CC BY
32
УДК 611.363631.277.01 637.11
Соискатель И.Е. ПЛАКСИН (ФГБНУ «ИГиЭПСХПИ», [email protected]) Канд. техн. наук A.B. ТРИФАНОВ (ФГБОУ ВО «НГПУ», [email protected]) Канд. физ.-мат. наук С.И. ПЛАКСИН
МОДЕЛИ ЗАВИСИМОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ КОРМА, ВОДЫ И ВЫХОДА НАВОЗА ОТ ВРЕМЕНИ СОДЕРЖАНИЯ СВИНЕЙ В РЕПРОДУКТОРНОМ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ МОДУЛЕ
Производственные типы свиноводческих предприятий по выполняемым функциям подразделяют на две группы: племенные и товарные.
Первая группа включает племенные заводы, совершенствующие породы, создающие породные типы, линии и семейства; племенные репродукторные хозяйства, которые разводят племенных свиней, создаваемых на племенных заводах, выращивают племенной молодняк для товарных хозяйств; племенные репродукторы комплексов и племенные фермы сельскохозяйственных предприятий, поставляющие ремонтный молодняк для товарных репродукторов своих предприятий.
Вторая группа предприятий (включающих и комплексы) подразделяется на репродукторные (производят поросят и выращивают их до 4-месячного возраста); откормочные (получают молодняк для откорма из хозяйств-репродукторов); с законченным циклом (содержат маток, получают молодняк, осуществляют выращивание и откорм поросят).
Племенные свиноводческие предприятия занимаются совершенствованием существующих пород свиней, выведением новых пород, а также выращиванием высокоценного молодняка для товарных предприятий.
Основной задачей товарных свиноводческих ферм и комплексов является производство мяса. Товарные фермы подразделяют на репродукторные, откормочные и фермы с законченным производственным циклом. На репродукторных предприятиях выращивают поросят, предназначенных для откорма на специализированных откормочных фермах и комплексах, на откормочных предприятиях откармливают свиней на мясо, на предприятиях с законченным производственным циклом выращивают поросят, предназначенных для откорма, и организуют откорм собственного молодняка свиней на мясо.
Доля малых свиноводческих предприятий в общем объеме производства продукции составляет порядка 16-18%, что делает мелкотоварное свиноводство значительной частью аграрной экономики, а также важным аспектом сохранения и развития сельских территорий России [1]. Но несмотря на обозначенную роль, мелкотоварные свиноводческие предприятия сталкиваются с рядом проблем: отсутствие четких стандартов ежесуточных привесов, расхода кормов, воды, а также выхода навоза в зависимости от временного промежутка содержания и выращивания животных, отсутствие современных планировочных решений, предусматривающих использование средств механизации и автоматизации производственных процессов, отсутствие животных с высоким генетическим потенциалом. Следствием данной ситуации является невозможность рационального использования производственных ресурсов фермерского хозяйства, а также адекватного отслеживания физиологического состояния животных, от которого напрямую зависит их продуктивность и соответственно рентабельность фермерского хозяйства.
Учитывая обозначенные факторы, в ИАЭП разработан ряд планировочных решений мелкотоварных свиноферм различного назначения, на основе технологических модулей, таких как: откормочный модуль, репродукторный модуль и модуль с замкнутым циклом содержания животных [2,3,4].
Наиболее простым с точки зрения обслуживания, содержания и выращивания свиней является их откорм, так как нет необходимости в высококвалифицированных кадрах для обеспечения ветеринарно-санитарного обслуживания животных, но данный тип хозяйствования сталкивается с рядом проблем, таких как поиск поросят с высоким генетическим потенциалом, необходимость убоя животных на специализированных бойнях, реализация готовой продукции. Учитывая обозначенные факторы, одним из перспективных направлений для мелкотоварных свиноводческих предприятий является организация репродукторных ферм, продукцией которых являются поросята-отъемыши, либо поросята на доращивании, пользующиеся большим спросом как в личных подсобных, так и в крестьянско-фермерских хозяйствах. Стоимость килограмма живого веса поросят на доращивании составляет от 140 до 160 рублей, тогда как при сдаче поросят живым весом после откорма не превышает 95-100 рублей. Кроме того, отсутствует необходимость в оборудовании убойного пункта, либо затратах на транспортировку и убой животных на специализированных бойнях.
Цель исследования. Исходя из приведенных параметров, на основе статистических и нормативных данных, были разработаны математические модели ежесуточного потребления комбикорма, воды, а также выхода навоза в зависимости от временных промежутков содержания свиней на мелкотоварных репродукторных предприятиях и разработаны технико-технологические и планировочные решения мелкотоварных репродукторных ферм с применением технологических модулей.
Материалы, методы и объекты исследований. Для определения технологических показателей мелкотоварных свиноводческих предприятий, с использованием в качестве производственных зданий репродукторных технологических модулей, был применен метод математического моделирования предусматривающий расчетно-конструктивный подход, основанный на использовании нормативных и статистических данных по потреблению кормов, воды и выходу навоза, и определению на их основе закономерности изменения потребления кормов, ежесуточного и общего изменения потребления воды, а также ежесуточного и общего выхода навоза за время содержания свиней.
Результаты исследований обрабатывались с использованием программных средств ПК, таких как МС Excel и МС Word.
Результаты исследования. Для определения показателей потребления кормов, воды, а также выхода навоза в течение репродукторного цикла необходимо построить математическую модель посуточного и общего потребления кормов, воды и выхода навоза от свиноматки и поросят за весь цикл содержания на модульной репродукторной ферме.
Продолжительность одного цикла на модульной репродукторной ферме Гцр (сут) можно определить в виде:
365
■=— С1)
Jvon.
где Nou - статистический показатель количества опоросов одной свиноматки в год. Согласно статистическим данным Nou = 2,4. Поэтому продолжительность одного цикла на модульной репродукторной ферме составляет 152 дня.
Известно также, что продолжительность периода супоросности свиноматки составляет 114-115 дней, применяя ранний отъем поросят в 28 дней продолжительность холостого периода составит 9 дней.
Считаем, что масса корма, необходимая для содержания свиноматки на каждом из трех временных промежутков репродукторного цикла и масса корма для поросят на последнем промежутке цикла репродукторной модульной фермы, прямо пропорциональна
количеству суток содержания животных. Причем коэффициент пропорциональности - те п -масса ежесуточного потребления корма - в каждом временном промежутке репродукторного цикла является постоянным нормативным параметром. То есть масса потребляемого корма на модульной репродукторной ферме тк(€) £ {1,2,... 152}) на всем промежутке репродукторного цикла является «кусочно-линейной» функцией натурального аргумента и имеет вид:
( тк.н.с.х.с' если 0 < £ < 124
ШкЮ = |т(124) + ткнсп ■ (£ - 124) + пн ■ т,иии, ■ (£ - 124), если 124 < £ < 152 , ^
где - общая масса корма, потребляемая свиноматкой и поросятами в течение
репродукторного цикла (кг);
шк.н.с.х.с ~~ нормативный показатель ежесуточного потребления корма свиноматкой в холостой и супоросный периоды (кг/сут);
шк.н.с.п. ~~ нормативный показатель ежесуточного потребления корма свиноматкой в подсосный период (кг/сут);
пн - нормативный показатель количества поросят за опорос (гол.); шк.н.п.п. ~ нормативный показатель ежесуточного потребления корма подсосными поросятами (кг/сут).
Согласно нормативным данным [5] в сутки в теплый период холостая и супоросная свиноматка должна потреблять 2,7 кормовых единиц (ЭКЕ) и 2,94 ЭКЕ - в холодный период. Подсосная свиноматка в теплый период должна потреблять 7,09 ЭКЕ и 6,92 ЭКЕ - в холодный период.
Среднее значение потребления корма подсосными поросятами равно 0,1 килограмма в
сутки.
Для перевода кормовых единиц в килограммы используем переводной коэффициент (табл. 1).
Таблица 1. Коэффициент перевода кормовых единиц в килограммы комбикорма в зависимости от половозрастной группы животных
Группа животных Свиноматки холостые, супоросные Свиноматки подсосные Откормочные свиньи
Коэффициент перевода ЭКЕ в килограммы комбикорма 1,07 1,01 1,01
Изменение массы потребляемого корма в течение репродукторного цикла (1) в теплый и холодный периоды показано на рис. 1:
mk(t), кг
О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 -Общее количество корма потребляемое за репродукторный цикл в теплый период, t де
Рис. 1. Общее потребление корма за репродукторный цикл
Определим количество комбикорма необходимого состава для каждой половозрастной группы (СК-1 - холостые и супоросные свиноматки, СК-2 - подсосные свиноматки, предстартер - подсосные поросята) за репродукторный цикл следующим образом:
тк(СК-1)=тк.н.с.х.с'^ для 1=124 (3)
тк(СК-2)=тк.н.с.п.% ДЛЯ (4)
тк(предст.)=пн.-тк.н.п.п.-^ дляt=28 , (5)
где ш^ск-!), тк((:к_2> ~ количество потребляемого за репродукторный цикл корма соответствующего вида: СК-1, СК-2, «Предстартер».
Считаем, что объем воды для свиноматки на каждом из трех промежутков, а также объем воды для поросят на последнем промежутке цикла репродукторной модульной фермы прямо пропорционален количеству суток содержания животных. Причем коэффициент пропорциональности реп - ежесуточное потребление воды - в каждом временном промежутке репродукторного цикла является постоянным нормативным параметром. То есть объем потребляемой воды на модульной репродукторной ферме 17 (0 £ {1, 2,... 152}) на всем промежутке репродукторного цикла является «кусочно-линейной» функцией натурального аргумента:
, _ Г ^„.с.х.с" если 0 < < 124
14 ; (17(124) + 17н сп ■ ^ - 124) + пн. ■ 17н п п ■ ^ - 124), если 124 < < 152 , ( )
где - общий объем воды, потребляемый свиноматкой и поросятами в течение цикла репродукции (л);
г7н.с.х.с ~ нормативный показатель ежесуточного потребления воды свиноматкой в холостой и супоросный периоды (л/сут);
^н.сп. ~ нормативный показатель ежесуточного потребления воды свиноматкой в подсосный период (л/сут);
^"н.п.п. ~ нормативный показатель ежесуточного потребления воды подсосными поросятами (л/сут).
Согласно нормативным данным [5,6] за сутки в холостой и супоросный периоды свиноматка должна потреблять 15,6 литра воды, а в подсосный период - 25 литров. Потребление воды подсосными поросятами составляет 0,7 литра в сутки.
Изменение объема потребляемой воды в течение репродукторного цикла показано на
рис 2:
v(t), п
3000
2500
2000
1500
1000
500
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 -Общее количество воды потребляемой за репродукторный цикл, (л) День
Рис. 2. Общее потребление воды за репродукторный цикл
Определим количество воды, потребляемое каждой половозрастной группой животных за репродукторный цикл:
Vc.x.c=VH.c.x.c-t^H t=124
vc.n=vH.c.n.-t Для t=28 Vn.n=nH.-VH.n.n.-t ДЛЯ t=28
(?) (8) (9)
где17схс, 17сп, vBB- количество потребляемой воды каждой половозрастной группой свиней за репродукторный цикл.
Аналогично определению количества кормов и воды на модульной репродукторной ферме считаем, что количество выхода навоза для свиноматки на каждом из трех временных промежутков, а также выход навоза для поросят на последнем промежутке репродукторного цикла прямо пропорциональны количеству суток содержания животных. Причем коэффициент пропорциональности Ме п - ежесуточный выход навоза - в каждом временном промежутке репродукторного цикла является постоянным нормативным параметром. То есть количество навоза на модульной репродукторной ферме M(t) (t £ {1,2,... 152}) на всем промежутке репродукторного цикла является «кусочно-линейной» функцией натурального аргумента:
M(t) =
MK.CJCX-t, если 0<t< 124
(М(124)+Мн с п - (t-124), если 124<t<152,
(10)
где М(*;) - общий выход навоза от свиноматки и поросят в течение цикла репродукции (кг);
^н.с.х.с ~~ нормативный показатель ежесуточного выхода навоза от свиноматки в холостой и супоросный периоды (кг/сут);
^н.с.п. ~~ нормативный показатель ежесуточного выхода навоза от свиноматки в подсосный период (кг/сут).
Согласно нормативным данным [5] за сутки в холостой и супоросный периоды выход кала составляет 8 килограмм, выход мочи - 9 литров; в подсосный период выход кала составляет 10 килограмм, а выход мочи - 12 литров. Выход навоза от подсосных поросят указан в количестве навоза свиноматки в подсосный период.
Для приведения указанных данных к одной размерности переведем показатель выхода мочи от свиноматки в килограммы. Считая, что плотность мочи у свиней составляет от 1018 до 1022 кг/м3, получим количество мочи от свиноматки в холостой и супоросный период: 9,18 килограмма, а в подсосный период: 12,24 килограмма.
Изменение выхода навоза в течение репродукторного цикла показано на рис. 3:
М(У, кг
-Общее количество навоза выделяемое за репродукторный цикл, (кг) День
Рис. 3. Общий выход навоза за репродукторный цикл
Определим количество навоза, получаемое от каждой половозрастной группы животных за репродукторный цикл:
Mc.x.c=Mн.c.x.c■t,дляt=124 (11)
Мсл^Мн.с.п.'Ъ для 1=28 . (12)
Выводы.
Полученные математические модели позволяют определить суточное и общее потребление корма, суточное и общее потребление воды, а также суточный и общий выход навоза в определенный момент времени репродукторного цикла при соблюдении норм потребления корма свиноматкой и поросятами в различные периоды производственного цикла.
При сопоставлении полученных данных путем моделирования с фактическими показателями репродукторной фермы можно своевременно определить перерасход производственных ресурсов, что указывает на изменение физиологического состояния животных, и принять необходимые меры для решения обозначенной проблемы.
Представленные математические модели позволят повысить рентабельность мелкотоварных репродукторных свиноводческих ферм за счет снижения производственных издержек, а следовательно увеличить прибыль, получаемую фермером от реализации готовой продукции.
Литература
1. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Результаты производственной проверки технологического модуля для откорма поросят // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2014. - № 85. - С. 108-115.
2. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Модульная животноводческая ферма // Сельский механизатор. - 2012. - № 7. - С. 28-29.
3. Патент на полезную модель RUS 149256 19.08.2014. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Малогабаритный свинарник для содержания животных на глубокой подстилке.
4. Патент на полезную модель RUS 16070012.08.2015. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Малогабаритный свинарник.
5. Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и комплексов - РД-АПК 1.10.02.04-12
6. Сорокин Н.Т., Виноградов В.Н., Ильин И.В., Смолинский и др. Методические рекомендации по проектированию технологий содержания, кормления и поения свиней различных половозрастных групп// М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. - 86 с.
Literatura
1. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Rezultaty proizvodstvennoy proverki tekhnologicheskogo modulya dlya otkorma porosyat // Tekhnologii i tekhnicheskiye sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rasteniyevodstva i zhivotnovodstva. 2014. № 85. - S. 108-115.
2. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Modulnaya zhivotnovodcheskaya fe mi a // Selskiy mekhanizator. - 2012. - № 7. - S. 28-29.
3. Patent na poleznuyu model RUS 149256 19.08.2014. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Malogabaritnyy svinamik dlya soderzhaniya zhivotnykh na glubokoy podstilke.
4. Patent na poleznuyu model RUS 160700 12.08.2015. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Malogabaritnyy svinarnik.
5. Metodicheskiye rekomendatsii po tekhnologicheskomu proyektirovaniyu svinovodcheskikh ferm i kompleksov - RD-APK 1.10.02.04-12
6. Sorokin N.T., Vinogradov. I.V., Ilin. A.A., Smolinskiy i dr. Metodicheskiye rekomendatsii po proyektirovaniyu V.N. tekhnologiy soderzhaniya. kormleniya i poyeniya sviney razlichnykh polovozrastnykh grupp/./ M.: FGNU «Rosinformagrotekh», 2009. - 86 s
