CC BY
50
УДК 636.2
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ КОРМОРАЗДАТЧИКА МИР-10 ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ КОРМОВОЙ СМЕСИ КРУПНОМУ РОГАТОМУ СКОТУ
В.К. Скоркин, доктор с.-х. наук, профессор
В.П. Карпов, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Д.К. Ларкин, кандидат технических наук, профессор
И.А. Тихомиров, кандидат с.-х. наук, ведущий научный сотрудник
Н.В. Повалихин, инженер-исследователь
ФГБНУ Всероссийский НИИ механизации животноводства
E-mail: [email protected]
Аннотация. Одними из наиболее ответственных и трудоемких операций при производстве молока являются приготовление и раздача кормов. На фермах крупного рогатого скота России применяется большое количество кормораздатчиков различных типов. В настоящее время на рынке техники предлагается как отечественная, так и зарубежная техника для заготовки силосованных кормов, сенажа, их погрузки и раздачи. На молочной ферме на приготовление и раздачу кормов приходится около 33% всех трудозатрат, а в структуре себестоимости 1 ц молока корма занимают 50-55% [1]. В последние годы для приготовления и раздачи сбалансированных кормовых смесей на фермах применяются многофункциональные измельчители-смесители-раздатчики кормов. Скармливание сбалансированных полнорационных кормосмесей позволяет повысить продуктивность животных на 15-20% и снизить расход кормов на 1015% за счет лучшей их поедаемости и усвояемости. Опыт использования многофункциональных измельчителей-смесителей-раздатчиков кормов показывает, что при этом почти в два раза уменьшаются затраты труда, на 26,6%, металлоемкость и в 2,2 раза номенклатура техники по сравнению с созданием узкоспециализированной техники [2]. С целью импортозамещения в ФГБНУ ВНИИМЖ создается отечественный многофункциональный раздатчик кормов. Экспериментальный образец многофункционального измельчителя-смесителя раздатчика кормов обеспечивает при смешивании кормов повышение производительности труда в 2,0-2,5 раза, сокращение потерь корма на 5-7%, снижение энергоемкости в 1,5 раза по сравнению с зарубежными аналогами. Материалы исследований кормораздатчика по приготовлению кормовой смеси для молочных коров показали, что кормовая смесь по степени измельчения, равномерности смешивания отвечает зоотехническим требованиям [3, 4].
Ключевые слова: кормовая смесь, смешивание, трудозатраты, измельчители-смесители кормов, многофункциональный кормораздатчик.
Введение. Молочная продуктивность коров на 70% определяется уровнем и полноценностью кормления и на 30% - генотипом. В настоящее время это особенно актуально, т.к. при недостаточном обеспечении кормами, низком их качестве, нарушении технологических регламентов содержания, кормления, доения животных не удается реализовать их генетический потенциал. На молочную продуктивность коров влияют многочисленные факторы, важнейшим из которых является технология кормления (табл. 1) [3].
По данным ВИЖ, имеющийся потенциал молочной продуктивности коров всех пород
России составляет не менее 4500 кг в год, однако из-за отмеченных причин он реализуется только на 40-60%.Определяющими в производстве молока являются корма, удельный вес которых в структуре себестоимости 1 ц молока составляет 45-60%.
Таблица 1. Влияние технологии кормления на молочную продуктивность коров, %
Качество основных кормов 30
Техника для кормления 18
Изменение рациона 17
Концентрированные корма 15
Разделение по группам 8
Прочие 12
Из-за низкой обеспеченности хранилищами для сена (на 50% от потребности), для силоса и сенажа (на 87%) возрастают потери сухого вещества при хранении сена до 1822% и силоса до 30-35%, что приводит к увеличению затрат кормов на получение 1 ц молока до 1,3-1,5 ц корм. ед. В передовых хозяйствах страны этот показатель достигает уровня 0,9-1,1 ц корм. ед. Для сохранности заготовленных кормов необходимо использовать обустроенные хранилища и кормовые комплексы [3].
Раздельное (поочередное) кормление натуральными кормами применяется преимущественно на небольших фермах в личных подсобных хозяйствах. При использовании этой технологии возрастают не только затраты труда и средств на выдачу кормов, но и потери, выбросы остатков несъеденных кормов. По данным ФГБНУ ВНИИМЖ, с применением однородных измельченных кормовых смесей устраняются не только отмеченные недостатки, но и на 12-16% повышается продуктивность коров.
В странах с развитым молочным животноводством для машинной подготовки однородных кормовых смесей - доизмельчение компонентов (силоса, сена), их смешивания, обогащение энергетическими кормами (концентрированными кормами) - созданы и широко применяются универсальные мобильные измельчители-смесители-раздатчики кормов, совмещающие в себе функции кор-моприготовительного цеха и раздатчика готовой смеси. Измельчители-смесители-раздатчики обеспечивают прием различных кормов с весовым дозированием, равномерное смешивание их с одновременным доиз-мельчением грубых и сочных кормов, нормированную раздачу кормосмесей животным. Это принципиально новое инновационное направление в механизации и автоматизации кормления крупного рогатого скота позволило осуществлять групповое дозирование рациона, улучшить использование грубых кормов путем доизмельчения и расплющивания междоузлий силосованных злаковых культур, балансировать состав рациона введением концентрированных кормов и
других добавок. Отмеченное направление обеспечило не только полное машинное выполнение операций подготовки и раздачи сбалансированного рациона в виде однородной смеси, но и повышение продуктивности коров, привесов молодняка. По этому направлению осуществляется совершенствование техники рабочих органов для измельчения, ввода добавок, перемешивания, равномерности выдачи, снижения энергоемкости и повышения надежности.
На российском рынке техники для животноводства в последние годы также превалируют измельчители-смесители-раздатчики кормов зарубежных фирм, производимых отечественными предприятиями по лицензиям. Мобильные измельчители-смесители-раздатчики кормов РИСП-10 с бункерами вместимостью 10-12 м выпускают ООО «Фирма Ремтехмаш» (г. Орехово-Зуево Московской области), ТпоИ^ $о1ош1ш1х 10 ХК, 12 У1БЯ - ЗАО «Колнаг» (г. Коломна) и др. Измельчение и смешивание кормов в них производится вертикальными или горизонтальными шнеками с режущими элементами.
Методика проведения исследований. Работа выполнялась в соответствии с «Программой и методикой проведения исследований процессов приготовления и раздачи кормов опытным образцом многофункционального раздатчика кормов МИР-10».
Смешивание кормов. Оценка влияния продолжительности и режимов вращения бункера на качество смеси путем изменения режима и продолжительности вращения бункера, а также наклона оси бункера под разным углом. В оптимальном по наклону и скорости режиме определяется равномерность дозирования, неравномерность выдачи корма по фронту кормления.
В процессе изучения качества смешивания кормов берутся 10 проб произвольной массы (около 100 г) через равномерные промежутки времени при стабильной выгрузке бункера. Качество смешивания характеризуется содержанием в пробах контрольного компонента, внесенного в исходный материал. Содержание контрольного материала в пробе:
Лоигпа! оГ УШТ^Н №3(19)-2015
147
к = ^ • 100%,
(1)
где К - содержание контрольного компонента; Рр - вес фасоли, г Рр - вес пробы.
По 10 пробам определяется среднеквадратичное отклонение содержания К в пробе. Коэффициент неравномерности (коэффициент вариации):
V = % % (2)
м у у
где М - среднее содержание фасоли в 10 пробах.
Коэффициент равномерности, %: 100-К
Результаты исследований. Исследования были проведены с использованием доработанного образца кормораздатчика МИР-10, агрегатированного с трактором МТЗ-82.1 (рис. 1).
Рис. 2. Загрузка рулона на измельчение в кормораздатчик
Таблица 2. Фракционный состав сенажа
Размер фракции, см <0,3 0,3-0,5 0,5-2 2-10 10-18 Всего
Масса фракции, г Фракционный состав, % 5,13 9,81 6,85 13,1 10,3 19,8 28,0 53,5 1,97 3,77 52,25 100
Рис. 1. Общий вид многофункционального раздатчика кормов МИР-10, агрегатированного с трактором
Экспериментальные исследования преследовали цель изучения возможности смешивания кормов в данном кормораздатчике и установления функциональных зависимостей с различным среднеквадратичным отклонением экспериментальных значений от расчетных. Для этого в бункер кормораздатчика загружали сено в рулоне и сенаж в соотношениях 1:1. При включении ВОМ трактора происходило доизмельчение сена из рулона и смешивание его с сенажом. Рулоны загружались в бункер раздатчика с помощью самозагрузчика рулонов, являющегося составной частью кормораздатчика МИР-10 (рис. 2). Дополнительно загружали сенаж из смеси злаковых трав влажностью 57%, объемной массой 120 кг/м . Фракционный состав сенажа представлен в таблице 2.
Подавляющее большинство в массе сенажа составляли частицы размером 0,5-10 см (73,3%). Степень измельчения определяли путем измерения фракционного состава сена до и после измельчения (табл. 3, рис. 3).
Анализ показывает, что сено из рулона большей частью состоит из частиц размером 30 см с колебаниями от 4 до 40 см и мелких частиц до 4 см. После измельчения величина частиц сена в основном составляет 2-10 см. Экспериментальные данные были статистически обработаны методами регрессионного анализа с использованием программы Table Curve 2D.
Таблица 3. Фракционный состав сена до и после измельчения
Размер фракции, см <2 2-4 4-10 10-20 20-40 40-60
Сено из рулона, % Сено измельченное, % 1,23 10,8 25,7 51,7 18,9 18,8 19,5 14,0 21,9 4,7 12,8
60
а 50
£40 и
§3°
а
©20
10 0
Сено измель
ченное МИР-1 на 0
Сено из
/ —у- (исходное)
/ /
У
0
5
10 ^ 20 50
Длина частиц, см
Рис. 3. Фракционный состав сена до и после измельчения
Программа позволяет методом наименьших квадратов аппроксимировать экспериментальные данные и определять численные значения коэффициентов функциональной зависимости, наиболее точно их описывающей. В процессе анализа программа может предложить до трех тысяч вариантов различных функций, из которых можно выбрать функцию, наиболее соответствующую исходным данным по виду графика, физическому смыслу и точности описания. Результаты такой обработки приведены в виде функциональных зависимостей с указанием среднеквадратичного отклонения экспериментальных значений от расчетных.
1. Фракционный состав сена в рулонах (рис. 4). Описывается зависимостью со среднеквадратичным отклонением 0,5%: у = а + Ьх + сх2 + ё/х + е/х2, где х - размер фракций, см; у - относительное количество данной фракции, %; а = -3,3809719; Ь = 1,39121505; с = -0,0222283; ё = 111,2831; е = -108,040124
60
о4 50
,о 40
в
т с 30
е
ч и 20
л о 10
«
0
■
51,7
10,8 0-2
2-4 4-10 10-20 20-40 40-50
Размер фракций, см
Рис. 5. Фракционный состав измельченного сена из рулона
Описывается зависимостью со среднеквадратичным отклонением 3,25%: у = а + Ь/х + с/ х2,
где х - размер фракций, см; у - относительное количество данной фракции, %; а = -3,96538105; Ь = 232,8289946; с = -217,918789
3. Фракционный состав сенажа исходный (рис. 6). Описывается зависимостью со среднеквадратичным отклонением 0,1%: у = а + Ьх + сх2 + ёх3, где х - размер фракций, см; у - относительное количество данной фракции, %; а = 2,198441767; Ь = 0,761189026; с = -0,09160986; ё = 0,002368533
60
о4
в, 50 а
сто40
с
й
| 30
о20
и ц
3 10
р рФ
I
53,53
9,81 0-0,3
13,11 0,3-0,5
0,5-2 2-10 10-18
Длина частиц, см
Рис. 4. Фракционный состав сена в рулоне
2. Фракционный состав измельченного сена из рулона (рис. 5).
Рис. 6. Фракционный состав сенажа исходный
4. Фракционный состав смеси измельченного сенажа и сена из рулона (рис. 7). Описывается зависимостью со среднеквадратичным отклонением 1,0%:
у'1 = а + Ьх + сх2 + ёх3 + ех4, где х - размер фракций, см; у - относительное количество данной фракции, %; а = 0,100852038; Ь = -0,06401001; с = 0,015585798; ё = -0,00098178; е = 1,93905е-05
Рис. 7. Фракционный состав смеси измельченного сенажа и сена из рулона
0
Journal of VNHMZH №3(19)-2015
149
Выводы. Рулонированное сено большей частью состоит из частиц размерами в среднем 30 см, с разбросом от 2 до 40 см. После доизмельчения в кормораздатчике наибольший удельный вес занимают фракции размером от 2 до 10 см (70,5%). Фракционный состав исходного сенажа в основном составляли частицы корма размером 0,3-10 см (86,41%). Кормовая смесь после доизмельче-ния и смешивания представляла частицы размером 0,5-2 см (21,97%), 2-4 см (41,63%) и 4-6 см (16,34%), т.е. три основные фракции составляют 79,94%. Полученные результаты по степени измельчения компонентов кормовой смеси отвечают зоотехническим требованиям (длина резки 40-60 мм) при однородности не менее 75%. Отсутствие внутри бункера подвижных звеньев является преимуществом такого рода смесителей по сравнению с другими смесителями, например, со шнековыми. Снижение энергоемкости процесса смешивания компонентов корма обеспечивает повышение производительности труда при смешивании кормов в 2,5 раза.
Литература:
1. Скоркин В.К. Технологическая модернизация молочного скотоводства - состояние, направления развития // Вестник ВНИИМЖ. 2010. Т.21. Ч.2. С. 9-22.
2. Морозов Н.М. Организационно-экономические и технологические основы механизации и автоматизации животноводства. М., 2011. 284 с.
3. Скоркин В.К., Иванов Ю.А. Интенсификация производства продукции молочного скотоводства. Подольск, 2011.
4. Скоркин В.К. Стратегия развития механизации и автоматизации при производстве молока // Вестник ВНИИМЖ. 2015. №2. С. 13-21.
5. Технологическое и техническое обеспечение молочного скотоводства. Состояние, стратегия развития / Ю.А. Иванов и др. М., 2008. 228 с.
6. Отчет о НИР. М., 2014.
7. Иванов Ю.А. Направления научных исследований по механизации и автоматизации животноводства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2009. №1. С. 10.
Literatura:
1. Skorkin V.K. Tekhnologicheskaya modernizaciya mo-lochnogo skotovodstva - sostoyanie, napravleniya razvi-tiya // Vestnik VNIIMZH. 2010. T.21. CH.2. S. 9-22.
2. Morozov N.M. Organizacionno-ehkonomicheskie i te-khnologicheskie osnovy mekhanizacii i avtomatizacii zhi-votnovodstva. M., 2011. 284 s.
3. Skorkin V.K., Ivanov YU.A. Intensifikaciya proizvod-stva produkcii molochnogo skotovodstva. Podol'sk, 2011.
4. Skorkin V.K. Strategiya razvitiya mekhanizacii i avto-matizacii pri proizvodstve moloka // Vestnik VNIIMZH. 2015. №2. S. 13-21.
5. Tekhnologicheskoe i tekhnicheskoe obespechenie mo-lochnogo skotovodstva. Sostoyanie, strategiya razvitiya / YU.A. Ivanov i dr. M., 2008. 228 s.
6. Otchet o NIR. M., 2014.
7. Ivanov YU.A. Napravleniya nauchnyh issledovanij po mekhanizacii i avtomatizacii zhivotnovodstva // Sel'sko-hozyajstvennye mashiny i tekhnologii. 2009. №1. S. 10.
THE RESEARCH WORK ON MIR-10 FEEDER MIXER'S OF THE CATTLE FEED MIXTURE'S COOKING RESULTS V.K. Skorkin, doctor of agricultural sciences, professor V.P. Karpov, candidate of technical sciences, leading research worker D.K. Larkin, candidate of technical Sciences, Professor I.A. Tikhomirov, candidate of agricultural sciences, leading research worker N.V. Povalihin, researcher engineer
FGBNY All-Russian research Institute of animal husbandry mechanization
Abstract. One of the most important and time-consuming operations in the milk production is the feed preparation and distribution. There are used a large number of different types of feeders on Russian cattle farms. Currently on the techniques market are offered both domestic and foreign technique for silage forage harvesting, haylage, their loading and distribution. On a dairy farm on the feed preparation and distribution is accounted for about 33% of all labor, and in the labor cost structure of 1 center of milk the feed cost is 50-55% [1]. In recent years, for balanced feed mixtures' preparation and distribution there are used multifunctional grinders-mixers-feeder on farms. Balanced full-feed mixtures' feeding can improve the farm animals productivity in 15-20% and reduce feed consumption in 10-15%o due to better eatability and digestibility. Experience in the multi-functional feed grinders -mixers-distributors using shows that almost in twice labor costs decrease in 26.6%, metal content and in 2.2 times the nomenclature technique compared with the highly specialize equipment's creation [2]. For the import substitution purpose there in FGBNY VNIIMJ is created a national multipurpose feeder. The an experimental food multifunctional chopper-mixer feeder's prototype provides when it feed mixes the productivity in 2,0-2,5 times increasing, feed losses in 5-7% and energy consumption in 1,5 times reducing in comparison with foreign analogues. The studies of feeder for dairy cows' feed mixtures preparation had showed that the feed mixture according to the grinding degree, mixing uniformity, is responsible of the zootechnical requirements [3, 4]. Keywords: feed mixture, mixing, labor cost, feed chopper-mixers, multipurpose feeder.
