CC BY
44
УДК 631.171:636(075.8)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМПЛЕКСНОЙ РОБОТИЗАЦИИ ФЕРМ
КРС В РЕСПУБЛИКЕ ПОЛЬША
С. Винницки, доктор с.-х. наук, профессор
E-mail: s.winnicki@itp.edu.pl
Л. Юговар, доктор с.-х. наук, профессор
Институт технологии и естественных наук в Фалентах, Польша
E-mail: l.jugowar@itp.edu.pl
Н.М. Морозов, академик РАН, зав. отделом
Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства E-mail: vniimzh@mail.ru
Аннотация. В статье представлены результаты исследования объемов и структуры трудозатрат на обслуживание КРС на шести фермах (трех небольших фермах с размерами стада 65-80 голов и трех больших фермах с размерами стада от 300 до 750 коров). На всех фермах коровы находились на беспривязном содержании, а их кормление (полнорационная смесь или частично-смешанный рацион) осуществлялось с помощью смешивающих кормораздатчиков. Исследуемые фермы отличались между собой различной организацией зон отдыха - боксы с подстилкой, без подстилки и с глубокой подстилкой; зон выгула - щелевой и сплошной пол в коридорах; зон доения - доильные залы и доильные роботы. Объем трудозатрат был небольшим на всех фермах, от 1 до 8 человеко-минут на 1 корову в день. Объем трудозатрат был меньше на больших фермах, по сравнению с небольшими фермами. Структура трудозатрат различалась в зависимости от технологических решений и уровня механизации и роботизации. Ключевые слова: корова, ферма КРС, система содержания, механизация, роботизация, трудозатраты, производство молока.
Введение. Усовершенствование процесса производства молока происходит по двум основным направлениям - биологическому и технологическому. Биологическое направление (усовершенствование пород животных) включает в себя селективный отбор с учетом продуктивности, большей массы тела, равномерного развития четвертей вымени, скорости доения и пр. Биологический прогресс происходит очень медленно и в течение смены множества поколений животных.
Второе направление связано с механизацией, автоматизацией, роботизацией и информатизацией производственных процессов, связанных с кормлением и поением, поддержанием чистоты и доением.
Оба этих направления (биологическое и технологическое) являются взаимодополняемыми. Важное значение также имеет организация производственного процесса, которая в настоящее время повсеместно называется процессом управления стадом и производством молока.
В последнее время наблюдается возвращение к стационарным способам кормления животных. Множество фирм предлагают роботы для кормления животных. В 2016 г. в Польше были построены первые фермы с кормовыми роботами фирмы «DeLaval» (рис. 6) и «Ье1у». В связи с небольшим периодом их эксплуатации в Польше, результаты исследований их эффективности отсутствуют. Известно, что в Швейцарии, по данным исследования Ga.zza.rin г ¡п. [2], использование кормовых роботов привело к увеличению инвестиционных расходов на 11%-20% и снижению трудозатрат на 5%.
В Республике Польша в последнее время начали использоваться доильные роботы, подготавливающие и скармливающие корм, а также чистящие пол, что способствовало внедрению современных трудосберегающих технологий, изменяющих значение роли человеческого труда.
Объектом данного исследования являются отдельные аспекты роботизации и инфор-
матизации польских ферм, где начали применяться современные технологии. Целью данного исследования является анализ объемов и структуры трудозатрат, связанных с обслуживанием животных, а также анализ молочной продуктивности на фермах с различным уровнем механизации и роботизации и размерами стада.
Объект исследования и методология. Исследования проводились на шести фермах на территории Велькопольского воеводства (wojewдdztwо Ж1е1коро^к1е). Поголовье коров на всех исследуемых фермах составляли коровы польской голштино-фризской породы (РОТ) черно-пестрой масти. Исследование молочной продуктивности коров проводилось методом А4.
Основными критериями выбора ферм для исследования являлись размер стада и уровень механизации. На трех малых фермах (М) размер стада составлял 65-80 голов (таблица 1), что соответствует рекомендуемому количеству коров, приходящемуся на одно-станочный доильный робот. На трех больших фермах (Б) количество коров в стаде было значительно больше и составляло от 300 до 750 голов. На всех фермах коровы
находились на беспривязном содержании. На трех фермах (М1, М3 и Б2) коровы содержались на подстилке (рис. 1), на двух фермах (М2 и Б3) на бесподстилочном содержании (рис. 3 и рис. 7) и на одной ферме (Б1) - на глубокой подстилке.
На одной из ферм (М2) в коридорах был щелевой пол (рис. 3), на всех остальных -сплошной пол (рис. 2). В качестве корма для животных на всех фермах применялась полнорационная смесь (ПРС) или частично-смешанный рацион (ЧСР). Кормление осуществлялось с помощью кормораздатчиков, смешивающих и раздающих корм (таблицы 1 и 2, рис. 5 и 6).
Докармливание концентрированными кормами осуществлялось на трех фермах: в процессе доения роботом (М1 и Б3), а также в кормовой станции (М2). Доение коров осуществлялось в доильных залах на установках типа «Елочка» на трех фермах (М1, М2 и Б2) и «Авто-тандем» на одной ферме (Б1). Доильные роботы использовались на двух фермах (М3 и Б3). На двух фермах вместе с доильными роботами использовались роботы, подгребающие корм к кормовому столу (рис. 4 и 6) (М1 и Б3).
Таблица 1. Основные характеристики содержания коров на исследуемых фермах
Размер стада Количество коров Зонир зование:
Зона отдыха Зона кормления Зона выгула
М1 80 Боксы с подстилкой ПРС в группах Сплошной пол
М2 65 Боксы с бесподстилочным содержанием ЧСР + кормовая станция Щелевой пол
М3 65 Боксы с подстилкой ЧСР + доильный робот Сплошной пол
Б1 310 Глубокая подстилка ПРС в группах Сплошной пол
Б2 750 Боксы с подстилкой ПРС в группах Сплошной пол
Б3 330 Боксы с бесподстилочным содержанием\ Боксы с легкой подстилкой ПРС + робот Сплошной пол
Таблица 2. Оборудование, используемое на фермах
Размер стада Оборудование для:
доения кормления подгребания корма для уборки навоза
М1 Доильный зал «Елочка» 2x5=10 Кормораздатчик Ручное Бульдозер
М2 Доильный зал «Елочка» 2x5=10 Кормораздатчик Ручное Ручная уборка щелевого пола
М3 Доильный робот одностаночный Кормораздатчик Подгребающий робот Бульдозер
Б1 Зал автотандем 2 х 4 + 1=9 Кормораздатчик Трактор со скребком Погрузчик-дельта-скрепер
Б2 Доильный зал «Елочка» 50 2 х 10 х 2=20 Кормораздатчик Трактор со скребком Бульдозер
Б3 Роботы 3+2 Кормораздатчик Подгребающий робот Навесной скребок
Рис. 5. Добавление разбавленной мелассы к ПМР (полнорационной смеси) в кормораздатчике
Рис. 1. Боксы для отдыха и прогулочно-навозный коридор, застеленный соломой
Рис. 2. Уборка отходов навесным скребком
Рис. 6. Процесс раздачи ПМР (полнорационной смеси) и подгребания корма на кормовом столе с помощью робота-кормораздатчика
Рис. 3. Уборка отходов со щелевого пола с использованием робота
Рис. 4. Подгребание роботом корма на кормовом столе
Рис. 7. Ферма современной конструкции со стенами в виде сетки и шторы
Данное исследование включает в себя: описание технологии производства; анализ трудозатрат на отдельные виды работ (доение, кормление, поддержание чистоты); анализ молочной продуктивности и состава молока.
Описание технологии осуществлялось на основании осмотра ферм. Трудозатраты рассчитаны на основании данных, предоставленных владельцами ферм. Надои молока представлены на основании данных исследований PFHBiPM [5].
Результаты исследования. На эффективность производства молока влияют биологические факторы (связанные с коровой), технологические (система содержания животных и механизация отдельных процессов), а также организационные факторы (система управления стадом и технологическим процессом).
Применение данных современных технологий способствовало снижению трудозатрат на обслуживание животных (табл. 4).
W. Romaniuk [6], анализируя влияние механизации на объем трудозатрат на фермах, выделил пять уровней механизации. На самом низком (первом) уровне суточный объем трудозатрат на одну корову составил
Синергетическое воздействие данных факторов на увеличение производства молока представлено в таблице 3. На всех исследуемых фермах применяются современные технологии. Это касается способа содержания - беспривязное, кормления - в виде полнорационной смеси, доения - в доильном зале или доильным роботом (таблицы 1 и 2).
25-30 человеко-минут. На самом высоком (пятом) уровне объем трудозатрат составил 5-10 человеко-минут. На исследуемых нами фермах объем трудозатрат был в пределах пятого (и выше) уровня механизации. Наибольший объем суммарных трудозатрат (8 минут на 1 корову в сутки) был зафиксирован на фермах М1 и М2.
Таблица 3. Биологические, технологические и организационные способы увеличения производства
молока
Цель деятельности Способы реализации
биологические технические и строительные организационные
в области кормления
Поедание коровами большого количества сухого вещества селекция коров с большой массой тела увеличение содержания сухого вещества в компонентах корма измельчение грубых кормов дробление зерновых и бобовых кормов многократное кормление; многократное подгребание корма
Обеспечение поедания достаточного количества корма коровами, находящимися на нижних ступенях иерархии стада кормление в виде смеси (ЧСР или ПРС) постоянный доступ к корму - кормление «до отвала»
Рациональное использование концентрированных кормов использование кормушек разделение стада на технологически группы; применение информационных систем управления стадом
Скармливание невкусных кормов (например рапсового шрота) кормление в виде смеси (ЧСР или ПРС)
в области доения
Использование генетического потенциала коров селекция увеличение частоты доения применение информационных систем управления стадом
Профилактика мастита селекция по признаку равномерного развития четвертей вымени автоматическое завершение процесса доения доение „четвертей" гигиена процесса доения
в области отдыха и выгула
Обеспечение комфортного положения коров во время лежания и предотвращение загрязнения и травм правильные размеры боксов мягкая и чистая подстилка широкие коридоры количество боксов равно количеству коров; регулярная уборка коридоров
Правильные условия содержания с точки зрения комфорта животных использование щеток эффективный воздухообмен хорошее освещение коровника мягкое обращение с животными
Таблица 4. Объем и структура трудозатрат на фермах
Размер Ед. Затраченное время (минут в сутки) на: Всего затрачено минут
стада измерения доение кормление уборку навоза 1 корову
мин. 390 155 90 8 635
% 61 24 15 - 100
мин. 400 80 40 8 520
% 77 15 8 - 100
мин. 30 80 40 2 150
% 20 53 27 - 100
мин. 1320 260 - 5 1580
% 83 17 - - 100
мин. 2400 480 480 5 3360
% 70 15 15 - 100
мин. 60 300 60 1 420
% 15 70 15 - 100
При очень похожих технологиях меньший объем трудозатрат был зафиксирован на фермах Б1 и Б2 - около 5 минут на корову. Эта разница обусловлена разным уровнем производительности машин, применяемых для кормления и уборки навоза.
Наибольшая производительность труда и наименьший объем трудозатрат вполне предсказуемо были достигнуты на фермах с доильными роботами (М3 и Б3). Детальный анализ влияния использования доильных роботов на трудозатраты был проведен в работе Schick [7]. Для условий Швейцарии Gazzarin и др. [2] было рассчитано, что использование доильных роботов приводит к увеличению размеров инвестиций от 6 до 20%, однако способствует снижению трудозатрат от 10 до 19%. Основным препятствием для повсеместного перехода на доение с помощью доильных роботов является их высокая цена и большой период окупаемости инвестиций [1]. Целесообразность применения доильных роботов также зависит от стоимости рабочей силы в конкретной стране. Хорошим примером может быть опыт Германии, где с 2012 г. продажа доильных роботов превышает продажу доильных залов [4].
На фермах с доильными залами доение занимало наибольшую часть в структуре трудозатрат - от 61% на ферме М1 до 83% на ферме Б1, тогда как на фермах с доильными роботами - только 15% на ферме Б3 и 20% на ферме М3. Удельный вес трудозатрат на кормление варьировался между фермами. Небольшой удельный вес трудозатрат на
кормление наблюдался на обычных фермах -только 15% на фермах М2 и Б2, практически столько же на ферме Б1 - 17% и несколько больше на ферме М1. В то же время больший удельный вес трудозатрат на кормление наблюдался на фермах с доильными роботами - 53% на ферме М3 и 70% на ферме Б3.
Удельный вес трудозатрат на уборку навоза также был различным на шести исследуемых фермах. На ферме М2 трудозатраты на уборку щелевого пола в части, прилегающей к доильному залу, составили 8% в общем объеме трудозатрат. На трех фермах М1, Б2, и Б3 на уборку пола приходилось 15% трудозатрат. Данные по трудозатратам на уборку навоза на ферме с глубокой подстилкой (Б1) не были представлены. Наибольший удельный вес трудозатрат на уборку наблюдался на ферме М3 - 27%, что связано с неудобной формой прогулочно-навоз-ного коридора [8]. Различия в удельном весе разных видов трудозатрат связаны с разницей в способах доения (в доильном зале или роботами) и способах уборки навоза (жидкий навоз, глубокая подстилка, стационарная и мобильная механизация). На всех исследуемых фермах наблюдались высокие надои молока (табл. 5), значительно превышавшие среднее значение надоев на польских фермах, находящихся под контролем продуктивности [5]. Процентное содержание белка в молоке было приблизительно одинаковым на всех фермах, однако содержание жира было различным, что связано с разницей в генетике животных и особенностях кормления.
Таблица 5. Характеристика молочной продуктивности исследуемых ферм
Размер стада Год Среднегодовый выход, кг: Процентное содержание в молоке, %
молока жира белка жира белка
M1 2014 10598 402 354 3,79 3,34
2015 11303 418 372 3,7 3,29
M2 2014 9632 381 321 3,96 3,33
2015 10146 383 331 3,77 3,26
M3 2014 7800 311 261 3,99 3,35
2015 8678 328 289 3,78 3,33
Б1 2014 9515 403 323 4,24 3,39
2015 9644 416 324 4,31 3,36
Б2 2014 11603 411 391 3,54 3,37
2015 11628 442 393 3,8 3,38
Б3 2014 11302 419 379 3,71 3,35
2015 10905 361 359 3,31 3,29
Заключение. Проведенные исследования позволили установить следующее: на всех исследованных фермах применяется современная система беспривязного содержания коров, которая обеспечивает высокий уровень комфорта для животных и оказывает существенное влияние на повышение надоев молока; использование высокопроизводительных машин способствует снижению трудозатрат на обслуживание животных.
Литература:
1. Валсирак М. Экономическая эффективность использования доильных установок в хозяйствах, специализированных на производстве молока // XI Форум «Зоотехния-Ветеринария». Познань, 2015. С. 46-47.
2. Газзарин Ч., Нидагир Ф., Занер М. Насколько экономичны роботы? //Agroscope Transfer. 2014. №3. С. 7.
3. Парцонка А. Соотношение цен должно быть удовлетворительным //Аграрная Польша. 2016. С. 25.
4. Чем будем доить?// DLG-Mittellunden. 2015. №1.
5. Оценка данных молочного КРС на 2014 и 2015 г.
6. Романюк В. Влияние функционально-технологических коровников на энергоемкость и себестоимость молока // Беседа с фермером. Варшава, 1996. С. 150.
7. Чик М. Потребность в использовании различных доильных приспособлений // ФАТ-отчет. 2000. №544.
8. Винницки С. Эффективность использования доильного робота // Проблемы биосистем техники. 2014.
Literatura:
1. Balsirak M. EHkonomicheskaya ehffektivnost' ispol'zo-vaniya doil'nyh ustanovok v hozyajstvah, specializirovan-nyh na proizvodstve moloka // XI Forum «Zootekhniya-Veterinariya». Poznan', 2015. S. 46-47.
2. Gazzarin CH., Nidagir F., Zaner M. Naskol'ko ehkono-michny roboty? //Agroscope Transfer. 2014. №3. S. 7.
3. Parconka A. Sootnoshenie cen dolzhno byt' udovletvo-ritel'nym //Agrarnaya Pol'sha. 2016. S. 25.
4. CHem budem doit'?// DLG-Mittellunden. 2015. №1.
5. Ocenka dannyh molochnogo KRS na 2014 i 2015 g.
6. Romanyuk V. Vliyanie funkcional'no-tekhnologiches-kih korovnikov na ehnergoemkost' i sebestoimost' moloka // Beseda s fermerom. Varshava, 1996. S. 150.
7. CHik M. Potrebnost' v ispol'zovanii razlichnyh doil'nyh prisposoblenij // FAT-otchet. 2000. №544.
8. Vinnicki S. EHffektivnost' ispol'zovaniya doil'nogo ro-bota // Problemy biosistem tekhniki. 2014.
THE CATTLE FARMS COMPLAX ROBOTICS EFFECTIVENESS IN THE REPUBLIC OF POLAND S. Vinnitsky, doctor of agricultural sciences, professor L. Jugawar, doctor of agricultural sciences, professor Institute of technology and natural sciences in Phalentach, Poland N.M. Morozov, RAS academician, department head All-Russian scientific-and-research institute of livestock mechanization
Abstract. The article presents the results of a study of the labour costs volumes and structure on six cattle farms (three small farms from 65 till 80 of goals sizes of herd and three large farms from 300 to 750 of cows sizes of herd). On all farms the cows were in loose housing and its feeding (complete ration mixture or partially mixed ration) was carried out by the mixing feeders using. The studied farms had differed among them by the recreational areas' various organization - boxes with bedding or without bedding or with deep bedding; range-zones- slotted and solid floor in the corridors; milking areas - milking parlors and milking robots. The amount of labor work was small on all farms from 1 till 8 man-minutes per 1 cow per day. The amount of labor was lesser on large farms than on small ones. The labor structure differed depending on the technological solutions and the mechanization and robotization level. Keywords: cow, cattle farm, housing system, mechanization, robotization, labor costs, milk production.
