количестве способствует повышению продуктивности и сохранению
здоровья коров. В организме животного роль воды заключается в доставке питательных веществ в различные части тела и выведении вредных и не нужных продуктов обмена.
Количество воды, которую потребляет корова, зависит от ее размера и продуктивности, количества потребляемого сухого вещества и влажности корма, температуры окружающей среды и воды, а также режима дня и времени суток [1,2,3]. На образование одного литра молока ей требуется от 2,31 до 3,17 литров воды. Кроме того, вода особенно важна в периоды теплового стресса и ограничение в ее потреблении губительны для животного, при потере организмом свыше 20% воды наступает смерть [4,5,6].
Различие систем поения и средств механизации водообеспечения, заключено в типоразмерах производственных зданий и вариантах технологических решений, так при привязном содержании используют индивидуальные поилки, а при беспривязном- групповые. Целью данного исследования является определение расхода воды на поение при беспривязном содержании, с учетом таких факторов как, параметры микроклимата внутри помещения и удоя молока.
Данные исследования позволят внести вклад в разработку математической модели обеспечения коров водой, необходимой для работы системы поения на фермах и комплексах КРС. В целом система поения состоит из группы взаимосвязанных отдельных систем, соединенных
информационными потоками через базу данных, общая цель которых является строгое обеспечение потребности животных в воде. Управление системой, где присутствует «животное-среда-машина» является сложным процессом с множеством взаимосвязей и взаимодействий, здесь необходим постоянный контроль состояния и расхода воды, диагностика параметров и режимов работы оборудования по подготовке и подаче воды, а так же в совокупности с другими системами, такими
как, микроклимата и доения, влияющими непосредственно на водопотребление [7]. Материалы и методы
Исследования проводили на одной из ферм в Ленинградской области в августе 2019 года. Для определения необходимых показателей выбрана группа коров беспривязного содержания, со средним поголовьем в группе 75 животных. Поение животных осуществляют через групповые пластиковые поилки (поз. 1, рисунок 1) с подогревом воды длиной 3,66 м и емкостью 0,4 м3. Обеспечение параметров воздушной среды коровника происходит за счет естественной системы вентиляции через световой конек крыши и по средствам регулируемых систем, надувных мембран на окнах и расположенных внутри коровника нагнетательных вентиляторов. Также, в утреннее и дневное время, присутствует инфильтрация воздуха через открытые двери и окна. Удаление навоза осуществляется с помощью скреперов (поз. 2, рисунок 1) в навозный канал. Раздача корма производится один раз в 8-00 утра с помощью кормораздатчика-смесителя на кормовой стол (поз. 3, рисунок 1). Доение трехкратное на доильной установке типа «Параллель».
Результатом исследований являются экспериментальные данные расхода воды на поение, температуры и относительной влажности воздуха в зоне размещения, продуктивности коров. Расход воды на поение животных фиксировался каждый час по средствам электронных расходомеров (поз. 4, рисунок 1) установленных на входе в поилки. Суточный удой на голову формировался за три дойки (в 4 утра, 12 и 20 часов вечера) и измерялся счетчиком молока, установленным на доильном оборудовании. Параметры микроклимата фиксировались электронной системой мониторинга (поз. 5, рисунок 1), расположенной на высоте 2 метра от пола в центре секции, непрерывно с
интервалом времени 10 минут между замерами.
Рис. 1. Схема секции беспривязного содержания коров
1 - групповая пластиковая поилка; 2 - система уборки навоза; 3 - кормовой стол; 4 - точка замера потребления воды; 5 - точка замера параметров микроклимата
Для оценки совокупного влияния температуры и влажности воздуха, оценки стрессового состояния животного используется индекс температуры и влажности THI (Temperature Humidity Index). Данный показатель позволяет оценить наступление стрессового состояния коров и необходимость температурного
регулирования микроклимата коровника. Расчет индекса производиться по формуле [8]:
THI=tab+0,36tdp+41,2 ,
где tab- температура по сухому термометру, °С; tdp- точка росы, °С.
Использование инструментальных
методов исследования позволяет получить данные для уточнения закономерностей, необходимых при разработке модели формирования водопотребления в зависимости от микроклимата,
продуктивности животных и др. технологических условий. Результаты и обсуждение
За исследуемый период, с 5 по 18 августа, часовой суточный расход воды по группе на поение из поилок, менялся от 0,01 до 0,69 м и максимальное водопотребление приходилось на время после доения и во время кормления. На рисунке 2, приведен пример водопотребления группой из 70
голов, обозначены пиковые показания водопотребления в первый час после доения (в 4 утра, 12 и 20 часов вечера) и во время кормления (раздача кормов в 8 часов утра). Сумма таких пиковых значений, за первые часы после доения и кормления, в процентном соотношении ко всей потребленной воде через поилку за сутки группой, составила более 30%. Такой режим пикового водопотребления характерен для всего периода исследования.
Рис. 2. По часовой расход воды на группу (6 августа 2019 года) после: 1-утренней дойки; 2-дневной дойки; 3-вечерней дойки; К-раздачи кормов
На рисунке 3 показано графическое изображение по часового расхода воды с 5 августа по 18 августа. Тут мы видим, что минимальное водопотребление приходится на период с 00-00 до 8-00, а максимальное с 20-00 до 22-00, что связано с вечерней дойкой.
□ 0,01-0,25 □ 0,25-0,49 □ 0,49-0,73
Рис. 3. Графическое изображение по часового расхода воды (м3) на поение группы коров с 5 августа по 18 августа 2019 года
Кроме способа содержания, устройства систем поения, метеорологических условий, существует необходимость создания оптимально комфортных условий внутри помещения для получения максимальной отдачи от животного [9]. Для оценки таких условий используем индекс температуры и влажности (ТО1), который показывает степень влияния этих параметров на состояние животных. В случае если значение THI не превышает 68 -тепловой стресс отсутствует. От 69 до 73 начало теплового стресса, с 74 наступает тепловой стресс, при значении THI более 84 могут наступить тяжелые последствия, которые способны привести к гибели животного [10,11]. В наших исследованиях индекс ТШ при максимальном его значении (2, рисунок 4), за исследуемый период, находился в пределах 66 ^ 73, а при среднем значении 61^69 (3, рисунок 4). Значение THI 69-73 свидетельствует о том, что животные периодически находятся в состоянии начала теплового стресса.
Из графика (рисунок 4) видно, что существует взаимосвязь между индексом THI и интенсивностью потребления воды.
Так при среднем значении THI равном 61-62, 5-7 августа, суточное потребление воды на голову было 78-79 литров, а когда индекс та! перешел границу 65, при среднем его значении, водопотребление возросло до 85 и более литров на голову в сутки.
Рис. 4 Экспериментальные данные изменения индекса THI и суточного расхода воды на 1 голову
Суточный расход воды на голову, л (1) и расчетное значение индекса THI посуточно: максимальное значение (2) и среднее значение (3)
Общие показатели по группе представлены в сводной таблице 1. Суточное потребление воды одним животным из поилки составило от 1,93 до 2,19 литра на 1 кг надоенного молока.
Таблица 1
Суточные показатели группы коров в период с 5 августа по 18 августа 2019 года
День 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Кол.коров 70 70 71 71 77 77 79 79 78 79 79 78 78 78
в группе,
гол.
Суточный 78 79 79 83 78 77 81 85 89 85 87 91 84 91
расход
воды через
поилку на
голову, л
Надой на 1 35,8 38,4 37,8 40,0 36,4 38,9 39,5 40,8 41,4 39,7 40,3 41,6 43,3 42,8
голову, кг
Расход 2,17 2,06 2,09 2,06 2,14 1,99 2,06 2,09 2,15 2,15 2,15 2,19 1.93 2,14
воды на 1
кг
полученно
го молока,
л
Выводы
1. По результатам практических наблюдений определено, что на количество потребляемой коровами воды в значительной мере сказывается режим доения и кормления. Средняя сумма водопотребления группой коров за первый час после трех доек составила 19±2%, а кормления 11±2%, от общей потребленной воды за сутки через поилку. В течение суток минимальное водопотребление отмечается с 00-00 до 8-00,
а максимальное после вечерней дойки с 2000 до 22-00.
2. На основании экспериментальных данных установлена взаимосвязь между индексом температуры и влажности (ТН1) и уровнем водопотребления коровами. Так, при изменении индекса ТН1 с 61 до 73, водопотребление на одну голову менялось с 77 до 91 литра, для всего диапазона значений. При этом уровень потребления воды через поилку, на 1 кг надоенного молока, составлял 2,06±0,13 литров.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Water Needs and Quality Guidelines for Dairy Cattle [Электронный ресурс]. https://www.ag.ndsu.edu/publications/livestock/ water-needs-and-quality-guidelines-for-dairy-cattle (Дата обращения 04.09.2019).
2. Шматко Н.Н., Музыка А.А., Кирикович С.А., Москалёв А.А. Изучения организации водоснабжения на комплексе по производству говядины // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. 2016. Вып. 19, ч. 2. С. 276-282.
3. Юхин Г.П., Катков А.А., Хамматов Р.А., Ковалев П.В. Резервы экономии электроэнергии при организации поения животных на молочных фермах // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. №6(68). С. 120-123.
4. Богомолов В., Головня Е. Качеству питьевой воды - повышенное внимание // Комбикорма. 2012 №6. С. 85-86.
5. Таран Е.А., Минина Е.С. Классификация групповых автопоилок с термосифонной циркуляцией воды // Вестник аграрной науки Дона. 2013. №4 (24). С.14-17.
6. Симонов Г.А. Поение коров теплой водой в зимний период повышает молочную продуктивность // Эффективное животноводство. 2015. №10 (119). С. 52-53.
7. Гордеев В.В., Вторый С.В., Собовая С.В. Алгоритм системы управления процессом поения в коровниках // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. Вып. 97. С. 227-234.
8. Вторый В.Ф., Гордеев В.В., Вторый С.В., Ланцова Е.О. Оценка состояния температурно-влажностного режима в коровнике с использованием графического моделирования // Вестник ВНИИМЖ. 2016. №4(24). С. 67-73.
9. Шматко Н.Н., Музыка А.А., Кирикович С.А., Москалёв А.А., Тимошенко М.В. Водообеспечение коров на селекционно-племенной молочной ферме // Зоотехническая наука Беларуси. 2016. Т. 51 №2. С. 325-332.
10. Вторый В.Ф., Вторый С.В., Ильин Р.М. Исследования температурно-влажностного режима коровника в зимне-весенний период // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2019. №1(54). С. 134-140.
11. Вторый В.Ф., Вторый С.В., Гордеев В.В., Ланцова Е.О. Микроклимат коровника на 200 голов в зимний период / Вестник ВНИИМЖ. - 2017.- №4(28).- С. 99-103.
REFERENCES
1. Water Needs and Quality Guidelines for Dairy Cattle. Available at: https://www.ag.ndsu.edu/publications/livestock/ water-needs-and-quality-guidelines-for-dairy-cattle (accessed 04.09.2019).
2. Shmatko N.N., Muzyka A.A., Kirikovich S.A., Moskalev A.A. Izucheniye organizatsii vodosnabzheniya na komplekse po proizvodstvu govyadiny [Study of the water supply organization on the beef complex]. Aktual'nye problemy intensivnogo razvitiya zhivotnovodstva. 2016. No. 19 (2). 276-282. (In Russian)
3.Yukhin G.P., Katkov A.A., Khammatov R.A., Kovalev P.V. Rezervy ekonomii elektroenergii pri organizatsii poeniya zhivotnykh na molochnykh fermak [Reserves for electric energy saving in the processes of animals watering on dairy farms]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017. No. 6(68). 120-123. (In Russian)
4. Bogomolov V., Golovnya E. Kachestvu pit'evoi vody - povyshennoe vnimanie [ Drinking water quality need a greater attention]. Kombikorma. 2012 .No. 6. 85-86. (In Russian)
5. Taran E.A., Minina E.S. Klassifikatsiya gruppovykh avtopoilok s termosifonnoi tsirkulyatsiei vody [Classification of group autodrinking bowls with thermosiphon circulation of water]. Vestnik agrarnoi nauki Dona. 2013. No.4 (24). 14-17. (In Russian)
6. Simonov G.A. Poenie korov teploi vodoi v zimnii period povyshaet molochnuyu produktivnost' [Watering of cows with warm water in winter increases the milk yields]. Effektivnoe zhivotnovodstvo. 2015. No. 10 (119). 52-53. (In Russian)
7. Gordeev V.V., Vtoryi S.V., Sobovaya S.V. Algoritm sistemy upravleniya protsessom poeniya v korovnikakh [Algorithm of livestock watering control in cow barns]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 97. 227-234. (In Russian)
8. Vtoryi V.F., Gordeev V.V., Vtoryi S.V., Lantsova E.O. Otsenka sostoyaniya temperaturno-vlazhnostnogo rezhima v korovnike s ispol'zovaniem graficheskogo modelirovaniya [The assessment of the cowshed temperature-and-humidity conditions using the graphic modeling]. Vestnik VNIIMZh. 2016.No. 4(24). 67-73. (In Russian)
9. Shmatko N.N., Muzyka A.A., Kirikovich S.A., Moskalev A.A., Timoshenko M.V. Vodoobespechenie korov na selektsionno-plemennoi molochnoi ferme [Water supply of cows at a breeding dairy farm]. Zootekhnicheskaya nauka Belarusi. 2016. vol. 51. No. 2. 325-332. (In Russian)
10. Vtoryi V.F., Vtoryi S.V., Ilin R.M. Issledovaniya temperaturno-vlazhnostnogo rezhima korovnika v zimne-vesennii period [Research of the temperature and moisture conditions in the cow barn during winter and spring period]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019. No. 1(54). 134-140. (In Russian)
11. Vtoryi V.F., Vtoryi S.V., Gordeev V.V., Lantsova E.O. Mikroklimat korovnika na 200 golov v zimnii period [The microclimate of a cowshed for 200 head in winter period]. Vestnik VNIIMZh. 2017. No. 4(28). 99-103. (In Russian)
