Повышение эффективности производства кормов из трав в условиях Северо-Запада за счет оптимизации структуры кормов Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2007. Вып. 79.

В зависимости от назначения зерновых и фазы спелости необходима технологическая настройка агрегатов комбайнов, обеспечивающая оптимальные показатели работы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Перекопский А.Н., Лаптев Г.Ю., Баранов Л.Н. Обоснование применения консервантов при производстве влажного фуражного зерна // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Часть 2. Энергосберегающие технологии в растениеводстве и мобильной энергетике. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2004. - С. 239-242.

2. Перекопский А.Н., Гудков Д.А. Влияние фазы спелости зерновых на стратегию уборочных работ // Технологии и технические средства механизированного производства кормов и продукции животноводства: Сб. науч. тр. - Вып. 75. - СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2003. -С. 21-25.

3. Попов В., Перекопский А., Баранов Л. Заготовка высоковлажного зерна // Комбикорма. - 2005. - №3. - С. 37-38.

Получено 15.06.2007.

УДК 631.171

А. М. ВАЛГЕ, д-р техн. наук;

А. Г. АРТЕМЬЕВ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВ ИЗ ТРАВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА ЗА СЧЕТ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ КОРМОВ

В статье рассмотрена возможность повышения эффективности кормопроизводства в условиях Северо-Запада путем изменения структуры кормов в пределах зоотехнических требований с учетом стоимости кормов и реализационной цены продукции.

При производстве животноводческой продукции (молока) в условиях Северо-Запада России до 70% затрат приходится на корма. Это обусловлено действием многих факторов, в том числе и погодных.

95

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

В условиях Северо-Запада погода в период уборки трав достаточно неустойчива, а температура и влажность воздуха по годам изменяются в широких пределах. Основные потери питательных веществ приходятся на операцию провяливания травы при заготовке сена, т. к. эта операция продолжается от трех до пяти и более дней, в течение которых возможно выпадение осадков. В отдельные годы из-за неблагоприятных погодных условий гибнет значительная часть кормов. Очевидно, что снижение потерь кормов в период уборки трав является актуальной проблемой, решение которой для условий Северо-Запада может значительно повысить эффективность производства животноводческой продукции.

Годовые надои крупного рогатого скота (КРС) в основном зависят от качества и количества использованных кормов. Для кормления животных используются концентрированные корма, грубые и сочные корма. В последние годы в хозяйствах Ленинградской области на корм используется плющеное зерно, которое на 70-90% заменяет дорогие концентрированные корма. Количественные соотношения между видами используемых кормов определяется зоотехническими требованиями и изменяется в различных хозяйствах в широких пределах, в зависимости от обеспеченности хозяйства кормами.

На основе известных рекомендаций [1, 2] выполнен анализ связи вида, и количества использованных кормов с годовым надоем. Результаты для трех видов кормов графически представлены на рис. 1 в виде линий постоянного уровня продуктивности КРС при различных сочетаниях используемых кормов.

По результатам анализа можно отметить, что наибольшее влияние на продуктивность КРС оказывают концкорма. Видно также, что без потери продуктивности животных можно изменять структуру кормов в пределах зоотехнических допусков. Это позволяет выбирать структуры кормов с минимальной стоимостью и наибольшей надежностью их заготовки при неустойчивых погодных условиях. При неблагоприятных погодных условиях можно частично заменять корма с большой длительностью провяливания (сено) на корма без провяливания, или меньшей продолжительности провяливания (силос, подвяленный силос, сенаж).

96

силос сено

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2007. Вып. 79.

х

концкорма

а

Рис. 1. Зависимость годового надоя от количественного соотношения кормов:

а - сочетание «сено - концкорма»; б - сочетание «сено- силос»

97

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

В этом случае возникает задача выбора структуры кормов, обеспечивающей получение планируемого объема продукции с наименьшими затратами в зависимости от возникающих условий производства. Рассмотрим задачу определения рациональной структуры кормов, обеспечивающую заданную продуктивность КРС при минимальной стоимости кормов. Задача формулируется в виде задачи математического программирования.

В качестве целевой функции математической модели используется соотношение, определяющее максимум дохода от полученной продукции:

{С„р - Скор max , (1)

где С - суммарная реализационная стоимость произведенной животноводческой продукции (молока), руб.; С - суммарная стоимость кормов, затраченных на производство продукции, руб.

Суммарная стоимость объема кормов определяется суммой стоимостей кормов по каждому из видов:

П

Скор =Е СХ ’ (2)

/=1

где с1, X/ - стоимости и объемы использования кормов /-го

вида.

Стоимости кормов (с/) зависят от принятой технологии, состава машин и погодных условий при заготовке /-го корма.

Общий объем полученной продукции зависит от объема кормовых единиц в использованном корме. Удельный расход кормовых единиц в зависимости от продуктивности животных определяется отношением:

g &год / Сгод,

(3)

где Сгод - количество использованных т. к.ед., т; Огод - годовой надой на голову КРС, т.

98

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2007. Вып. 79.

Годовой расход кормовых единиц зависит от продуктивности животного и определяется соотношением [1]:

Qzod = -0,03970год2 + 1,25бОгод + 0,0131. (4)

Суммарный объем продукции, полученной от использованных кормов, получим произведением:

G = Кк.ед§, (5)

где Кк.ед - суммарное количество кормовых единиц во всем объеме используемого корма.

Тогда стоимость всей продукции

С пр = Gz См,, (6)

где См - реализационная стоимость 1 т продукции (молока).

Для решения оптимизационной задачи (1) уравнения (2) - (6) дополняются системой ограничений, параметры которой зависят от видов используемых кормов и их показателей. Один из вариантов данных для системы ограничений приведен в таблице.

Основные показатели кормов при оптимизации структуры кормов

Наименование корма Обозначение Содержится в 1 кг натурального корма, кг

сухого вещества кормовых единиц переваримого протеина

Концкорм КК-62 Xj аи а12 а1з

Зерно плющенное Х2 а21 а22 а2з

Картофель Хз аз1 а32 азз

Солома Х4 а41 а42 а43

Сено Хз ая а52 азз

Силос Хб аб1 аб2 аб3

Зеленый корм Х7 а71 а72 а73

99

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Общая питательность всего объема корма оценивается суммарным содержанием кормовых единиц, переваримого протеина и сухого вещества. Эти переменные вводятся в задачу в виде ограничений «больше или равно (>)», «равно (=) », «меньше или равно (<) ».

В соответствии с зоотехническими требованиями в модели должны быть учтены ограничения по объему использования кормов различного вида: концентрированных, грубых, сочных, корнеклубнеплодов.

В соответствии с составом кормов и зоотехническими требованиями система ограничений по структуре будет включать:

- ограничения по концкормам и плющеному зерну:

ai2^i + ^22^2 >Ьп1к.е.;

(Л12Х1 + ^22^2 <bi21к.е.; (7)

- ограничения по грубым кормам:

а42Х4 + а52Х5 >b2i 1к.е.;

^22^4 + а22Х5 <Ь22^к.в.; (8)

- ограничения по сочным кормам:

абХб + а^Хг > ЬзХк.е.;

абХб + а^Хг < Ьз2%к.е.; (9)

- ограничения по корнеклубнеплодам:

а32Х3 >Ь411к.е.;

а32Х3 < b42 1к.е. , (10)

где aij - содержание j-х компонентов в i-м корме; bj - верхнее и нижнее значения в соответствии зоотехническими нормами по использованию i-го вида кормов; Ек.е. - суммарное количество кормовых единиц в объеме по виду корма.

В систему ограничений включены также ограничения по необходимому объему других составляющих: переваримого протеина и сухого вещества. Составляющие кормов по микроэлементам в расчете структуры кормов не учитываются, т.к. они компенсируются конц-кормами при определении рационов кормления.

100

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2007. Вып. 79.

Разработанная модель позволяет также оценить эффективность использования каждого из видов кормов для получения продукции КРС. Для этого система ограничений дополняется уравнением, представляющим собой разность стоимостей кормовых единиц в кормах i-го вида и стоимостью продукции, полученной на затраченные кормовые единицы. Количество продукции, полученной при расходе некоторого объема кормов, имеет функциональную зависимость:

П = f (Хке0, (11)

где П - объем полученной продукции (молока), т; Ек.е.- суммарный объем использованных на корм кормовых единиц.

Стоимость одной кормовой единицы, израсходованной на получении продукции, будет равна:

c

ке

С

пр

Xк.е.

(12)

Эффективность использования кормов i-го вида определяется соотношением:

E, = (С^, - n,Ске) , (13)

где Cki - стоимость кормов i-го вида, руб.; nt - содержание к.е. в кормах i-го вида.

Показатель эффективности Et может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от соотношения стоимостей кормов и цены реализации продукции.

На основании соотношений (1) - (13) разработана задача нелинейного программирования, позволяющая рассчитывать структуру кормов с учетом использования различных видов кормов, обеспечивающую получение планируемой продуктивности.

При решении задачи задаются следующие исходные данные: планируемая (ожидаемая) продуктивность КРС; реализационная стоимость продукции (молока); стоимости (себестоимости) всех видов используемых кормов; ограничения по минимальному содержанию в кормах кормовых единиц и переваримого протеина; возможные изменения (min, max) по каждому из видов корма.

101

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Сравнительные расчеты выполнены по показателям одного из хозяйств Ленинградской области по объемам и стоимостям кормов. При среднем годовом надое 7000 кг на голову, для обеспечения стада животных хозяйству необходимо иметь в кормах не менее 6000 т к.е., и 700 т протеина. На корм используется плющеное зерно, подвяленный силос, сено, картофель, зеленый корм. Концентрированные корма используются в минимальном объеме, в основном для баланса рационов кормления по микроэлементам. Реализационная стоимость произведенной продукции (молока) составляет 7 тыс. руб./т.

По вышеприведенному алгоритму, для допустимых зоотехнических ограничений по видам кормов, выполнены расчеты структуры кормов при различной стоимости сена, как вида корма наиболее подверженного действию погодных условий в период уборки. Сопоставление вариантов структуры кормов приведено на рис. 2.

Рис. 2. Сравнительный анализ вариантов структуры кормов при изменении стоимости сена

102

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2007. Вып. 79.

Из выполненных расчетов видно, что при увеличении стоимости сена, его объем уменьшается с 4375 до 2561 т, при этом увеличивается потребление силоса с 10392,7 до 14976,5 т. Для обеспечения баланса по сочным и грубым кормам в структуре корма появляется солома объемом 500 т.

Сравнительный анализ эффективности кормов по доходу от полученной продукции приведен на рис. 3.

Рис. 3. Сравнительный анализ эффективности кормов при изменении стоимости сена

Из выполненных расчетов видно, что наибольший эффект дает использование плющеного зерна и сена. При увеличении стоимости сена эффективность использования плющеного зерна возрастает с 43,6 до 53,4%, эффективность использования сена резко уменьшается с 35,4 до 3,2%. Возрастают эффективности использования силоса и зеленого корма, соответственно, с 6,1 до 10,7% и с 14,9 до 18,2%. При дальнейшем увеличении стоимости сена, при данной реализационной стоимости молока, его эффективность может оказаться отрицательной. Практически нулевую эффективность, при принятом сочетании цен на корма и молоко, имеют концкорма и картофель.

103

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Очевидно, что при данных ценах от использования на корм картофеля можно отказаться, а концкорма использовать в минимальном объеме для баланса рациона кормления по микроэлементам.

ВЫВОДЫ

1. По причине неблагоприятных погодных условий в хозяйствах Северо-Запада России теряется значительное количество кормов, в основном сена.

2. Выполненный анализ показал, что без потери продуктивности животных структура кормом может изменяться в допустимых зоотехническими требованиями пределах.

3. Разработанные алгоритм и программа позволяют рассчитывать в допустимых по зоотехническим показателям пределах структуру кормов в зависимости от стоимостей используемых кормов и цены реализации продукции. Оценивается также эффективность используемых кормов, что позволяет анализировать и принимать решение о целесообразности использования отдельных видов кормов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федичин А.Г., Шафран А.М. Таблицы вычисления потребности в кормах. - М.: Россельхозиздат, 1968. - 96 с.

2. Региональная целевая комплексная программа интенсификации кормопроизводства «Корма» Ленинградской области на 2000-2005гг. - СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2000. -133 с.

Получено 04.06.2007.

104