CC BY
26
УДК 631.171.65.011.56
ЭЛЕКТРОРОБОТИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДОВОЛЬСТВИЯ «ОРГАНИК»
В.Р. Краусп
Разрабатывается экологически чистое производство молочного и мясного продовольствия «органик» в технологиях «от поля до магазина» с собственным обеспечением электрической и тепловой энергией, кормами, животными. Отходы животноводства и производства используются для повышения плодородия почвы.
Ключевые слова: электророботизированная, экологическая, самообеспечение, продовольствие, органик.
Применяется технология круглогодового холодного содержания крупного рогатого скота всех видов и возрастов на культурном пастбище. Используются коровы местных пород, приспособленные к содержанию в условиях Центральной, Северо-западной и Черноземной зон России. Породный состав - черно-пестрая, симментальская, холмогорская и другие помесные местные породы молочного скота и мясного скотоводства.
Круглогодовое содержание с передвижением ферм по культурным пастбищам накладывает отпечаток на технологии кормления, содержания, конструктивное выполнение ферм, селекционную работу, выращивание телят. Используются рефлексы животных, которые по И.М.Сеченову и И.П. Павлову названы врожденные - безусловные и вырабатываемые в течение жизни -условные. В электророботизированных технологиях используются условные и безусловные рефлексы: молокоотдачи - для роботизированного доения; размножения - признаки «охоты»; кормления - подход к кормушкам; поведения -иерархия стада; воспитания потомства - облизывание теленка при рождении и другие. Дополнительно используются инженерные методы электронной нумерации животных всех возрастов, паспорта на каждое животное, система автоматических ворот для сортировки и перегруппировки животных и технологические роботы.
На рисунке 1 представлен план модульной молочной фермы с дойным стадом 150 голов. Культурное пастбище огорожено общей электроизгородью и условно разделено на две части. Обе части фермы одинаковы и составляют полную ферму. В каждой части содержится половина стада: лактирующие коровы, нетели и телята до 3 месяцев. Коровы самостоятельно заходят в робот 1 доения, получают комбикорм и выдаиваются. На ферме осуществляется полный производственный цикл использования животных от введения в стадо до выбраковки.
Рис. 1. Электро-роботизированная молочная ферма с круглогодовым содержанием на культурном пастбище
I - Система автоматических ворот с идентификацией, регулирующая заход коров в робот доения.
II - Отделение фермы с кормовым столом и боксами ветеринарного обслуживания - диагностики,
осеменения, профилактического лечения.
III - Отделение кормления и обслуживания телят, проведения лабораторных анализов, управления
фермой с использованием пульта и электротехнического оборудования.
IV - Кормовой стол для группового рациона кормления коров. 1 - робот доения; 2 - установка мониторинга физиологического состояния животных; 3 - автоматические ворота разделения потока животных на две ветви; 4 - автоматические ворота для выхода коров на культурное пастбище; 5 - станки кормовых столов; 6 - рельсы железных дорог; 7 - бункер концкорма, для подачи в кормушку робота доения; 8 - емкость надоенного молока; 9 - бак с подогревом воды для поилок; 10 - щитовая
электрооборудования фермы с пантографом; 11- центр управления фермой с центральным пультом (ЦП) и лабораторией (Л); 12 - помещение для кормления телят; 13 - площадка культурного пастбища под ангаром для
коров; 14 - площадка культурного пастбища, огороженная электроизгородью, для телят под ангаром; 15 - общее культурное пастбище; 16 - приборы мониторинга физиологического состояния животных; 17 - лотки кормовых столов; 18 - автоматические входные ворота в робот доения; 19 - автоматические ворота для запрета входа животным, которые в данный момент не должны доиться; 20 - электроизгородь, ограждающая площадку для телят; 21 - поилки коров; 22 - станки для отелов и ветеринарного обслуживания; 23 - установка для раздачи
корма телятам; 24 - автоматические ворота для регулирования входа по одному в установку мониторинга физиологического состояния животных; 25 - контуры ангара над фермой; 26 - контуры ангара над культурным пастбищем; 27 - общая электроизгородь, огораживающая культурное пастбище фермы.
Коровы в технологическом потоке проходит систему ворот I с идентификацией номеров, преддоильную площадку и по одному заходят в 1 робот доения. Здесь каждому животному выдается концентрированный корм пропорционально текущему удою и стадии лактации. В станке робота коровы проходят частичный зооветеринарный контроль по ряду параметров - текущему удою, поведению, количеству соматических клеток в молоке, внешнему осмотру вымени. По окончании доения коровы заходят в станок 2 контроля физиологического состояния. Здесь с помощью группы дистанционно действующих приборов - температуры тела, стельности, оценки состояния копыт и других, животные диагностируются. По результату мониторинга группы показателей, определяемых при доении на роботе и в станке 2 физиологического контроля, животные с помощью ворот 3 направляются на кормовой стол IV для группового кормления и при необходимости переводятся в станки ветеринарного обслуживания и подвергаются глубокой ветеринарной диагностике, профилактическому лечению, осеменению, приему отелов и другим зооветеринарным операциям. В летнее время животные, не подлежащие диагностике и зооветеринарным мероприятиям, через ворота 4 направляются на пастбище.
Кормовое помещение фермы является многофункциональным. В нем размещены кормовой стол IV с боксами, комната с центральным пультом управления и лабораториями (ЦПиЛ), комната 10 для приготовления корма телятам, раздатчик 11 корма телятам, помещение 12 для пребывания и кормления телят с кормовыми боксами, место отдыха 14 телят на пастбище.
В боксах 5 кормового стола IV животные фиксируются спереди и сзади. В каждом боксе установлена поилка. Проблемные животные проходят контрольные дойки переносным аппаратом с отбором проб молока для диагностики маститных и инфекционных заболеваний. Для этого выделены 3 оборудованных ветеринарных стойла. Для коров, которые только кормятся, время пребывания в боксе ограничено. Открывается задняя дверца (задвижка) и корова вытесняется на пастбище. Если корова подлежит выбраковке или переводу на другие фермы, к боксу подъезжает робот-скотовоз, определяет № коровы, открывает переднюю дверцу (задвижку), спускает под передние ноги коровы трап - закрытый скотопроход, и корову манипулятор медленно вытесняет в вагон робота-скотовоза. Для выхода из кормового стола на пастбище предусмотрены 4 ворота с идентификацией номеров.
В комнате ЦПиЛ находится дежурный оператор кибернетик-зоотехник или кибернетик-ветеринар. В функции оператора входит поддержание заданного режима функционирования фермы: наблюдение за стадом с использованием веб-камер и визуально; обеспечение функционирования робота доения; ведение зоотехнического учета и ввод данных в компьютер о выполненных ручных операциях по уходу за животными; прием отелов, обработка теленка и поение молозивом; осеменение коров; диагностика заболеваний животных, выделенных в боксы кормового стола станком 2 физиологического контроля; вы-
полнение распоряжений центра управления комбинатом о выбраковке животных и погрузки их в скотовоз; заполнение раздатчика 11 кормом и наблюдение за кормлением телят; контроль за роботизированным заполнением емкостей 79 водой, молоком, комбикормом и вывозом молока в цех переработки; наблюдение за роботизированной раздачей корма в лотки кормовых столов и ходом кормления животных; перевод животных из 1 -й части фермы во 2-ю часть фермы и наоборот. В периоды интенсивного графика работы кибернетика-зоотехника ему выделяется помощник. Лабораторное оборудование, находящееся в комнате ЦПиЛ обеспечивает проведение зооветеринарных исследований проб молока при определении маститных заболеваний, проб корма при определении плесени и микотоксинов, контроля гинекологических заболеваний животных.
В комнате 10 размещено электротехническое оборудование - силовой ввод от пантографа, распредустройство с коммутационной аппаратурой для линий электропитания каждого потребителя, щиты и пульты управления и автоматики. Площадка 14 ограждена электроизгородью для телят и на нее не могут зайти взрослые животные.
Блоки ферм смонтированы на платформе вагона, который стоит на рельсах одноколейной ЭЖД. Ширина платформы вагона 3 метра. К платформе вагона на уровне ее пола пристроен кормовой стол шириной 4 метра. С другой стороны пристроен трап (пандус) - наклонная плита, шириной 6 метров с углом наклона 120. По ней животные заходят в робот доения, на кормовой стол и возвращаются на пастбище. Длина вагона 24 метра. Общая площадь блока 1 фермы 300 м . На этой площади расположены робот доения, диагностический пункт, сортировочные ворота, кормовой стол, служебные помещения и другие технологические установки.
Площадь 300 м сверху имеет крышу ангарного типа. На крыше над помещением 10 установлен пантограф. Над кормовым столом пространство ангара закрыто шторкой из полос гибкого пластика для защиты животных и корма в лотке от дождя и солнца. С другой стороны крыши фермы установлен ангар из легкого материала, например, брезента. Ангар используется в непогоду и в зимнее время, образуя дополнительно 200-250 м2 закрытой площади для отдыха животных на поле с подстилкой из соломы. В зимнее время в ангар подается теплый воздух, поддерживая плюсовую температуру.
Пандус фермы представляет собой наклонную плоскость шириной 6 метров и длиной 24 м. Плоскость шириной 2 м, где расположены стойла, горизонтальная. На всей площади 138 м размещается кормовой стол, в котором общий лоток для корма группового рациона и 38 стойл. Кормовой стол рассчитан на кормление и содержание до 72 животных, т.е. 1,9 животных на одно кормовое стойло. В каждом боксе установлена поилка. Животные, вошедшие в стойло, не могут находиться в нем более 45 минут. По истечении 45 мин. включается вытеснитель и животное удаляются из стойла, освобождая место другим животным. Стойла узкие и не позволяют животным лежать.
К кормовому столу животные подходят через ворота с распознаванием номера. Компьютер пускает в кормовой стол не более 38 животных. Поэтому очередь на кормление в кормовом столе отсутствует. Наклонная часть площади фермы, во избежание скольжения животных, покрыта мягкой резиной с глубоким протектором.
В пастбищный период. Дойные коровы, нетели и телки в летнее время свободно перемещаются по культурному пастбищу. Они заходят на кормовой стол для питья воды, для пополнения соли (облизывая лизунец), для укрытия от дождя, ветра и солнца. При необходимости в лоток кормового стола насыпают корм - приманку для захода животных в стойла. При использовании рамы вагона 15Т192 тип 926 при длине по осям сцепления 24680 мм на кормовом столе максимально можно разместить 38 стоил шириной 700 мм. Обычно в стаде 150 дойных коров содержится до 40 не дойных особей. Все животные периодически получают возможность подхода к корму.
В стойловый период. Все животные находятся на территории культурного пастбища или в ангаре на глубокой подстилке из соломы. Регулярно раздается корм в групповые лотки кормового стола. Коровы привыкают к заходу и пребыванию в роботе. Нетели также имеют доступ в робот доения для привыкания. После отела и нескольких дней пребывания в боксах, для сдаивания молозива и выпойки телят, отелившихся коров и первотелок переводят в общее стадо.
Главные технологические операции.
1) Передвижение фермы в пастбищный период на новую часть культурного пастбища или зимой на чистую стоянку с сухой подстилкой из соломы. Все фермы цеха животноводства передвигаются одновременно. Они стоят рядом на культурном пастбище и стыкуются друг с другом вагонным сцепом. Передвижение ферм осуществляется двумя тягачами. Частота передвижения ферм на новое культурное пастбище 1 раз в 8-10дней.
2) Прием отелов. Отел осуществляют в кормовом отделе в выделенных для этой цели 3-х стойлах. Возможен отел в группе коров или на пастбище. Теленка принимают, обтирают, просушивают, поят молозивом и через 3 дня помещают в группу телят. Применяют холодное воспитание телят. Через 3 дня теленка приучают к кормлению из групповых поилок.
3) Выпойка телят. Телят выпаивают цельным молоком до 3 месяцев. В дальнейшем до 6 месяцев кормят обратом и специальным рационом для молодняка КРС.
4) Осеменение коров. В базе данных с паспортами на каждое животное содержатся сведения о дате отела и расчетных датах появления «охоты» у коров. В расчетный период определяют дополнительные данные о фактической «охоте» по температуре молока, повышенной активности, поведенческих признаках. При появлении «охоты» корову оставляют в боксе кормового стола и проводят осеменение традиционным способом.
5) Мониторинг физиологического состояния, диагностика ранних форм заболеваний и профилактическое лечение. Для этих целей применяют проходной станок с комплектом приборов.
6) Групповая раздача сбалансированного корма и уборка остатков корма осуществляется роботом-кормораздатчиком (вагоном-миксером) несколько раз в сутки.
7) Поение осуществляется из индивидуальных и групповых поилок.
8) Перегруппировка стада и выбраковка животных осуществляется по команде центра управления комбинатом и автоматически выполняется роботом-скотовозом.
9) Доставка молока в молочный цех переработки молока в продовольствие осуществляется роботом-молоковозом несколько раз в сутки. Предварительная обработка молока на ферме не ведется.
10) Доставка концентрированного корма в бункер робота доения для индивидуальной подкормки осуществляется роботом-кормовозом 1 раз в 3-5 дней.
11) Уборка навоза на ферме осуществляется оператором фермы струей воды. Навоз через щелевые полы сплавляется в поддон фермы, откуда откачивается роботом в цистерну и вносится в почву при пахоте.
12) Поддержание плюсовой температуры в холодное зимнее время года осуществляется автоматически воздуходувками подогретым воздухом.
13) Расстилку соломы ровным слоем на площади будущего зимнего содержания КРС после уборки зерновых культур выполняют полевые агрегаты. Занавоженная солома весной перепахивается.
Заключение. Представлена электророботизированная технология круглогодового содержания стада коров на культурном пастбище на передвижной ферме, разделенной на две одинаковых части, расположенных на противоположных концах пастбища и огороженных общей электроизгородью. Молоко перерабатывают в продовольствие «органик» в молочном цехе. Выбракованных и откормленных животных забивают и перерабатывают в мясное продовольствие «органик» в мясном цехе.
Краусп Валентин Робертович, доктор технических наук
Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Тел. (8499)171-19-20 E-mail: Krausp@mail.ru
Developed an environmentally friendly production of dairy and meat food "organic" in technology "from field to shop," with its own maintenance of electrical and thermal energy, foods, animals. Animal waste and the production is used to improve soil fertility.
Keywords: elektrorobotic, organic, technology, production, electrical and thermal energy.
