ОБЛУЧАТЕЛИ ДЛЯ УВЧ-ЛЕЧЕНИЯ МАСТИТОВ У КОРОВ В СУХОСТОЙНЫЙ ПЕРИОД Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Экономические науки

на один балло-гектар сельскохозяйственных угодий - 30 кг молока, 5 кг мяса и не менее 1,2 долларов США прибыли.

Библиографический список

1. Виноградов, Д. В. Экологическое использование сельскохозяйственных культур почвозащитного севооборота в зоне техногенного загрязнения [Текст] /Д. В. Виноградов, О. А. Захарова // Международный технико-экономический журнал. - 2009.

- №5.- С. 71-73.

2. Гануш, Г.И. Принципы оптимизации сырьевой базы картофеле - перерабатывающих предприятий / Г.И Гануш, И.В Кулага // Агроэкономика.

- 2005. - № 9. - С. 33-34.

3. Повышение эффективности картофелепро-дуктового подкомплекса на основе кооперации и интеграции / А.П. Шпак, В.М. Синельников. -Минск: Институт системных исследований в АПК НАН Беларуси, 2012. - 159 с.

ТРИБУНА МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ

ГРИШИН Иван Иванович, д-р техн. наук, профессор, Морозов Александр Сергеевич, аспирант

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

ОБЛУЧАТЕЛИ ДЛЯ УВЧ-ЛЕЧЕНИЯ МАСТИТОВ У КОРОВ В СУХОСТОЙНЫЙ ПЕРИОД

В статье приводится исследование распределения электромагнитного поля между электродами для проведения УВЧ-лечения коров. Построение картины прохождения электромагнитного поля в вымени коров позволяет определить наиболее вероятные места возникновения ожогов и предотвратить их появление. Проведенный анализ физических размеров вымени позволяет конструировать облучающую систему для коров различных пород и возраста, распределенных по трем группам; это позволит охватить наибольшее число животных в хозяйстве. Ключевые слова: УВЧ-лечение, облучающие электроды, вымя коров, электромагнитное поле.

Ivan Ivanovich Grishin, Aleksandr Sergeevich Morozov

IRRADIATOR FOR UHF MASTITIS AT COWS IN THE DRY PERIOD

The article provides a research on the distribution of the electromagnetic field between the electrodes for UHF treatment of cows. Construction of a picture of passage of the electromagnetic field in the udder to determine the most likely locations of burns and prevent their occurrence. This analysis allows the physical dimensions of the udder design irradiator system for bovine species and age, distributed in three groups, it will cover the greatest number of animals at the farm.

Key words: UHF treatment, irradiating electrodes, udders of cows, the electromagnetic field.

Введение

Наиболее распространенным заболеванием у коров, причиняющим значительные экономические потери в хозяйствах, является мастит. Мастит - воспаление молочной железы, которое является ответной реакцией организма на воздействие неблагоприятных механических, физических, химических и биологических факторов. Данной про© Гришин И. И., М

блемой занимаются много лет, при этом универсального средства для лечения не найдено.

Для борьбы с маститами у коров наибольшее распространение получили медикаментозные средства. Однако при высоком проценте выздоровления коров у них есть ряд недостатков. После применения лекарственных препаратов молоко выбраковывается как непригодное для употребле-

розов А.С., 2014г

ния. При этом частое использование антибиотиков ослабляет собственную иммунную систему коров. Происходит также постепенное уменьшение эффекта лечения от противомаститных препаратов. Другим видом лечения является физиотерапия, не приводящая к выбраковке молока и нарушению защитных функций организма. Дополнительным преимуществом является возможность проводить ветеринарно-профилактические мероприятия без выбраковки молока, уменьшая тем самым экономические потери продукции и процент заболеваемости в хозяйстве.

Одним из наиболее эффективных средств физиотерапии является УВЧ-терапия. Преимуществом данного вида лечения является возможность проводить профилактику заболевания в процессе ветеринарного ухода за животными, а также большой срок работы оборудования. У коров, заболевших субклиническим маститом в сухостойный период содержания, после отела заболевание переходит в клиническую форму. При исследовании маститов было выяснено, что профилактические мероприятия, проведенные в сухостойный период, сокращают на 20% заболеваемость в период лактации. УВЧ-лечение в сухостойный период имеет ряд особенностей, связанных с применяемыми электродами. Поэтому актуальна разработка способов подведения высокочастотной энергии к вымени коров в этот период.

Объекты и методы

Наиболее широкое распространение получили облучатели в виде усеченного конуса, расположенные в межстенном пространстве доильных стаканов. Лечение производят в процессе машинного доения, при этом время самого доения ограничено и составляет не более 5 минут, а использование УВЧ-терапии наиболее эффективно при 5-15 минутах воздействия. Молоко от коров, болеющих маститом, не должно попадать в общий молокосборник, при этом доение больных четвертей осуществляют вручную. Из-за возможности повреждения сосков вымени в сухостойный период применять доильное оборудование нецелесообразно.

Данную проблему можно решить, если применять электроды в виде пластин без доильных стаканов. Интенсивность воздействия электромагнитного поля при УВЧ-терапии от пластин должна быть достаточной для получения наилучшего эффекта лечения. Для расчетов электромагнитное поле принимают квазистационарным, так как при частоте 40,68 Мгц, длина волны составляет более 7 метров, а размеры вымени не более 0,5 метра. В неравномерно распределенном поле могут возникать локальные напряженности, от которых ткани вымени перегреваются; для избежания этого мощность уменьшают до уровня, не причиняющего вреда животному. Ожог возможен также из-за разности диэлектрических проницаемостей на пути прохождения электромагнитной энергии; применение УВЧ-поля на мокрой коже приводит к

термической травме.

Любимов Е. И. экспериментальным путем определил значение напряженности поля, в результате действия которого возникает ожег. Так, при времени воздействия более 7-10 минут и мощности 0,007 ватт/мм2, и при мощности 0,01 ватт/мм2 при времени более пяти минут воздействие приводит к термической травме. Для наиболее удобного использования пластины подключают попарно противофазно и располагают под прямым углом, в этом случае поле равномерно распределяется по объему вымени. При таком расположении линии напряженности идут от положительно заряженных пластин к отрицательно заряженным, оказывая на ткани лечебное воздействие. Величина напряженности поля между электродами будет зависеть от характеристик самого генератора (мощность, амплитуда сигнала, кпд линий и т.д.) и распределения поля в объеме между пластинами. Для прогрева очага воспаления в вымени рассмотрены места наибольшего сгущения линий напряженности. Скорректировано взаимное расположение и форма электродов для оптимального подвода УВЧ-энергии. Параметры УВЧ поля зависят от расстояния между пластинами, их размеров и формы.

Подключение электродов возможно только двумя способами (рисунок 1), при этом картины поля будут резко отличаться. В первом случае наибольшая напряженность будет в четырех местах по диагонали, а в другом случае - только в двух.

Недостатком расположения одноименно заряженных пластин под углом является появление зон с высокой концентрацией линий напряженности с одной стороны и низкой концентрацией с другой, при этом они являются стационарными даже при смене полярности. Это ведет к нагреву тканей в двух областях, при этом напряженность на другой диагонали будет меньше, в результате воздействие на большой объем ткани будет ослаблено. Такое расположение электродов можно использовать для лечения противоположных четвертей в случае их поражения. При фронтальном расположении электродов друг относительно друга максимумы напряженности располагаются в четырех местах, при этом изменение полярности не влияет на их расположение, а влияет только на направление силовых линий. Данное положение наиболее предпочтительно, так как лечебное воздействие осуществляется во всех четвертях вымени коровы. Однако недостатком такого расположения является низкая напряженность в центральной части вымени и в случае, если очаг воспаления находится там, то эффект лечения снижается. При этом мощность излучения не должна выходить за допустимые пределы и вызывать ожог. Так как воспаления наиболее часто возникают у основания сосков, то для наибольшего воздействия электроды необходимо располагать между четвертями (рисунок 2).

Рис. 1 - Распределение электромагнитного поля от 4-х пластин

В случае, если электроды смещены на 900 от этого положения, наибольший нагрев будет между четвертями, где находится соединительная ткань и нет молочных альвеол. При этом максимальный тепловой эффект будет в стенках четвертей, которые реже воспаляются, кроме случаев поражения двух и более четвертей. В таких случаях комбинируют расположение электродов для получения наилучшего результата от лечения. Так как наибольшее количество возбудителей мастита проникает через сосковые каналы и приводит к воспалению данной части вымени, то при проведении лечения и профилактики максимальная напряженность должна проходить через них для получения наилучшего эффекта от УВЧ-терапии. Для прогрева конкретных участков ткани расположение электродов целенаправленно смещают. Электромагнитное поле будет отличаться не только в горизонтальной плоскости, оно также имеет различную картину при наклоне пластин от вертикальной плоскости, а так как вымя имеет форму близкую к округлой, то электроды также будут под располагаться под углом (рисунок 3).

от угла наклона электродов

В зависимости от формы вымени у коров наложение электродов будет различаться. Расстояние между ними будет уменьшаться в нижней части, создавая при этом более сильный нагрев тканей. Поле максимальной напряженности проходит через все вымя, оказывая лечебное действие на больший объем пораженной ткани, чем при использовании обычных облучателей в виде усеченного конуса. Воздействие на область малого размера приводит к возникновению ожогов как внутри ткани, так и на поверхности кожи. Для наибольшего эффекта облучение производится как на очаг воспаления, так и на соседние ткани. Размеры электродов должны соответствовать усредненному размеру вымени у большинства животных, так

Рис. 2 - Положение пластин относительно сосков вымени коров

как в противном случае не будет достигнут планируемый эффект от лечения. Электроды круглой формы имеют на 30% меньшую площадь, однако на углах пластин заостренной формы образуются сгущения силовых линий из-за «краевого эффекта», это учитывается в конструкции облучателей. В связи с этим края пластин закруглены и используются круглые облучатели. Чрезмерное сближение электродов приводит к слишком большой разнице напряженностей между ними, поэтому необходим промежуток для уменьшения нагрева в этих частях вымени.

Для определения напряженности электромагнитного поля необходимо рассчитать плотность заряда 5, находящегося на пластине

где q - заряд пластин [Кл]; S - площадь пластины [см2]. Электрический потенциал поля между пластинами в точке М1 будет равен

где е0 - диэлектрическая проницаемость среды; р(М,,М0) - расстояние от точки М0 на пластине до точки М^с координатами х, у, z), находящейся между пластинами;

х,у^ - координаты точки определения напряженности поля;

р(м 1, м„) = 7(*-%)2 + (У-Уо)2 + (2-2„)2 ,

где хо, у0, z0 - координаты точек пластины. Напряженность поля электродов определяется как:

где ф - разность потенциалов между пластинами; ех,е ,4 - частные напряженности электромагнитного поля [В/м].

с^ =а<Р,ё а*.

* дх ' у ду' г дг '

Далее при работе отслеживают места с наибольшей напряженностью во избежание возможности ожога вымени и, при необходимости, уменьшения мощности УВЧ генератора. Для воздействия на очаги воспаления можно смещать пластины относительно сосков, а также менять питание полярности электродов. Теоретически

рассчитанные зоны возникновения высокой напряженности позволяют при работе избежать их появления путем изменения формы электродов, уменьшения мощности и изменения взаимного расположения на поддерживающей системе. Распределение ВЧ поля не будет зависеть от линейных размеров пластин, так как картина прохождения силовых линий будет аналогичной, но изменится по модулю.

Рис. 4 - Зависимость напряженности поля от площади пластин

Таким образом, для пластин данной формы будут применяться аналогичные расчеты, зависящие только от параметров электродов и их расположения. В связи с этим ряд дополнительных преимуществ, таких как переключение полярности электродов и возможность смещения их в процессе работы позволяют более точечно воздействовать на очаги воспаления.

При проектировании поддерживающего корсета необходимо знать размеры электродов, а следовательно знать размеры вымени коров. Для этого были проведены исследования в хозяйстве ООО «Авангард». Случайным образом из стада были выбраны животные и произведен обмер вымени у 50 коров различных пород, возраста и физической конституции. Все коровы имели не менее одной лактации. После измерений были выбраны максимальный, минимальный и усредненный размеры. Измерения проводили по четырем параметрам: длинна, ширина и высота вымени, а также длинна сосков. Аналитическим путем были вычислены обхват вымени и средний размер по 50 коровам (таблица).

Среднеквадратическое отклонение а по ширине - 6,707 см, по длине - 6,139 см, по высоте -6,294 см, по длине сосков - 0,94 см.

Таблица - Размеры вымени коров в хозяйстве ООО «Авангард»

Характеристика вымени № коровы Ширина вымени, см Длинна вымени, см Высота вымени, см Длинна сосков, см Обхват вымени, см

Большое 304 48 49 50 5,5 152

Маленькое 3559 23 33 16 6 88

Среднее 4031 26 42 37 7 108

Среднее, вычисленное для 50 коров - 26,098 42,705 38,804 6,686 110,056

Крепление электродов и согласующего устройства осуществляется на поддерживающий корсет, имеющий три размера - для малопродуктивных, продуктивных и высокопродуктивных коров. При этом корсет должен плотно прилегать к вымени, так как это уменьшает отклонения импеданса нагрузки Z и угла ф. Радиус электродов для первой категории коров 4 см, для второй категории - 6 см и для третьей категории - 8 см. При этом согласующее устройство расположено близко к электродам для лучшей стабилизации нагрузки. В сухостойный период вымя в силу физиологических особенностей имеет меньшие по сравнению с периодом лактации размеры. Вследствие этого применяемые электроды при лечении не одинаковы даже для одной коровы. Для наиболее равномерного распределения электромагнитного поля электроды могут быть также в виде гибкой сетки. При этом согласующее устройство рассчитывается под каждую группу электродов индивидуально, так как полное сопротивление Z и угол ф колеблются в больших пределах.

Выводы

Применение УВЧ-лечения исключает выбраковку молока. Лечение маститов высокочастотным электромагнитным полем в сухостойный период является актуальной задачей и позволяет получить экологически чистую молочную продукцию. Совершенствование облучающей системы позволяет эффективно и удобно проводить лечение и профилактику маститов в процессе ухода за животными.

Библиографический список

1. Гришин, И. И. Исследование электрофизических свойств вымени коз и мониторинг полученных результатов измерения [Текст] / И. И. Гришин, Е. С. Семина // Вестник РГАТУ. - 2010. - № 4. - С. 61-63.

2. Фатьянов, С. О. Аппроксимация вольтампер-ных характеристик нелинейных элементов в условиях неопределенности [Текст] / С. О. Фатьянов // Материалы науч.-практич.конф. "Инновационные направления и методы реализации научных ис-

следований в АПК" - Рязань, 2012. - С. 77-80.

3. Гришин, И. И. Метод экспрессивного анализа содержания протеина в однокомпонентных и многокомпонентных воздушно-сухих смесях кормов [Текст] / И. И. Гришин, Э. В. Клейменов // Труды международной научно-технической конференции "Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. - Москва, 2008. - №3. - С. 74-77.

4. Коровушкин, А. А. Устойчивость коров к маститу и лейкозу [Текст] / А. А. Коровушкин, С. А.Нефодова, А. Ф. Яковлев // Зоотехния. - 2004.-№ 7. - С. 25-26.

5. Морозова, Н. И. Молочная продуктивность и качество молока в зависимости от линейной принадлежности коров [Текст] / Н. И. Морозова, Ф. А. Мусаев // Молочная промышленность. - 2007.- № 7. - С. 24.

6. Крючкова, Н. Н. Продолжительность хозяй-

ственного использования коров черно-пестрой породы разных классов по сумме нормированных отклонений основных промеров тела [Текст] / Н. Н. Крючкова, И. М. Стародумов// Инновации молодых ученых и специалистов - национальному проекту "Развитие АПК" :материалы междунар. науч.-прак-тич. конф. - Рязань, 2006. - С. 354-356.

7. Труфанов, В. Г. Сравнительная оценка коров холмогорской породы по продуктивному долголетию [Текст] / В. Г. Труфанов, Г. М. Туников, В. А. Захаров // Зоотехния. - 2005.- № 12. - С. 2-3.

8. Гусев, А. Ю. Современное состояние отрасли молочного животноводства рязанской области: проблемы и пути решения [Текст] / А. Ю. Гусев, И. К. Родин // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А.Костычева. - Рязань, 2010.- № 4. - С. 77-78.

УДК 136.084:636.087.7

ДАНИЛИН Александр Николаевич, аспирант, ТоРжКоВ Николай Иванович, д-р с.-х. наук, профессор

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

ПОВЫШЕНИЕ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ЗА СЧЕТ СИЛОСОВ, ПРИГОТОВЛЕННЫХ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ТРАВОСМЕСЕЙ

В статье приведены данные о влияние различных силосов в рационе на качественные показатели молока и молочной продуктивности.

Ключевые слова: влияние, молочная продуктивность, силос, качество молока, рацион кормления, кровь, гематология.

Aleksandr Nikolaevich Danilin, Nikolay Ivanovich Torzhkov

INCREASE BREAST PRODUCTIVITY BY SILO, PREPARED FROM DIFFERENT GRASS MIXTURES

In article the data on the influence of different silos in the diet on quality indicators of milk and dairy production, blade, hematoljgy.

Key words: impact, milk productivity, silage, milk quality, diet feeding

Актуальной проблемой молочного скотоводства является некачественная подготовка и планирование кормовой базы, а также практически полное отсутствие организации технологического процесса в структуре кормления (набора кормов, недостаток высококачественных кормов), что приводит к снижению молочной продуктивности, а это, в свою очередь, снижает экономический потенциал производства [3].

Учитывая, что значительная часть животноводческой продукции производится на молочных фермах и комплексах, остро встает проблема ба-

лансирования рационов за счет использования кормовых добавок [4].

Хорошее качество кормов и правильно подобранный рацион положительно влияют не только на количество и качество молока, но и на качество поголовья (репродуктивную способность) [2].

Важнейшей задачей системы кормления крупного рогатого скота является грамотная разработка рационов, которые позволят (в совокупности с другими элементами животноводства) в полной мере реализовать потенциал животных [1].

Цель исследования заключается в том, чтобы

© Данилин А. Н., Торжков Н. И., 2014r