Научная статья на тему 'Цифровые технологии расчeта и приготовления сбалансированных кормосмесей для высокопродуктивных коров'

Цифровые технологии расчeта и приготовления сбалансированных кормосмесей для высокопродуктивных коров Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
174
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОДУЛЬНАЯ ФЕРМА / ОРГАНИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО / КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА / ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫЕ КОРОВЫ / КОЛИЧЕСТВО КОРМОВ / СОДЕРЖАНИЕ ЭКЕ / ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ / MODULAR FARM / ORGANIC FARMING / COMPUTER PROGRAM / HIGH PRODUCTION COWS / AMOUNT OF FEED / EKE COMPOSITION / INTELLIGENT CONTROL SYSTEMS

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Скоркин В.К., Ларкин Д.К., Карпов В.П.

Современные молочные фермы, использующие автоматизированные системы выполнения технологических процессов (кормление, доение, уборка навоза и другие), имеют более высокие капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с теми, где такие системы не применяются. Расчеты показывают, что для обеспечения рентабельности производства 40-50% высокотехнологичной молочной фермы с применением дорогостоящих автоматизированных интеллектуальных систем управления необходимо обеспечить продуктивность животных не менее 7000 кг молока в год. При этом наиболее эффективны фермы с поголовьем от 200 до 800 дойных коров. Методика исследований заключается в использовании компьютерной программы для расчета количества натуральных кормов, необходимых для приготовления сбалансированных кормосмесей для высокопродуктивных коров. В работе приведены литературные данные и результаты расчетов по структуре и содержанию полноценных рационов питания высокопродуктивных коров. Приведены результаты расчетов по потреблению натуральных кормов дойными коровами на модульной молочной ферме при продуктивности от 7000 до 11000 кг молока в год при беспривязном стойлово-пастбищном содержании.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DIGITAL METHODS OF BALANCED mixtures FOR HIGH PRODUCTION COWS' CALCULATION AND PREPARATION

Modern dairy farms using automated systems for technological processes (feeding, milking, manure cle-aning, etc.) making, have higher capital and operating costs in compared to whom isn't use of such systems. Calculations show that for the high-tech dairy farm production profitability in 40-50% to ensure with expensive automated intelligent control systems using, it is necessary the animals production at least 7000 kg of milk per year to obtain. At the same time, farms with a livestock number of 200 till 800 dairy cows are the most effective. The method of research concluded in a computer program used for the amount of natural feed needed for the of balanced feed mixtures' preparation for high production cows to calculate. The paper presents the literature data and results of high production cows' complete rations' structure and composition calculations. The results by dairy cows' natural feed consumption on a modular dairy farm with milk production from 7000 to 11000 kg per year at tied free stall-pasture keeping's calculations are presented.

Текст научной работы на тему «Цифровые технологии расчeта и приготовления сбалансированных кормосмесей для высокопродуктивных коров»

УДК 631.3:636

ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РАСЧЕТА И ПРИГОТОВЛЕНИЯ СБАЛАНСИРОВАННЫХ КОРМОСМЕСЕЙ ДЛЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ

В.К. Скоркин, доктор с.-х. наук Д.К. Ларкин, кандидат технических наук В.П. Карпов, кандидат технических наук ИМЖ - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: vniimzh@mail.ru

Аннотация. Современные молочные фермы, использующие автоматизированные системы выполнения технологических процессов (кормление, доение, уборка навоза и другие), имеют более высокие капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с теми, где такие системы не применяются. Расчеты показывают, что для обеспечения рентабельности производства 40-50% высокотехнологичной молочной фермы с применением дорогостоящих автоматизированных интеллектуальных систем управления необходимо обеспечить продуктивность животных не менее 7000 кг молока в год. При этом наиболее эффективны фермы с поголовьем от 200 до 800 дойных коров. Методика исследований заключается в использовании компьютерной программы для расчета количества натуральных кормов, необходимых для приготовления сбалансированных кормосмесей для высокопродуктивных коров. В работе приведены литературные данные и результаты расчетов по структуре и содержанию полноценных рационов питания высокопродуктивных коров. Приведены результаты расчетов по потреблению натуральных кормов дойными коровами на модульной молочной ферме при продуктивности от 7000 до 11000 кг молока в год при беспривязном стойлово-пастбищном содержании.

Ключевые слова: модульная ферма, органическое производство, компьютерная программа, высокопродуктивные коровы, количество кормов, содержание ЭКЕ, интеллектуальные системы управления.

Введение. В настоящее время многие производители молока и молочной продукции все более широко применяют современные автоматизированные и роботизированные технические средства выполнения технологических процессов. Поэтому для обеспечения рентабельности производства высокотехнологичной молочной фермы с применением дорогостоящих интеллектуальных систем управления необходимо обеспечить более высокую продуктивность животных.

Расчеты технико-экономических показателей типоразмерного ряда молочных ферм с привязным содержанием животных и применением традиционных систем и технических средств, выполненные с помощью компьютерной программы, показали, что для обеспечения положительной рентабельности производства и приемлемой себестоимости продукции необходима продуктивность коров не менее 7000 кг молока в год [1, 2]. При этом установлено, что наиболее эффективны

фермы с поголовьем от 200 до 800 дойных коров. Проведенные исследования показали, что модульная ферма органического производства молока должна содержать примерно 400 дойных коров беспривязного содержания на глубокой подстилке с продуктивностью не менее 7000 кг молока в год.

Управление процессами приготовления кормосмесей, раздачи кормов, поения, доения, уборки и удаления навоза должно осуществляться автоматически с помощью цифровых интеллектуальных систем и робототехники, обеспеченных компьютерными программами. Высокая продуктивность животных обеспечивается целым рядом факторов: наследственностью, породой, возрастом, периодом лактации, живой массой, условиями содержания, кормления, поения, доения и другими. В этом перечне существенную роль играет правильный расчет рационов питания и выбор технологии приготовления кормо-смесей и раздачи кормов.

Методика исследований. Рационы кормления и потребление различных видов кормов дойными коровами зависят от многих факторов: природно-климатического региона, системы содержания, продуктивности и массы животного, типа кормления и ряда других. В мировой практике молочного животноводства и в России скотоводы получают высокую продуктивность животных на рационах, значительно отличающихся по набору кормов. В Дании, например, молочному скоту летом скармливают много пастбищной травы, зимой - корнеплоды, а грубые корма дают в небольших количествах. В Норвегии зимой коровы получают много грубых кормов - сена и соломы и мало сочных - силоса и корнеплодов. В летний период основу рационов коров составляет пастбищная трава. Кормление молочных коров в США характеризуется использованием в зимний период большого количества сена, преимущественно люцернового, а летом - зеленых кормов. Корнеплоды из-за их высокой стоимости используют мало. Много расходуют концентратов, которые скармливают, в основном, в виде сбалансированных комбикормов.

Анализ современного состояния кормопроизводства, выполненный с помощью компьютерной программы, показывает, что доля затрат на производство кормов в структуре себестоимости молока составляет около 50%. Поэтому правильный расчет необходимого количества натуральных кормов для высокопродуктивных дойных коров, а также оценка экономической эффективности производства кормов, приготовления и раздачи кормосмесей на животноводческих фермах КРС имеет большое значение для выбора оптимальных рационов сбалансированного питания животных.

Результаты исследований. Продуктивность коров существенно зависит от их массы, поэтому для конкретизации дальнейших расчетов можно принять, что средняя масса высокопродуктивной дойной коровы на ферме органического производства высококачественного молока должна быть около 600 кг. По данным А.П. Калашникова и др. авторов, в табл. 1 представлены рационы кормления животных в зависимости от суточного удоя молока [3]. Графически зависимость потребления ЭКЕ от продуктивности представлена на рис. 1. Суточное потребление ЭКЕ в зависимости от годовой продуктивности коров выражается линейной зависимостью:

ЭКЕ = а + Ь ■Пр, (1)

где Пр - продуктивность коровы, т/год; а = 5,51; Ь = 1,99.

22 24 2 6 28 30 32 34 3 6 38 40 Продуктивность, кг ¿сутки

Рис. 1. Зависимость потребления ЭКЕ от продуктивности коров

В таблице 2 приведена структура годовых рационов коров по питательности [3]. По данным таблицы доля концкормов (%) также может быть выражена линейной зависимостью от годовой продуктивности коров: Бк = а + Ь ■Пр (2)

где Бк - доля комбикорма (%) по питательности от общего потребления ЭКЕ; Пр -продуктивность коровы, т/год; а = 20; Ь = 3.

Таблица 1. Содержание питательных веществ в рационе коровы на голову в сутки

Показатели Суточный удой молока жи рностью 3,8-4,0%, кг

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 36 40

ЭКЕ, МДж 13,5 14,6 15,6 16,6 17,7 18,9 20 21,3 22,5 23,7 24,9 27,3 29,6

ОЭ, МДж 135 146 156 166 177 189 200 213 225 237 249 273 296

Сухое вещество, кг 15,9 16,7 17,5 18,2 18,9 19,7 20,5 21,3 22,1 22,9 23,7 25,1 26,4

Сырой протеин, г 1738 1930 2107 2260 2440 2630 2880 3050 3290 3460 3715 4156 4625

Переваримый протеин, г 1130 1255 1370 1490 1610 1735 1900 2045 2205 2320 2490 2785 3100

*ЭКЕ - энергетическая кормовая единица; ОЭ - обменная энергия

Лоигпа! оГ VNIIMZH №1(33)-2019

87

Графически зависимость доли концкор-мов в потреблении ЭКЕ от продуктивности с экстраполяцией до 11000 кг молока в год приведена на рисунке 2.

Таблица 2. Структура годовых рационов коров по питательности, %

Таблица 4. Содержание ЭКЕ в натуральных

Годовой удой, кг Сено Силос Сенаж Корнеплоды Зеленые корма Концентраты Итого

7000 12 11 10 7 18 42 100

8000 12 11 10 7 16 44 100

9000 12 9 10 8 13 48 100

10000 12 8 10 8 12 50 100

Продукте

Рис. 2. Зависимость доли концкормов в рационе коров от продуктивности

В Ленинградской области для высокопродуктивных коров голштинской породы ВНИИГРЖ разработал рационы с высококачественными травяными кормами при небольшом расходе корнеплодов (табл. 3). Исходя из приведенных выше результатов, а также содержания ЭКЕ в натуральных кормах (табл. 4), рассчитано среднесуточное потребление натуральных кормов высокопродуктивными дойными коровами в расчете на голову (табл. 5). К особенностям кормления высокопродуктивных коров следует отнести необходимость смешанного кормления полнорационными кормовыми смесями.

Таблица 3. Рационы для высокопродуктивных

Суточный удой, кг/сутки Количество натуральных кормов в сутки, кг/сутки

Сено Силос Концентраты Корнеплоды

15 - 19 4,0 15,0 5,0 6,0

20 - 24 4,0 15,0 6,5 8,0

25 - 29 4,0 15,0 8,0 10,0

30 - 34 4,0 15,0 9,5 12,0

35 - 39 4,0 15,0 11,5 14,0

Вид натуральных кормов

Показатели Сено Сенаж Силос Концентра-ты Зеленая масса Корнеплоды

ЭКЕ, МДж 0,67 0,35 0,2 0,92 0,29 0,15

ОЭ, МДж 6,7 3,5 2 9,2 2,9 1,5

Таблица 5. Нормы натуральных кормов на голову

Продуктивность, кг/год Количество натуральных кормов на голову в сутки, кг/сут.

Сено Сенаж Силос Концентра-ты Зеленая масса Корнеплоды Всего

7000 3,5 5,5 10,7 8,9 12,0 9,1 49,6

8000 3,8 6,1 10,7 10,5 11,8 10,0 52,9

9000 4,2 6,7 10,5 12,0 11,3 12,5 57,1

10000 4,5 7,3 10,2 13,8 10,5 13,5 59,8

11000 4,9 7,8 9,6 15,5 9,4 16,4 63,7

По данным Скоркина В.К. и других авторов, скармливание влажных кормовых смесей в составе рациона увеличивает переваримость питательных веществ на 4-6%, особенно по сухим и органическим веществам, протеину и клетчатке, улучшает усвоение минеральных веществ [4]. Продуктивность коров увеличивается на 6-8%, что связано, видимо, с меньшими затратами энергии на переваривание и усвоение такой смеси.

Существенное значение для обеспечения высокой рентабельности производства и снижения себестоимости молока имеют технология и техника приготовления и раздачи основных кормов. Затраты труда и средств на подготовку, транспортировку и раздачу объемистых кормов существенно влияют на общие показатели производства молока на ферме. Наилучшие результаты следует ожидать от использования различных видов автоматов и автоматических линий, запрограммированных на работу в автоматическом режиме. Однако такой режим может охватить только часть технологических операций, связанных с внутрифермскими процессами по смешиванию и раздаче кормов. Значительная доля работ по доставке кормов из хранилищ и ряда других требует участия рабочей силы, что существенно влияет на общую рентабельность производства.

Традиционно заготовка основных кормов (силоса, сенажа, сена и др.) предусматривает закладку их в хранилище с последующей выемкой и транспортировкой на ферму. Приготовление кормосмеси и ее раздача производится мобильным раздатчиком-смесителем. В ВНИИМЖе разработан многофункциональный раздатчик-смеситель кормов МИР-10, обеспечивающий выполнение основных технологических операций при обслуживании поголовья КРС: измельчение, смешивание компонентов, раздачу кормов и внесение подстилки в стойла животных. Исследования показали, что измельчение в кормораздатчике рулонированного сена со средним размером частиц 30 см и сенажа обеспечивает размер фракций в смеси от 2 до 10 см [5]. Кормовая смесь после измельчения и смешивания имеет фракционный состав из частиц размером 0,5-2 см (21,97%), 2-4 см (41,63%) и 4-6 см (16,34%).

Выводы. На основании проведенных исследований установлено, что суточное потребление ЭКЕ в зависимости от годовой продуктивности коров с достаточной точностью выражается линейной зависимостью ЭКЕ = а+ЬПр. Приготовление и раздача кормов с помощью многофункционального измельчителя-смесителя кормов МИР-10 обеспечивает снижение энергоемкости процесса смешивания компонентов рациона и повышение производительности труда в 2,5 раза. Применение цифровых технологий при

расчете приготовления сбалансированных кормосмесей для различных групп животных обеспечивает оперативную корректировку дневных рационов.

Литература:

1. Экономико-математическая модель и ее алгоритм при производстве молока / В.К. Скоркин и др. // Проблемы интенсификации продукции животноводства. Варшава, 2011.

2. Обоснование оптимальных размеров молочных ферм в России / Скоркин В.К. и др. // Техника и оборудование для села. 2016. № 12. С. 28-31.

3. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. М., 2003. 456 с.

4. Иванов Ю.А. Направления научных исследований по созданию инновационной техники с интеллектуальными системами для животноводства // Вестник ВНИИМЖ. 2014. № 3(15). С. 4-16.

5. Результаты исследований работы кормораздатчика МИР-10 по приготовлению кормовой смеси КРС / В.К. Скоркин и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2015. № 3.

Literatura:

1. EHkonomiko-matematicheskaya model' i ee algoritm pri proizvodstve moloka / V.K. Skorkin i dr. // Problemy intensifikacii produkcii zhivotnovodstva. Varshava, 2011.

2. Obosnovanie optimal'nyh razmerov molochnyh ferm v Ros-sii / Skorkin V.K. I dr. // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2016. № 12. S. 28-31.

3. Normy i raciony kormleniya sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh. M., 2003. 456 s.

4. Ivanov YU.A. Napravleniya nauchnyh issledovanij po sozdaniyu innovacionnoj tekhniki s intellektual'nymi sis-temami dlya zhivotnovodstva // Vestnik VNIIMZH. 2014. № 3(15). S. 4-16.

5. Rezul'taty issledovanij raboty kormorazdatchika MIR-10 po prigotovleniyu kormovoj smesi KRS / V.K. Skorkin i dr. // Vestnik VNIIMZH. 2015. № 3.

DIGITAL METHODS OF BALANCED MIXTURES FOR HIGH PRODUCTION COWS' CALCULATION

AND PREPARATION

V.K. Skorkin, doctor of agricultural sciences D.K. Larkin, candidate of technical sciences V.P. Karpov, candidate of technical sciences IMJ - filial of FGBNY FNAC VIM

Abstract. Modern dairy farms using automated systems for technological processes (feeding, milking, manure cleaning, etc.) making, have higher capital and operating costs in compared to whom isn't use of such systems. Calculations show that for the high-tech dairy farm production profitability in 40-50% to ensure with expensive automated intelligent control systems using, it is necessary the animals production at least 7000 kg of milk per year to obtain. At the same time, farms with a livestock number of200 till 800 dairy cows are the most effective. The method of research concluded in a computer program used for the amount of natural feed needed for the of balanced feed mixtures' preparation for high production cows to calculate. The paper presents the literature data and results of high production cows' complete rations' structure and composition calculations. The results by dairy cows' natural feed consumption on a modular dairy farm with milk production from 7000 to 11000 kg per year at tied free stall-pasture keeping's calculations are presented.

Keywords: modular farm, organic farming, computer program, high production cows, the amount of feed, EKE composition, intelligent control systems.

Journal of VNIIMZH №1(33)-2019

89

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.