CC BY
33
УДК 636.22/.28.084.522.001.57
ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ НА КОМПЛЕКСАХ ПО ОТКОРМУ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
А.И КУЦЕНКО , к.э.н.
(Кафедра электрификации и автоматизации)
На основе мониторинга роста, развития и физиологического состояния животных предложен способ управления процессом формирования динамики продуктивности, направленный на реализацию генетического потенциала молодняка крупного рогатого скота при откорме на комплексах.
Ключевые слова: программирование продуктивности, мониторинг роста и развития животных, компьютерные технологии в животноводстве.
Одним из примеров успешного использования в животноводстве компьютерных технологий являются получившие в последнее время большое распространение прецизионные (высокоточные) системы индивидуального дозированного кормления животных, применяемые на молочных и свиноводческих комплексах [1], осуществляющие мониторинг роста, развития и физиологического состояния животных.
Главное их преимущество перед традиционными системами кормления заключается в том, что компьютер, управляющий процессом кормления животных, на основе постоянно накапливаемых в памяти данных по каждому животному рассчитывает в соответствии с живой массой, планируемым уровнем продуктивности, физиологическим состоянием животного его индивидуальную ежесуточную потребность в кормах. Таким образом формируется ежесуточная программа кормления животных, в соответствии с которой осуществляется процесс кормления, и каждому животному выдается необходимое количество кормов, обеспечивающих достижение запланированных уровней продуктивности.
Аналогичные системы управления процессом кормления необходимо применять при выращивании и откорме молодняка крупного рогатого скота. Особенно важным это становится при создании и внедрении системы программирования мясной продуктивности животных на комплексах по про-извод ству говядины [3, 4, 5]. В отличие от индивидуального дозированного кормления на комплексах необходимо применять дозированное групповое кормление, так как по типовому варианту технологии выращивания и откорма 10 тыс. гол. молодняка крупного скота в одной производственной секции должны содержаться однородные группы животных по 18 гол. в каждой из 20 клеток.
Основная трудность в реализации такого подхода состоит в необходимости изучения динамики живой массы и продуктивности по группам животных в каждой клетке, поскольку конструкция кормушек рассчитана на выдачу кормов для всех животных, содержащихся в клетке.
Для решения данного вопроса предлагается в контрольной клетке производственной секции установить элект-
ронные весы для автоматического взвешивания каждого животного с идентификацией индивидуального номера. При этом необходимо выделить в клетке зону взвешивания и поения животных, тогда каждое животное, подходя к поилке, будет автоматически взвешиваться, а данные будут поступать в управляющий компьютер.
По ежесуточным данным о живой массе животных в контрольной клетке можно осуществить расчет живой массы и продуктивности животных в остальных клетках, используя соответствующий алгоритм на основе применения корректировочных коэффициентов, которые устанавливают первоначально при комплектовании каждой клетки производственной секции животными с одинаковой живой массой. Алгоритм расчета параметров живой массы и продуктивности животных в каждой клетке также должен корректировать оператор по обслуживанию данной производственной секции в соответствии с оперативно складывающейся ситуацией.
В результате для животных каждой клетки ежесуточно будет рассчитано необходимое количество корма в соответствии с живой массой и запланированной динамикой формирования продуктивности животных.
Оптимальные потребности животных в элементах питания q(t) при продолжительности периода выращивания и откорма t зависят от их живой массы p(t) и продуктивности ty(t). Поэтому соответствующая функция для расчета потребностей молодняка крупного рогатого скота на откорме [2] имеет вид
Ф ) = a + ß p(t) + уф^), (1)
где q(t)=(qi(t)> q2(t) ... qi(t)• •• qL(t)) —
вектор нормированных потребностей животных в элементах питания ; I и L — текущий и максимальный номера соответственно; а = (аь а... Щ... aL(t)) — вектор свободных членов; ß = (ßb ß2... ßi... ßL(t)) — вектор коэффициентов при
параметре живой массы рЩ, означающих, насколько увеличиваются потребности в питательных веществах при увеличении живой массы животного на 1 кг; у = (уь у2. у¡... уь(г)) — вектор коэффициентов при параметре продуктивности ^), означающих, насколько увеличиваются потребности в питательных веществах при увеличении прироста живой массы животного на 1 кг.
Определение параметров функции потребностей крупного рогатого скота в питательных веществах при доращивании и откорме животных молочно-мясных и молочных пород проводили на основе регрессионного анализа данных нормированного кормления [6], результаты которого представлены в таблице 1.
Адекватность представления данных о нормированном кормлениия функцией потребностей животных в питательных веществах (1) обеспечивается высокими уровнями корреляционных связей по каждому 1-му элементу питания (коэффициенты множественной корреляции Яг 0,98).
В связи с тем, что при производстве, покупке и раздаче кормов, а также при исчислении затрат на производство продукции расчеты иногда проводятся на основе использования показателя кормовые единицы, при определении оптимальных потребностей в кормовых единицах на основании данных о нормированном кормлении [7] для начального (2), промежуточного (3) и заключительного (4) периодов откорма получены следующие значения коэффициентов функции потребностей в кормовых единицах: а = 1,0996, р = 0,007373, у = 4,0; (2) а = 1,0996, р = 0,007373, у = 4,5; (3) а = 1,1167, в = 0,007373, у = 5,0. (4) Запланированная программируемая динамика формирования продуктивности животных при откорме на комплексах представлена в виде параболы [3]
ф(£) = ей2 + Ы + с, (5)
Т а б л и ц а 1
Параметры функции нормированных потребностей в элементах питания при откорме крупного рогатого скота
№ Элемент питания Параметры функции нормированных потребностей др)= а + РрЦ) + ф)
а в Y
1 ЭКЕ -1,875 0,0164 3,989
2 ОЭ, МДж -18,753 0,1638 39,885
3 Сухое вещество, КГ -1,052 0,0217 2,395
4 Сырой протеин, Г 82,479 1,1811 626,97
5 Переваримый протеин, г 129,36 0,5110 392,77
6 РП, г -168,87 1,4532 362,77
7 НРП, г 251,35 -0,2721 264,20
8 Сырая клетчатка, г -129,26 3,9680 510,43
9 Крахмал,г -166,61 1,7214 510,08
10 Сахара, г -53,031 0,9929 353,16
11 Сырой жир, Г -7,816 0,4076 175,69
12 Соль поваренная, г -22,602 0,1367 20,434
13 Кальций, г -12,738 0,1000 23,569
14 Фосфор, Г -7,516 0,0557 13,002
15 Магний, г -1,810 0,0567 1,458
16 Калий, г 6,957 0,1593 5,607
17 Сера, г 4,833 0,0606 2,892
18 Железо, мг -69,427 1,3732 126,07
19 Медь, мг -12,596 0,1970 19,245
20 Цинк, мг -66,168 1,0494 100,95
21 Кобальт, мг -0,927 0,0140 1,364
22 Марганец, мг -61,096 0,9341 90,354
23 Йод, мг -0,450 0,0071 0,660
24 Каротин, мг -41,971 0,4101 68,492
25 Витамин Д, тыс. МЕ -2,349 0,0119 5,279
26 Витамин Е, мг -36,985 0,5707 59,529
параметры которой определяются при привязке модели расчета оптимальных потребностей в кормах для каждой производственной секции на основе рассчитанных параметров функций продуктивности (табл. 2), охватывающих возможные варианты ее формирования.
Для обеспечения обоснованного выбора соответствующей функции продуктивности в таблице 2 также приведены данные по общему Ф(Т) и среднесуточному фф,.(Т) приросту живой массы животных при продолжительности периода достижения максимальных уровней суточной продуктивности Т = = 350 сут и оптимальной [3] продолжительности периода содержания животных Т = 525 сут, которые получены по следующим формулам:
Т еТ3 ЪТ2
Ф(Т) = ]ф(г)аг= —+ —+ сТ, (6)
Ф(Т) еТ2 ЪТ
ф ср.(Т) = Т + ~2~ + с. (7)
Для расчета необходимого количества сбалансированной по соответствующим элементам питания кормосмеси предлагается следующий алгоритм. В каждой г-й клетке производственной секции находится пг животных. Тогда общее число животных производственной секции составляет
2и
N =Х П.
(8)
Средняя живая масса одного животного в каждой клетке, рассчитывае-
г=1
Параметры функций продуктивности, описываемых параболой, при откорме крупного рогатого скота
№ Значение функции продуктивности ф(Ц при Параметры параболы ф(Ц = а? + Ы + с Среднесуточный прирост живой массы животных (г) при Общий прирост живой массы животных (кг) при
0 350 Г=525 а Ь с 7=350 7=525 7=350 7=525
1 300 900 750 -0,0049 3,4 300 700 750 245 393,8
2 400 900 775 -0,00408 2,86 400 733,3 775 256,7 406,9
3 500 900 800 -0,00327 2,29 500 766,7 800 268,3 420
4 600 900 825 -0,00245 1,76 600 800 825 280 433,1
5 700 900 850 -0,00163 1,14 700 833,3 850 291,7 446,3
6 300 1000 825 -0,00571 4 300 766,7 825 268,3 433,1
7 400 1000 850 -0,0049 3,4 400 800 850 280 446,3
8 500 1000 875 -0,00408 2,86 500 833,3 875 291,7 459,4
9 600 1000 900 -0,00327 2,29 600 866,7 900 303,3 472,5
10 700 1000 925 -0,00245 1,71 700 900 925 315 485,6
11 300 1100 900 -0,00653 4,57 300 833,3 900 291,7 472,5
12 400 1100 925 -0,00571 4 400 866,7 925 303,3 485,6
13 500 1100 950 -0,0049 3,43 500 900 950 315 498,8
14 600 1100 975 -0,00408 2,86 600 933,3 975 326,7 511,9
15 700 1100 1000 -0,00327 2,29 700 966,7 1000 338,3 525
16 300 1200 975 -0,00735 5,14 300 900 975 315 511,9
17 400 1200 1000 -0,00653 4,57 400 933,3 1000 326,7 525
18 500 1200 1025 -0,00571 4 500 966,7 1025 338,3 538,1
19 600 1200 1050 -0,0049 3,43 600 1000 1050 350 551,3
20 700 1200 1075 -0,00408 2,86 700 1033,3 1075 361,7 564,4
21 300 1300 1050 -0,00816 5,71 300 966,7 1050 338,3 551,3
22 400 1300 1075 -0,00735 5,14 400 1000 1075 350 564,4
23 500 1300 1100 -0,00653 4,57 500 1033,3 1100 361,7 577,5
24 600 1300 1125 -0,00571 4 600 1066,7 1125 373,3 590,6
25 700 1300 1150 -0,0049 3,43 700 1100 1150 385 603,8
26 300 1400 1125 -0,00898 6,29 300 1033,3 1125 361,7 590,6
27 400 1400 1150 -0,00816 5,71 400 1066,7 1150 373,3 603,8
28 500 1400 1175 -0,00735 5,14 500 1100 1175 385 616,9
29 600 1400 1200 -0,00653 4,57 600 1133,3 1200 396,7 630
30 700 1400 1225 -0,00571 4 700 1166,7 1225 408,3 643,1
31 300 1500 1200 -0,0098 6,86 300 1100 1200 385 630
32 400 1500 1225 -0,00898 6,29 400 1133,3 1225 396,7 643,1
33 500 1500 1250 -0,00816 5,71 500 1166,7 1250 408,3 656,6
34 600 1500 1275 -0,00735 5,14 600 1200 1275 420 669,4
35 700 1500 1300 -0,00653 4,57 700 1233,3 1300 431,7 682,5
мая на основе автоматизированного взвешивания животных контрольной клетки и дальнейшей ее корректировки, составляет р,. Тогда общая живая масса животных в каждой клетке и производственной секции в целом
20
Р. =п,.-р,., Р = Хр.- (9) 1=1
Программируемый уровень продуктивности одного животного каждой клетки рассчитывается на основе (5)
!>, = а£,-2 + Ь£,- + с,
(Ю)
где t¡ — число суток с момента комплектования животными г-й клетки.
Общий прирост живой массы животных в клетках и в целом по производственной секции
20
Ф( = П{ ‘ ¿5? , Ф= ^ Фг (11) 1=1
Отсюда необходимое количество кормосмеси для животных в каждой
клетке Qi и для производственной сек- уровней продуктивности в соответствии
ции в целом Q предлагается рассчиты- с потенциальными продуктивными воз-
вать по следующим формулам, полу- можностями животных.
ченным на основе производственной Раздача кормов осуществляется с
функции потребности в кормах (1): помощью мобильных кормораздатчиков-
q = + пр _|_ ф (in) кормомиксеров, электронная весовая
q— П]^а+ ВР + ф (13) система которых позволяет запрограм-
^ Pi () мировать выдачу кормов в соответствии
с требуемым количеством кормосмеси или Q = ^ Qi. (14) для животных в каждой клетке.
i=1 При стационарных системах разда-
Таким образом, для каждой произ- чи кормов контролируется подача об-
водственной секции откормочного ком- щего количества кормов на производ-
плекса ежесуточно устанавливается ственную секцию. В этом случае пе-
необходимое количество кормосмеси с рераспределение кормов между клет-
учетом фактической живой массы име- ками с животными может возлагаться
ющихся животных, обеспечивающее на оператора по обслуживанию дан-
достижение запрограммированных ной секции.
Библиографический список
1. Гатаулин А.М., Иванов Ю.Г., Куценко А.И. Моделирование производственных процессов на молочных комплексах / / Труды десятой Международной научно-практической конференции НАЭКОР 30—31 апреля 3006 г. М., 3006. Вып. 10. Т. 1. С. 114-119.
3. Куценко А.И. Оптимизация использования кормовых ресурсов на межхозяй-ственных откормочных комплексах по производству говядины // Тр. Ставропольского НИИ сельского хозяйства, 1978. Вып. 46. С. 164-174.
3. Куценко А.И. Оптимизация стратегии формирования продуктивности при выращивании и откорме крупного рогатого скота на комплексах // Известия ТСХА, 3008. Вып. 3. С. 103-115.
4. Куценко А.И. Программирование продуктивности на животноводческих предприятиях // Труды международной научно-практической конференции 36-38 марта 3007 г. Краснодар: Северо-Кавказский НИИ животноводства, 3007. Ч. 3. С. 191-193.
5. Куценко А.И. Программирование продуктивности на комплексах по выращиванию и откорму молодняка крупного рогатого скота // Известия ТСХА, 3007. Вып. 4. С. 149-151.
6. Нормы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие. 3-е издание, перераб. и дополн / Под ред. А.П. Калашникова, В.И. Фисинина,
В.В. Щеглова, Н.И. Клейменова. М., 3003.
7. Томмэ М.Ф., Костенко В.Н. ЭВМ и кормление животных. М.: Колос, 1973.
8. Miler W.C. et al. Computer assisted management decisions for beef production systems. // Agricultural Systems, 3, 1978. P. 147-158.
9. Wood P.K.P. A simple model of lactation curves for milk yield, food requirement and body weight.// Animal Production, 38, 1970.
Рецензент — д. с.-х. н. А.В. Овчинников
SUMMARY
on the basis of growth monitoring, development and physiological condition of farm animals the way to control process of productivity dynamics formation intended for realization of young cattle genetic potential, fattened at stockbreeding complexes, has been suggested.
Key words: farm animals productivity programming, growth and development monitoring of farm animals.
