CC BY
40
УДК 636.22/28.034
КАЧЕСТВЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ В МОЛОЧНОМ СКОТОВОДСТВЕ - ОСНОВА ЭФФЕКТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА
В.В. Танифа, А.А. Алексеев
В предложенном материале рассмотрена комплексная система управления молочной фермой, спектр интеллектуальных и эффективных средств автоматизации и контроля за технологическими процессами. Ключевые слова: молочная ферма, технология, управление, контроль.
Молочное скотоводство является ведущей отраслью агропромышленного комплекса Ярославской области. За 2012 год всеми категориями хозяйств области произведено 260,3 тыс. тонн молока, что на 6,6 тыс. тонн больше уровня 2011 года. Основной объем производства - 223,6 тыс. тонн (85,9%) молока произведенного в области, получен в сельскохозяйственных предприятиях, с прибавкой к уровню предыдущего года на 11,8 тыс. тонн (105,6%). Продуктивность коров в сельскохозяйственных предприятиях составила 4348 кг, что на 382 кг выше уровня 2011 года.
За период с 2006 года в области построено, реконструировано и модернизировано 161 молочный комплекс и ферма на 45,7 тыс. скотомест, 24 фермы для молодняка КРС на 6,8 тыс. голов. В 2012 году введено в эксплуатацию 6 объектов для молочного животноводства на 1530 скотомест. Строительство, реконструкция и модернизация объектов молочного скотоводства позволили довести уровень комплексной механизации отрасли до 63%. В области наблюдается коренное изменение в применяемых технологиях производства молока. Так на начало 2013 года 41,6% поголовья коров содержатся по беспривязной технологии с доением в доильных залах.
Все это незамедлительно сказалось не только на росте продуктивности коров, но и на качестве произведенного молока. Так уже в 2011 году было произведено молока высшего сорта 46%, против 40,9% в 2010 году и 30,8% в 2009 году. Молока первого сорта в 2011 году произведено 47,5% от валового производства.
Приоритетное направление в отрасли молочного скотоводства - её интенсификация за счет внедрения прогрессивных технологий производства молока. В 2013 году будет продолжено строительство и реконструкция объектов животноводства. Планируется провести работы на 30 фермах на 18 тыс. ското-мест, в том числе предполагается строительство 9 комплексов с беспривязным содержанием коров на 9 тыс. скотомест. В текущем году будет завершено стро-
ительство и обеспечен ввод в эксплуатацию второй очереди молочного комплекса на 2400 голов коров, самого крупного в молочном животноводстве области на 4800 скотомест в ОАО СХП «Вощажниково».
Строительство и реконструкция молочных ферм являются важными этапами интенсификации производства молока, но нельзя забывать и о том, как будет осуществляться управление технологическими процессами. Эффективный менеджмент современной фермы - основа успешного внедрения прогрессивных технологий. Под системой управления молочной фермой следует понимать использование в технологическом процессе производства молока широкого спектра интеллектуальных и эффективных средств автоматизации фермы.
Рассмотрим основные элементы комплексной системы управления молочной фермы.
Контроль за эффективностью кормления и корректировка кормовых рационов в зависимости от физиологического состояния и величины надоя.
Недостаточный уровень кормления и несбалансированность рационов являются главными причинами неполной реализации генетического потенциала и нарушения обмена веществ у коров. Нарушения обменных процессов, вызванные неудовлетворительными условиями содержания и кормления, ведут к снижению продуктивности, ухудшению плодовитости и показателей качества молока.
Для оптимизации процесса кормления коров специалистами Ярославского НИИ животноводства и кормопроизводства разработана программа «Рацион». Расчет и балансирование рационов осуществляется по детализированным нормам кормления в ручном режиме путем изменения набора кормов и их количества. Одновременно рассчитываются зоотехнические и экономические характеристики рациона. Результаты распечатываются в компактной форме на одном листе формата А4. При расчете рационов могут использоваться как результаты анализов кормов хозяйства, так и стандартные данные справочников. Программа «Рацион» используется более чем в тридцати хозяйствах Ярославской области и других регионов. [3]
Использование программы «Рацион» позволяет своевременно изменять рецепты кормовых смесей, комбикормов и кормовых добавок в соответствии с потребностью животных, оптимизировать соотношения отдельных показателей питательности и полноценности рациона.
Показателем оценки полноценности кормления коров является контроль протеинового питания. Определение содержания мочевины в молоке дает представление о сбалансированности белкового питания коров.
Нормальным уровнем мочевины в молоке считается в России 15-30мг/100мл молока. В Финляндии этот показатель соответствует 20-35 мг/100 мл молока, во Франции - 25-40 мг/100 мл молока.
Содержание мочевины в молоке может колебаться в зависимости от стадии лактации, времени суток и времени кормления. В пастбищный период со-
держание мочевины обычно очень высокое, так как в пастбищной траве, особенно в первом цикле стравливания, много протеина.
Нарушение обмена веществ у лактирующих коров обычно протекает скрытно при отсутствии отчетливых клинических признаков заболевания. Поэтому осмотр животных и регистрация признаков, характерных для дефицита какого-либо элемента питания в рационе, является основой клинического метода. Последствия несбалансированного кормления ранее всего можно установить по биохимическим показателям крови. В связи с этим рекомендуется регулярное определение метаболических профилей у коров. [1,6]
Биохимическая лаборатория ЯНИИЖК ежегодно проводит такие исследования по 21 показателю на поголовье более 1200 коров в 29 племзаводах и племрепродукторах области.
Контроль продуктивности и состава молока.
Количество надоенного молока и его состав являются наиболее точными показателями сбалансированного кормления. Высокие удои и относительно высокое содержание белка в молоке говорит о том, что с кормлением коров все в порядке. От правильно организованного кормления очень сильно зависит содержание жира в молоке. Несмотря на то, что содержание белка в молоке является более наследуемым признаком, но и на него кормление оказывает влияние. При недостатке получения питательных веществ с рационом, прежде всего, снижается синтез молочного белка.
Показатель содержания белка для различных пород разный. Но считается, что если содержание белка в молоке снижается, ниже 3,1%, необходимо провести корректировку в кормлении. [1]
Контроль за живой массой и упитанностью коров.
Живая масса коров является достаточно важным показателем, характеризующим физическое состояние коров. Особенно важно отслеживать изменение живой массы коров в сухостойный период. Считается, что за 60 дней сухостойного периода полновозрастная корова должна увеличить массу на 60-70 кг. В современных доильных залах этот вопрос решается довольно легко. У дойных коров можно отслеживать массу в каждое доение с помощью весов устанавливаемых на выходе из доильного зала.
Сухостойных коров достаточно взвесить в начале сухостойного периода, за 3 недели до отела и при поступлении в родильное отделение.
О состоянии коровы больше чем живой вес говорит степень её упитанности. По упитанности можно судить обеспечивается ли потребность коровы, в соответствующий физиологический период, энергией. Наиболее распространенными проблемами являются излишняя упитанность коров перед отелом и наоборот сильное похудание после отела. Похудение коровы после отела это обычное явление. Для контроля упитанности следует использовать пятибалльную шкалу её глазомерной оценки. У высокопродуктивных коров допустимо снижение живой массы в течение первых 70 дней лактации до 50-55 кг, т.е. не
более 700-800 граммов в день. В период с 70 до 140-150 дня лактации упитанность должна сохраняться на одном уровне, примерно 2,5-2,7 балла. Увеличение длительности периода с отрицательным балансом энергии у коров после отела повышает риск расстройств опорно-двигательного аппарата, пищеварения и репродуктивной функции [6].
Система управления стадом
Успех технологии молочного скотоводства, независимо от размера ферм, обуславливается предоставлением в реальном времени информации, необходимой для принятия решений. С этой целью специалистами Ярославского НИИЖК ещё в начале девяностых годов прошлого столетия разработана и успешно используется, более чем в 40 хозяйствах области, программа «АРМ ЗС» (автоматизированное рабочее место зоотехника селекционера).
«АРМ ЗС» включает 9 модулей: справочники, журналы учета, картотека, бонитировка, запросы, статистика, воспроизводство. Помимо стандартных зоотехнических задач, таких как первичный учет и бонитировка, по запросу стадо ранжируется по продуктивности в разрезе отдельных линий, быков -производителей, ферм, доярок, выделяются материнские семейства, строятся их схемы.
В настоящее время программ переведена на более совершенное средство управления данными Fox Visual 6, цель модернизации - более эффективная работа в операционных системах WINDOWS. [2]
На крупных современных фермах с беспривязной технологией и доением коров в доильных залах в Ярославской области используются программные продукты фирм поставщиков доильного и технологического оборудования «Де Лаваль», «GEA Farm Technologies», «SAC», «Фемакс»
На начало 2013 года из общего количества молочных ферм переведенных на технологию беспривязного содержания с доением в доильных залах 9 укомплектованы доильным и технологическим оборудованием фирмы «Фемакс». Доильные установки ШЕКЮ, 01-УДЕ-М «Елочка» выпускаются в трех вариантах исполнения. Исполнение 03 включает программное обеспечение с электронной системой, учетом индивидуальных надоев и компьютеризированным управлением стадом «Стимул». Специалисты НПП «Фемакс» и ЯНИИЖК используя программы «АРМ ЗС» и «Стимул» создали комплексную программу управления технологическим процессом производства молока. Программа запущена на молочной ферме на 474 скотоместа в ЗАО «Татищевское» За 2011 год надой на корову по ферме составил 6920 кг, выход телят на 100 коров - 87 голов, валовое производство молока достигло 3280 тонн, 98,4% молока продано высшим сортом.
Системы определения активности и репродуктивного статуса коров.
Системы управления стадом различных компаний включают блоки определения активности каждой коровы. Легкий и компактный датчик активности, закрепленный на ошейнике или на пясти ноги животного, фиксирует и передает
данные об активности каждой коровы. Эти данные ежечасно вводятся в систему управления стадом ALPRO™, DAIRYPLAN и другие. Однако систем определения активности коров для технологии привязного содержания пока нет. Использование же блоков определения активности при беспривязном содержании на фермах с привязным способом содержания коров невозможно, поскольку требует пребывания животных на выгульных площадках не менее 6 часов. Поставщики системы определения активности Де Лаваль в сочетании с системой управления стадом считают, что система обеспечивает эффективность обнаружения охоты до 95%. Практическое применение системы определения активности животных в системе управления стадом ALPRO™ обеспечила выход телят на 100 коров на уровне 75-80 голов в лучших хозяйствах области. Причину невысоких показателей следует искать в первую очередь в недостаточной квалификации техников искусственного осеменения и неэффективном использовании выдаваемой информации зоотехниками-технологами [7].
Системный подход к проблеме навозоудаления и его переработке.
При проектировании и строительстве животноводческих объектов особое внимание необходимо уделить системе навозоудаления. Комплексная система навозоудаления должна обеспечить оптимальные затраты на электроэнергию и техническое обслуживание при улучшении санитарно-гигиенических условий фермы и здоровья коров. Систематическая уборка навоза снижает риск возникновения заболеваний копыт, загрязнения вымени, способствует повышению удоев и качества молока.
Проведенные нами исследования показали, что в системе навозоудаления в обязательном порядке должен быть блок управления системой, включающий программирование времени начала работы и частоты выполнения уборки. Оптимальным считаем 6-ти кратное удаление навоза с интервалом через 3 часа в период с 4 часов утра до 22 часов вечера.
Из всех систем хранения и дальнейшего использования навоза на наш взгляд наиболее перспективна система разделения навоза на фракции. Нами испытана система разделения навоза на фракции BRU-1000 на комплексе по производству молока на 1180 коров. Твердая фракция, полученная после переработки навоза может быть использована в качестве подстилки в боксах. Кроме того, нами подготовлены технические условия на производство органического удобрения «Леворуд» ТУ 9894-001-00568344-2009. Удобрение органическое «Леворуд» электро-, пожаро- и взрывобезопасно. По токсическому воздействию на организм человека относится к 3 классу опасности по ГОСТ 12.1.007. Производство органического удобрения не требует проведения дополнительных мероприятий по охране окружающей среды от вредных воздействий. [5]
Контроль за формированием технологических групп коров.
Переход на технологию производства молока с беспривязным способом содержания коров ставит перед специалистами животноводства ряд проблем, несоблюдение которых может свести «на нет» все её преимущества.
Коровы - типично стадные животные и при беспривязном способе содержания живут по строгим законам стада. При этом способе содержания объектом обслуживания становится технологическая группа животных, сходных по ряду признаков: они содержатся в одной секции, получают один рацион, в одно время поступают на доильную площадку. Поэтому очень важно, чтобы коровы одной технологической группы были подобраны максимально близко по дате отела и хотя бы по уровню продуктивности. Специалисты по этологии считают, что размер технологической группы должен быть по возможности небольшой. Проведенные этологические исследования позволили сделать ряд обобщений, которые следует учитывать при переходе на беспривязный способ содержания коров. Авторы считают, что в технологической группе должно быть от 48 до 100 коров.
В проектах современных ферм по производству молока, где коровники представлены зданиями на 480, 612 и 1200 скотомест, технологическая группа рассчитана на 120, 150 и 300 скотомест.
Таким образом, единого мнения по этому вопросу пока не выработано.
В большинстве проектов современных коровников насчитываются четыре или шесть рядов боксов вдоль оси здания. Размещение животных продольными рядами обеспечивает благоприятные условия для эффективного использования средств механизации при раздаче кормов, уборке навоза, внесении подстилки.
Некоторые исследователи отмечают, что такой способ расположения рядов имеет ряд недостатков, главные из них - сложность в формировании небольших по величине технологических групп и неудобства в организации путей движения животных на выгульные площадки, в доильный зал и обратно.
В больших группах практически невозможно достичь приближенной однородности животных одновременно по двум показателям: времени отела и уровню молочной продуктивности.
Как показали исследования, внесение некоторых изменений в планировку помещения позволяет создать в коровнике на 480 скотомест 8 технологических групп по 60 коров в каждой, на 600 - 12 групп по 48 коров, при продольно-осевом расположении.
При формировании группы по времени отела желательно, чтобы разница в сроках отела коров одной технологической группы не превышала более 30 дней.
Если технологические группы планируется формировать по уровню молочной продуктивности, то необходимо стремиться, чтобы разница между максимальным и минимальным суточным надоем у коров одной группы на превышала 5 кг.
Нами был предложен и защищен авторским свидетельством способ формирования технологической группы лактирующих коров, учитывающий календарный период отела и фактическую молочную продуктивность в момент ввода коровы в группу. Для этого в день перевода коров из родильного отделения в
цех производства молока из отелившихся в один календарный период, за который принимается 30 дней, постепенно, по мере их отела, формируется две технологические группы, различающиеся между собой величиной суточного надоя. В одну из них направляют коров, имеющих среднесуточный надой выше, в другую - ниже среднесуточного надоя всех коров одного периода отела. Среднесуточный надой коров одного периода отела определяется последовательно в момент ввода в группу первоначально двух коров, а в последующем -с учетом удоя каждой вновь вводимой в группу коровы.
Пример. Предположим, что для формирования технологической группы взяты корвы одного календарного периода отела - с 21 февраля по 21 марта. Группа, довольно плотно сформированная по времени отела, имеет значительные колебания по величине среднесуточного удоя в день ввода животных в группу. Минимальный удой (12,8 кг) был у коровы №27, а максимальный (23,1 кг) у коровы №73. Разница между максимальным и минимальным удоем составила 10,3 кг. При нормировании кормления животных группы по её среднесуточному удою, а он составил 18,4 кг на корову, все животные с удоем выше среднего будут недокармливаться, а с удоем ниже среднего станут получать излишек питательных веществ. Это и заставляет распределить коров на две группы, более однородные по величине суточного удоя. Сделать это можно в момент ввода коров в технологические группы, что и позволяет предлагаемый способ. [4]
В результате были созданы две технологические группы. Среднесуточный удой на корову в первой группе составил 16,5 кг (792:48=16,5). Внутри группы максимальный удой был 18,4 кг, а минимальный 12,8 кг. Разница между средним удоем по группе и максимальным была 1,9 кг, с минимальным - 3,7 кг.
Среднесуточный удой по второй группе в момент завершения ее формирования составил 19,4 кг (931,2:48=19,4). Максимальный удой был 23,1 кг, минимальный - 18,4 кг разница 4,7 кг. Разница между средним удоем по группе и максимальным составила 3,7 кг, с минимальным - 1,0 кг. Таким образом, сформированы две технологические группы коров одного календарного периода отела и одного класса продуктивности.
Выводы
Комплексная система управления молочной фермой включает следующие основные элементы:
- контроль за эффективностью кормления и корректировка кормовых рационов в зависимости от физиологического состояния и величины надоя;
- контроль протеинового питания;
- контроль и определение метаболических профилей у коров;
- контроль продуктивности и состава молока;
- контроль за живой массой и упитанностью коров;
- система управления стадом;
- системы определения активности и репродуктивного статуса коров;
- системный подход к проблеме навозоудаления и его переработке;
- контроль за формированием технологических групп коров. Использование комплексной системы управления технологическим процессом производства молока позволяет улучшить производственные показатели, способствует снижению удельных затрат труда и материальных ресурсов на производство молока.
Литература:
1. Кормление дойной коровы / Ахо Пирйо [и др.]. Порвоо, 2009.
2. Косяченко Н.М., Корнилов И.А, Красавина Н.И. Автоматизированное рабочее место селекционера. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ. Программа «АРМС-W» от 22.07.2009.
3. Лапин Н.В., Муратов В.И. Программа для ПК «Рацион». Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ. Программа «Рацион» от 20.02.2013.
4. А.с. 1376999. Способ формирования производственных групп лактирующих коров / В.В. Танифа, И.А.Корнилов. Опубл. 01.11.87.
5. Технические условия 9894-001-00568344-2009. Удобрение Органическое «Леворуд / В.В. Танифа, Л.А.Шубина, Е.Я.Соколова. М., 2009.
6. Харитонов Е.Л, Агафонов В.И., Харитонов Л.В. Организация научно-обоснованного кормления высокопродуктивного молочного скота. Боровск, 2008.
7. Цой Ю.А. Процессы и оборудование доильно-молочных отделений животноводческих ферм. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2010.
Танифа Виктор Васильевич, кандидат с.-х. наук, заместитель директора по научной работе
ГНУ Ярославский НИИЖК Россельхозакадемии
Тел. (8452) 43-73-66
E-mail: yartechmol@yandex.ru
Алексеев Андрей Александрович, старший научный сотрудник
ГНУ Ярославский НИИ животноводства и кормопроизводства Россельхозакадемии
Тел. (8452) 43-73-53
E-mail: yartechmol@yandex.ru
In the proposed material is considered an integrated system of management of a dairy farm, a range of intellectual and effective means of automation and control of technological processes.
Keywords: а dairy farm, technology, management, monitoring.
