CC BY
26
УДК 637.112 DOI 10.51794/27132064-2021-3-17
ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РОБОТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДОЕНИЯ В МОЛОЧНОМ СКОТОВОДСТВЕ
Д.Р. Шарипов, кандидат биологических наук О.А. Якимов, доктор биологических наук ФГБОУ ВО Казанская ГАВМ им. Н.Э. Баумана E-mail: abdul0401@rambler.ru
И.Ш. Галимуллин, кандидат биологических наук КФХ «Мухаметшин З.З.» E-mail: ildar-k91@mail.ru
Аннотация. Роботизированная технология доения коров является одним из направлений модернизации молочного скотоводства и этапом создания системы точного животноводства. Основными факторами, которые оказывают влияние на внедрение данной технологии на молочных фермах, являются улучшение организации труда, увеличение производства молока и коррекция поведения животных. Целью исследования являлось изучение особенностей роботизированной системы доения. В результате анализа и обобщения накопленного опыта установлено, что использование систем роботизированного доения подразумевает создание физиологически более комфортных условий для коров. В связи с этим на практике внедрены такие схемы движения коров, как свободное и принудительное. Такие показатели, как частота и интервал доения, время нахождения в станции доения, продолжительность прикрепления доильных стаканов, время доения, интенсивность молоковыведения, оказывают влияние на эффективность использования роботизированной системы. Кормление коров в условиях роботизированного доения имеет отличие, которое заключается в том, что концентрированные корма скармливаются как в составе частично смешанного рациона, так и в виде гранулированного комбикорма во время доения в роботе-дояре и на кормовой станции. Накопленный опыт внедрения роботизированной системы доения коров показывает, что повышение эффективности ее использования возможно с учетом физиологических потребностей, целенаправленного отбора и подбора животных технологического типа.
Ключевые слова: роботизированная система доения, схема движения коров, станция доения, частота доения, кормление, комбикорм.
Введение. На протяжении последних 30 лет по всему миру в хозяйствах различных форм собственности внедряются системы, позволяющие полностью автоматизировать процесс доения. В Российской Федерации первый доильный робот был введен в действие в конце 2007 года [1]. Применение роботизированной технологии доения коров способствует развитию молочного скотоводства в высокотехнологическую отрасль АПК [2]. Основными факторами, которые оказывают влияние на внедрение автоматизированных систем доения в сельхозпредприятиях, являются улучшение организации труда, увеличение производства молока и улучшение поведения животных [3].
Цель исследований - представить обзор научной литературы по роботизированной системе доения коров, указывающий на осо-
бенности ее использования, который мог бы помочь специалистам в принятии решений при внедрении данной технологии.
Материал и методы исследований. Для проведения исследований использовался информационно-логический анализ научной информации ведущих отечественных и зарубежных ученых в области роботизированного доения коров, а также результаты научно-производственных исследований, полученные на предприятиях, применяющих добровольную систему доения коров.
Результаты исследований и их обсуждение. Использование систем роботизированного доения подразумевает создание физиологически более комфортных условий для коров. Данная концепция оставляет животным, согласно их суточным ритмам, право выбора на выполнение той или иной фи-
зиологической потребности - опорожнение вымени (доение), потребление корма (кормление) или перемещение в стойла для отдыха. В связи с этим на практике внедрены ряд схем движения коров - свободное и принудительное (направленное) [4].
Схема свободного движения предусматривает неограниченный доступ животных к кормовому столу, боксам для отдыха и роботу-дояру. Положительной стороной этой схемы является то, что коровы меньше времени проводят в ожидании доения, тем самым больше времени остается на потребление корма или отдых, и это очень важно для животных с низким социальным рангом в стаде (отсутствие стрессового воздействия). Отрицательной стороной являются, во-первых, концентрированный корм, подаваемый при доении, который способствует более частому посещению животными станции доения без опорожнения вымени («отказы»); во-вторых - «ленивые» коровы, у которых интервал между доением превышает 8 ч, их необходимо подгонять к станции доения, что снижает эффективность использования автоматизированной системы.
Схема принудительного движения имеет несколько исполнений, при этом коровник делят на зоны: отдыха, доения (в некоторых исполнениях - ожидания) и кормления.
Первое исполнение принудительного движения с односторонними воротами получило название «сначала доение» - регулирует движение коров из боксов для отдыха (зона отдыха) к кормовому столу (зона кормления). Животные, перемещающиеся из зоны отдыха, должны посетить робота-дояра (зона доения), чтобы попасть в зону кормления, и могут вернуться в боксы для отдыха только через односторонние ворота. Животные, получившие «отказ» в доении при коротких интервалах доения (менее 8 ч) (регулируется потребителем), остаются в зоне отдыха.
Второе исполнение принудительного движения с односторонними воротами получило название «сначала кормление» - позволяет коровам получить доступ к зоне кормления из зоны отдыха через односторонние ворота. При этом коровы могут вернуться к
боксам для отдыха только через зону доения или через ворота предварительного отбора, которые направляют животных, имеющих короткий интервал доения, непосредственно в зону отдыха. Исследования, проведенные за рубежом, показали, что принудительное движение с использованием односторонних ворот снижает посещение кормового стола и, как следствие, может снизить потребление корма, особенно у высокопродуктивных коров [5, 6].
Третье исполнение принудительного движения - с предварительным отбором, где сортировочные ворота направляют животных, получивших «добро» на доение, в зону ожидания, а коров, получивших «отказ» в доении - в зону кормления.
Важной особенностью системы автоматизированного доения является возможность каждой коровы индивидуально реализовать для себя время и частоту (кратность) доения в течение 24 ч. Частота доения - показатель, характеризующий эффективность использования роботизированной системы, и на данный показатель оказывают влияние много факторов. Проведенный обзор научных данных показал, что среднее значение частоты доения колеблется от 2,2 до 3,2 раза, но имеет широкий диапазон у отдельных коров. Установлено, что более частое доение стимулирует более высокую молочную продуктивность [7], при этом большой разброс в интервалах доения снижает суточные надои [8]. Большинство интервалов доения лежат в диапазоне 7-9 ч, однако в научных данных сообщается о значительных изменениях этого показателя [9, 10]. Кратность доения широко варьирует в зависимости от системы движения коров, стадии лактации, условий кормления [11-13].
Роботизированная система доения требует комплексного и системного подхода к отбору и подбору животных технологического типа, которое должно быть адаптировано к специфическим условиям доения [7]. Помимо показателей частоты и интервала доения, важными также являются время нахождения в станции доения, продолжительность прикрепления доильных стаканов, время моло-
ковыведения (доения) и интенсивность мо-локовыведения, которые оказывают влияние на эффективность использования роботизированной системы [14]. Оптимальное время молоковыведения должно составлять 3-6 минут с интенсивностью молоковыведения 2,02,5 кг/мин., удовлетворительное - 6-8 минут с интенсивностью 1,5-2,0 кг/мин., плохое -8-10 минут с интенсивностью 1,0-1,5 кг/мин., очень плохое - 10-12 минут с интенсивностью 0,6-1,0 кг/мин.
Для достижения генетически заложенного уровня молочной продуктивности коров требуется научно обоснованный и рациональный подход к их кормлению [15, 16]. Кормление животных в условиях роботизированного доения имеет отличие от кормления в условиях привязного и беспривязного содержания с доением в доильном зале, которое заключается в том, что концентрированные корма скармливаются как в составе частично смешанного рациона, так и во время доения в роботе-дояре и на кормовой станции в виде гранулированного комбикорма. Физиологическая потребность в потреблении корма у животных имеет более высокую мотивацию по сравнению с опорожнением вымени. Управление кормлением коров в роботизированной системе основывается на этом понимании и используется для обоснования концепции, согласно которой скармливание концентрированного корма в станции доения приведет к увеличению количества добровольных посещений и, следовательно, увеличению продуктивности.
Поощрение коров комбикормом в роботе-дояре имеет ряд преимуществ [17]:
- индивидуальное нормированное кормление на разной стадии лактации;
- поддержка высокой молочной продуктивности;
- поддержание кондиции тела на протяжении всей лактации.
Кормление коров комбикормом в роботизированных доильных установках осуществляется по программам с учетом возраста и стадии лактации, и каждая программа распределяет комбикорм, подаваемый роботом, в соответствии с заданными параметрами.
Первая программа распределения концентрированного корма осуществляется с учетом стадии лактации. В начале лактации новотельной корове начинают скармливать 1,5-3,0 кг комбикорма в роботе-дояре и в течение первых 7-14 дней ежедневно увеличивают норму скармливания по 0,2-0,3 кг независимо от уровня продуктивности. В период раздоя лактации выдача комбикорма на станции доения немного превышает потребность коровы в питательных веществах, что позволяет побудить животного к увеличению продуктивности и компенсировать потерю живой массы вследствие отрицательного энергетического баланса в начале лактации. После стабилизации молочной продуктивности корове нормируют выдачу комбикорма строго в соответствии с суточными надоями. В конце лактации последние 7-10 дней до запуска постепенно снижают норму скармливания концентрированного корма в роботе-дояре до полного исключения.
Вторая программа применяется при кормлении коров первой лактации, которая позволяет использовать комбикорм, подаваемый на станции доения, по первой программе, но дополнительно нормируется суточная потребность в питательных веществах с учетом возраста животного. Исследования, опыт ведущих стран мира по роботизированному доению показывают, что нет точной рекомендации по количеству скармливаемого комбикорма в станции доения. Однако решение того, сколько скармливать комбикорма в роботе-дояре, должно достигаться с учетом количества концентрированного корма, предлагаемого в частично смешанном рационе.
Исследования, проведенные за рубежом [18], показали, что увеличение количества комбикорма, предлагаемого во время доения, снижает потребление частично смешанного рациона. Так, на каждый 1 кг увеличения комбикорма, скармливаемого в роботе-дояре, коровы снижают потребление частично смешанного рациона на 1,14 кг [18]. В то же время здесь возникает сложность в том, что высокопродуктивные коровы могут недополучить свои суточные нормы концентрированного корма на станции доения. Во-пер-
вых, связано это с установленной скоростью подачи комбикорма в роботе-дояре, которая в среднем составляет 0,3 кг в минуту. Во-вторых, животные имеют ограничения нахождения в станции доения, которая определяется продолжительностью молоковыведе-ния. Так, если суточная норма скармливания составляет 9 кг комбикорма во время доения, то при трехкратном доении и продолжительности нахождения на станции доения не более 8 мин. коровам должны скармливать 3,3 кг комбикорма за одно доение, фактическое же потребление составляет 2,6-2,7 кг.
Следует отметить, что в высокопродуктивных стадах при скармливании высоких норм концентрированного корма целесообразно использовать дополнительные кормовые станции, в которых будет возможность удовлетворять суточную потребность в питательных веществах предлагаемого комбикорма. При этом доступ к кормовой станции предоставляется только животным после доения или тем, у которых не превышен интервал между доениями, чтобы последним сохранить интерес посещения робота-дояра с целью доения.
Выводы. Накопленный опыт внедрения роботизированной системы доения коров показывает, что повышение эффективности ее использования возможно с учетом физиологических потребностей, целенаправленного отбора и подбора животных технологического типа.
Литература:
1. Кормановский Л.П. Развитие роботизации доения коров // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2013. № 2(10). С. 78-81.
2. Федосеева Н.А. Некоторые рекомендации доения коров на роботизированных доильных установках // Инновации и инвестиции. 2016. № 12. С. 192-194.
3. Тихомиров И.А., Скоркин В.К. Технологические особенности использования доильных роботов в молочном скотоводстве // Техника и технологии в животноводстве. 2020. № 1(37). С. 32-37.
4. Development of automatic milking systems and their classification / D.R. Sharipov etc. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 659. P. 012080.
5. Halachmi I. Design methodology for a robotic milking barn. Netherlands, 1999. 164 р.
6. The influence of the accessibility of concentrate on the behaviour of cows milked in an automatic milking system / C.C. Ketelaar-De Lauwere etc. // Netherlands Journal Agricultural Science. 1999. Vol. 47. P 1-16.
7. Шарипов Д.Р., Галимуллин И.Ш. Особенности доения коров при эксплуатации автоматизированных систем доения «Astronaut A4» // Ученые записки КГА-ВМ им. Н.Э. Баумана. 2018. Т. 236. С. 208-212.
8. Bach A., Busto I. Effects on milk yield of milking interval regularity and teat cup attachment failures with robotic milking systems // Journal Dairy Research. 2005. Vol. 72. P. 101-106.
9. Andre G. Increasing the revenues from automatic milking by using individual variation in milking characteristics // Journal Dairy Science. 2010. Vol. 93. P. 942-953.
10. Можаев Е.Е., Шафиров В.Г., Сердюк Н.С. Анализ экономической эффективности роботизированного доения коров // Зоотехния. 2019. № 9. С. 19-22.
11. Influence of routing treatments on cows' visits to an automatic milking system, their time budget and other behavior / C.C. Ketelaar-de Lauwere etc. // Acta Agricultu-rae Scandinavica. 2000. Vol. 50. P. 174-183.
12. The effect of two traffic situations on the behavior and performance of cows in an automatic milking system / Hermans G.N. etc. // Journal Dairy Science. 2003. Vol. 86. P. 1997-2004.
13. Rodenburg J. Strategies for incorporating robotic milking into North American herd management // Proc. of the First North American conference on robotic milking. Toronto, 2002. P. 18-32.
14. Параметры доения коров-первотёлок на роботизированной установке в зависимости от средней интенсивности молоковыведения / В.П. Мещеряков и др. // Главный зоотехник. 2019. № 7. С. 38-45.
15. Головин А.В. Эффективность использования рационов с различным содержанием крахмала и сахара в кормлении коров // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2019. № 2(34). С. 50-54.
16. Хайруллин Д.Д. Изучение морфологического состава крови дойных коров при применении УВМК «Хазинэ-Лизунец» // Международный вестник ветеринарии. 2021. № 2. С. 58-61.
17. Шарипов Д.Р. Особенности кормления коров в условиях роботизированного доения // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. 2020. Том 244. С. 247-251.
18. Effect of amount of concentrate offered in automatic milking systems on milking frequency, feeding behavior, and milk production of dairy cattle consuming high amounts of corn silage / A. Bach etc. // Journal Dairy Science. 2007. Vol. 90. P. 5049-5055.
Literatura:
1. Kormanovskij L.P. Razvitie robotizacii doeniya korov // Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo in-stituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2013. № 2(10). S. 78-81.
2. Fedoseeva N.A. Nekotorye rekomendacii doeniya ko-rov na robotizirovannyh doil'nyh ustanovkah // Innovacii i investicii. 2016. № 12. S. 192-194.
3. Tihomirov I.A., Skorkin V.K. Tekhnologicheskie oso-bennosti ispol'zovaniya doil'nyh robotov v molochnom skotovodstve // Tekhnika i tekhnologii v zhivotnovodstve. 2020. № 1(37). S. 32-37.
4. Development of automatic milking systems and their classification / D.R. Sharipov etc. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 659. P. 012080.
5. Halachmi I. Design methodology for a robotic milking barn. Netherlands, 1999. 164 r.
6. The influence of the accessibility of concentrate on the behaviour of cows milked in an automatic milking system / C.C. Ketelaar-De Lauwere etc. // Netherlands Journal Agricultural Science. 1999. Vol. 47. P 1-16.
7. SHaripov D.R., Galimullin I.SH. Osobennosti doeniya korov pri ekspluatacii avtomatizirovannyh sistem doeniya «Astronaut A4» // Uchenye zapiski KGAVM im. N.E. Baumana. 2018. T. 236. S. 208-212.
8. Bach A., Busto I. Effects on milk yield of milking interval regularity and teat cup attachment failures with robotic milking systems // Journal Dairy Research. 2005. Vol. 72. P. 101-106.
9. Andre G. Increasing the revenues from automatic milking by using individual variation in milking characteristics // Journal Dairy Science. 2010. Vol. 93. P. 942-953.
10. Mozhaev E.E., SHafirov V.G., Serdyuk N.S. Analiz ekonomicheskoj effektivnosti robotizirovannogo doeniya korov // Zootekhniya. 2019. № 9. S. 19-22.
11. Influence of routing treatments on cows' visits to an automatic milking system, their time budget and other be-
havior / C.C. Ketelaar-de Lauwere etc. // Acta Agricultu-rae Scandinavica. 2000. Vol. 50. P. 174-183.
12. The effect of two traffic situations on the behavior and performance of cows in an automatic milking system / Hermans G.N. etc. // Journal Dairy Science. 2003. Vol. 86. P. 1997-2004.
13. Rodenburg J. Strategies for incorporating robotic milking into North American herd management // Proc. of the First North American conference on robotic milking. Toronto, 2002. P. 18-32.
14. Parametry doeniya korov-pervotyolok na robotiziro-vannoj ustanovke v zavisimosti ot srednej intensivnosti molokovyvedeniya / V.P. Meshcheryakov i dr. // Glavnyj zootekhnik. 2019. № 7. S. 38-45.
15. Golovin A.V. Effektivnost' ispol'zovaniya racionov s razlichnym soderzhaniem krahmala i sahara v kormlenii korov // Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel's-kogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2019. № 2(34). S. 50-54.
16. Hajrullin D.D. Izuchenie morfologicheskogo sostava krovi dojnyh korov pri primenenii UVMK «Hazine-Lizu-nec» // Mezhdunarodnyj vestnik veterinarii. 2021. № 2. S. 58-61.
17. SHaripov D.R. Osobennosti kormleniya korov v uslo-viyah robotizirovannogo doeniya // Uchenye zapiski KGAVM im. N.E. Baumana. 2020. Tom 244. S. 247-251.
18. Effect of amount of concentrate offered in automatic milking systems on milking frequency, feeding behavior, and milk production of dairy cattle consuming high amounts of corn silage / A. Bach etc. // Journal Dairy Science. 2007. Vol. 90. P. 5049-5055.
FEATURES OF ROBOTIC MILKING SYSTEM AT DAIRY CATTLE BREEDING USING D.R. Sharipov, candidate of biological sciences O.A. Yakimov, doctor of biological sciences FGBOU VO Kazan GAVM named after N.E. Bauman I.Sh. Galimullin, candidate of biological sciences KFH "Mukhametshin Z.Z."
Abstract. The cows milking robotic technology is one of the dairy cattle breeding modernization directions and a stage of precision livestock's system creating. The main factors influencing this technology on dairy farms' introduction are labor organization improving, milk production increasing and animal behavior correcting. This study purpose was robotic milking system features' studying. As a result of the accumulated experience analysis and generalization, it was found that the robotic milking systems using implies cows' keeping more comfortable conditions physiologically creating. In this regard, in practice such cow movement's schemes as free and forced have been introduced. Such indicators as milking frequency and interval, in the milking station standing time, milking cups' attach -ment duration, time of milking, milk flow intensity affect the efficiency of the robotic system using. Feeding of cows in the robotic milking conditions has such difference, consisting in the fact that concentrated feed both as part of a partially mixed ration, and in granular compound feed form during milking in a robot-milker at a feeding station is fed. The accumulated experience of cows robotic milking system implementing shows that its use efficiency increasing is possible at the animals physiological needs, targeted selection and technological type taking into account. Keywords: robotic milking system, cow movement scheme, milking station, frequency of milking, feeding, compound feed.
