CC BY
41
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства_
dlya monitoringa parametrov mikroklimata v tekhnologicheskom module dlya otkorma porosyat [Pilot testing of the monitoring installation of indoor climate parameters in the technological module for piglets fattening]. Innovatsii v sel'skom khozyaistve. 2015, N 4(14): 218-222. (In Russian)
4. Kudrin M.R. Mikroklimat na fermakh v zavisimosti ot sezona goda [Indoor climate on the farms depending on the season]. Zootekhniya. 2011, N 9: 25-27. (In Russian)
5. Martynova E.N., Yastrebova E.A. Fiziologicheskoe sostoyanie korov v zavisimosti ot mikroklimata pomeshchenii [The physiological state of cows depending on the indoor climate]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2013,N 8: 53-56. (In Russian)
6. Panova T.V. Uluchshenie mikroklimaticheskikh uslovii zhivotnovodcheskikh ferm i kompleksov [Improving the indoor climate conditions on livestock farms and complexes]. Vestnik FGOU VPO MGAU. 2011, N 1 (46): 49-51. (In Russian)
7. Sofronov V.G., Danilova N.I., Shamilov N.M., Kuznetsova E.L. Vliyanie mikroklimata na organizm i molochnuyu produktivnost' doinykh korov [The effect of indoor climate on
the body and milk production of dairy cows]. FERMER. Povolzh'e. 2016, N 10 (52): 82-85. (In Russian)
8. Vtoryi V.F., Gordeev V.V., Vtoryi S.V., Lantsova E.O. Otsenka sostoyaniya temperaturno-vlazhnostnogo rezhima v korovnike s ispol'zovaniem graficheskogo informatsionnogo modelirovaniya [Assessment of temperature and humidity conditions in a barn using graphical information modeling]. Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2016, N 4(24): 67-72. (In Russian)
9. Vtoryi V.F., Vtoryi S.V., Lantsova E.O. Graficheskaya informatsionnaya model' sostoyaniya mikroklimata v korovnike [Graphical information model of the barn indoor climate].
Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2016, N 89: 183-189. (In Russian)
10. Vtoryi V.F., Vtoryi S.V., Ylyin R.M. Investigations of temperature and humidity conditions in barn in winter. Proc. 17th Int. Sc.
2018. Vol. 16: 265-269.
УДК 611.363631.277.01 637.11 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10075
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СВИНЕЙ ПРИ СОДЕРЖАНИИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ МОДУЛЕ
И.Е. Плаксин; A.B. Трифанов, канд. техн. наук
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, России
Создание оптимальных показателей микроклимата является одной из важнейших задач на свиноводческих предприятиях любой производственной мощности. Именно от данных показателей
ISSN 0131-5226.
_ИАЭП. 2018. Вып. 96_
зависит полное использование генетического потенциала животных, их физиологическое состояние, сохранность оборудования и, в конечном итоге, получение прибыли от реализации произведенной продукции. На сегодняшний день подавляющая часть свиноводческой продукции, порядка 84%, производится на крупных свинофермах и комплексах. Доля малых свиноводческих хозяйств ежегодно сокращается, составляя в настоящее время не более 16% с прогнозом снижения к 2020 году до 7-8%. Одной из причин наблюдаемого сокращения мелкотоварного производства является отсутствие современных наукоемких технико-технологических и планировочных решений производственных зданий свиноферм. Это приводит к неудовлетворительным санитарно-гигиеническим условиям содержания животных, распространению заболеваний, а, следовательно, к потере продуктивности и дополнительным затратам на ветеринарные услуги. Исходя из обозначенных проблем, разработан ряд проектов технологических модулей для содержания и выращивания свиней, оборудованных современными техническими средствами для кормления и поения животных, утилизации навоза, а также системой естественной приточно-вытяжной вентиляции. Для проведения опытно-производственной проверки данная система вентиляции была установлена в экспериментальный образец технологического модуля для откорма свиней. Проведенные исследования показали, что разработанная система вентиляции позволяет обеспечить показатели температуры и влажности внутреннего воздуха технологического модуля, которые соответствуют нормам технологического проектирования, и показатели содержания вредных газов, не превышающие предельно-допустимую концентрацию. Также определено, что повышение температуры в технологическом модуле ведет к снижению потребления корма на 13%, потребления воды - на 45,7% и ежесуточных привесов - на 280 г/сут.
Ключевые слова: сельское хозяйство, животноводство, свиноводство, микроклимат, мелкотоварное производство, ежесуточный привес.
Для цитирования: Плаксин И.Е., Трифанов A.B. Влияние параметров микроклимата на продуктивность свиней при содержании в технологическом модуле // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. №
3 (96). C. 209-217.
INFLUENCE OF INDOOR CLIMATE PARAMETERS ON PRODUCTIVITY OF PIGS HOUSED IN THE TECHNOLOGICAL MODULE
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
Creation of optimum indoor climate parameters is one of the major tasks on the pig-rearing enterprises of any production capacity. Greater use of genetic potential of animals, their physiological condition, care of the equipment and, eventually, the profit on sales of ready products depends on these parameters. Today the major part of pig production, about 84%, is concentrated on large-scale pig farms and complexes. The share of small-scale pig farms is annually reduced, being today no more than 16%, with the forecasted decrease to 7 to 8% by 2020. One of the reasons of the observed reduction of small-scale production is the lack of modern knowledge-intensive technical, technological and lay-out solutions of production houses for pig farms. This results in unsatisfactory sanitary and hygienic conditions of animal housing, disease dissemination, and, consequently, lower productivity and additional costs of veterinary services. Based on the outlined problems, a number of designs of technological modules was developed for pig housing and growing equipped with modern feeding, drinking and manure handling facilities, and also with the system of
I.E. Plaksin;
A.V. Trifanov, Cand. Sc. (Engineering)
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
растениеводства_
natural ventilation. To be tested in production conditions, this system was installed in an experimental technological module for pig fattening. The investigations showed that the designed ventilation system provided the indoor air indicators (temperature and humidity) complying with technological design standards. The content of harmful gases did not exceed the maximum-permissible concentrations. It was also found that the temperature increase in the technological module resulted in the decrease in forage consumption by 13%, water consumption by 45.7% and daily weight increment by 280 g/day.
Keywords: agriculture, livestock production, pig rearing, indoor climate, small-scale production, daily weight increment.
For citation: Plaksin I.E., Trifanov A.V. Influence of indoor climate parameters on productivity of pigs housed in the technological module. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. 3(96): 209-217. (In Russian)
Введение
Микроклимат
это совокупность
физико-химических факторов воздушной среды и светового режима помещения. В понятие микроклимат входит температура и относительная влажность воздуха, скорость его движения, содержание вредных газов, запыленность, ионизация, освещенность, уровень шума. Состояние микроклимата зависти от климатических и погодных условий, типа помещения и его ограждающих конструкций, уровня воздухообмена, совершенства систем вентиляции, отопления, канализации и уборки навоза. На микроклимат оказывает влияние также технология содержания животных, плотность их размещения, количество и качество подстилки, тип кормления, видовой и возрастной состав поголовья [1].
Согласно доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации, самообеспеченность рынка мяса и мясопродуктов должна превышать 85%. Для обеспечения данного показателя разработана государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы, одной из основных задач которой является стимулирование увеличения объемов производства основных видов
сельскохозяйственной продукции и продукции пищевой и перерабатывающей промышленности. Лидерами в секторе производства мяса и мясопродуктов являются отрасли свиноводства и
Таблица 1
Производство мяса в Российской Федерации в 2017 г в убойном весе, тыс. тонн [2].
2016 2017 Изменение тыс.т Изменение, %
Свинина 3368,2 3518,4 150,1 4,5
Птица 4620,8 4980,8 360,0 7,8
Говядина 1619,0 1598,3 -20,7 -1,3
Баранина 213,1 218,4 5,4 2,5
Другие виды мяса 78,1 76,4 -1,6 -2,1
Все виды мяса 9899,2 10392,4 493,2 5,0
Наращивание производства свинины и увеличением спроса потребительского рынка мяса птицы связано в первую очередь с на данные виды продукции. Причиной этому
ISSN 0131-5226. Теоретический _ПАЭП. 2018.
и научно-практическии журнал. Вып. 96_'
служит более низкая цена по сравнению с говядиной, питательная ценность данных видов продукции, а также высокая эффективность их производства.
В структуре потребления мяса населением, доля свинины (с учетом импорта шпика и субпродуктов) составляет 32-34%[2]. Доля промышленных свиноферм и комплексов, от общего объема производства, на сегодняшний день составляет порядка 84%, что составляет 2942 тыс. тонн в убойном весе, доля мелкотоварных свиноводческих
предприятий не превышает 16% - 577 тыс.тонн в убойном весе, с дальнейшим прогнозом на снижение производства в данной категории хозяйств.
Причиной резкого сокращения производства свинины на малых свиноводческих предприятиях является применение неэффективных технологий содержания и выращивания животных, отсутствие наукоемких технико-
технологических и планировочных решений мелкотоварных предприятий, содержание животных с низким генетическим потенциалом. Совокупность данных факторов приводит к снижению санитарно-гигиенической обстановки, распространению заболеваний, снижению продуктивности и отсутствию рентабельности свиноводческого предприятия.
А учитывая роль мелкотоварных предприятий в сохранении и развитии сельских территорий России, а также их влияние на демографию и социально-культурную сферу поселков и деревень, необходимо разработать наукоемкое планировочное решение
производственного здания свинофермы, обеспечивающего снижение
трудозатрат
фермера и полное использование генетического потенциала животных.
Согласно обозначенной цели в ИАЭП -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ разработан ряд проектов технологических модулей для содержания и выращивания различных половозрастных групп свиней [3-5]. Для повышения энергоэффективности разработанных технологических модулей разработана и запатентована приточно-вытяжная система естественной вентиляции [6].
Для опытно-производственной проверки разработанной системы вентиляции изготовлен опытный образец технологического модуля для откорма свиней (рис. 1) [3].
Рис.1. Технологический модуль для откорма свиней
Методы исследованиий
Целью исследования является опытно-производственная проверка разработанной системы вентиляции и определение влияния показателей микроклимата на
продуктивность свиней при откорме в технологическом модуле.
Для определения параметров
микроклимата технологического модуля для откорма свиней была разработана программа и методика опытно-производственной проверки разработанной системы вентиляции (рис.2).
Рис. 2. Система вентиляции технологического модуля для откорма свнней 1 - вытяжная труба; 2 - приточное вентиляционное окно; 3 - заслонка (шибер); 4 - короб
смешения воздуха.
предусматривается проведение
инструментальных замеров основных показателей системы обеспечения микроклимата. Методика проведения работ соответствует ОСТ-Ю.31.2-86/10 [7]. Для проведения исследований применялся метод
предусматривающий использование
факторного метода статистического анализа данных.
Для каждой серии замеров фиксируется количество животных в помещении, их масса и текущий технологический процесс. В журнал наблюдений заносятся результаты измерения:
параметров наружного воздуха: температура 1:°С, относительная влажность
Ф%, направление и скорость ветра V -.
- параметров воздушной среды внутри помещения: температура 1:°С, относительная влажность воздуха ср%, содержание в воздухе углекислого газа
измеряются внутри вытяжной шахты, точка 2. Измерение контролируемых параметров воздушной среды внутри помещения осуществляется в трех зонах, а именно в центре каждого станка на высоте 0,1 м от пола (зона дыхания животных) точки 3 и 6, 0,9 м - зона стояния животных точки 4, 7, 1,5 м - зона дыхания обслуживающего персонала, точки 5 и 8.
относительной влажности внутреннего и наружного воздуха осуществлялось при помощи аспирационного психрометра Ассмана МВ-4-2М.[8]
содержание
мг
с°2 ~ аммиака
мг мг
Яннз сероводорода Ян^
Исследования проводились в теплый период года. Параметры наружного воздуха измеряются вблизи свинарника точка 1 (рис.
Рис. 3. Расположение контрольных точек при выполнении исследования
Точка 1-измерение параметров наружного воздуха; Точка 2-измерение
КБЫ 0131-5226. Теоретический _ИАЭП. 2018.
и научно-практическии журнал. Вып. 96_'
параметров уходящего воздуха; Точки 3-8-измерение параметров внутреннего воздуха.
Содержание вредных газов в воздухе определяется экспресс методом с применением насоса-пробоотборника
ручного НП-ЗМ и индикаторных трубок на соответствующий газ. Замеры производятся в течении рабочей смены каждого характерного периода (теплый, холодный, переходные периоды года).
Результаты и обсуждение
животноводческого помещения являются одними из наиболее важных показателей при оценке эффективности применяемой технологии содержания животных. Именно от показателей микроклимата зависит поедаемость корма, а, следовательно, и показатели ежесуточных привесов, что напрямую влияет на получение хозяйством прибыли от реализации готовой продукции.
[9]
Одним из наиболее важных показателей микроклимата является температура внутри животноводческого помещения.
Согласно разработанной методике температура внутри технологического модуля определялась на трех уровнях, и сопоставлялась с аналогичным показателем
наружного воздуха (рис.4).
Рис. 4. График сопоставления температуры различных зон технологического модуля с температурой наружного воздуха
сопоставлены с показателями температуры воздуха снаружи технологического модуля -максимальное и минимальное расхождение между значениями наружного и внутреннего воздуха, составили 4,1°С и 1,3 °С соответственно (рис.5)
Рис. 5. График сопоставления среднего значения температуры внутри технологического модуля с наружной температурой
Аналогично определению температуры была определена относительная влажность внутреннего воздуха технологического модуля и сопоставлена с аналогичным показателем наружного воздуха (рис.6)
Рис. 6. График сопоставления относительного влажности различных зон технологического модуля с относительной влажностью наружного воздуха
Определено среднее значение влажности воздуха внутри технологического модуля и сопоставлено со значениями влажности наружного воздуха (рис. 7)
В результате исследований, были получены средние значения температуры воздуха внутри технологического модуля и
Рис. 7. График сопоставления среднего значения относительного влажности внутри технологического модуля и относительной влажности наружного воздуха
0,22 0,2 ода 0,16 0,14 0,12 ОД
0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
0,17 С / ,17 0,17 О-17 О*1' '"^0,17 •—Щ 0 16 оде - (й
о, А о,15 0,14
""0.1; 0,12 1 1 0.1; о.1; 0.1; 0,12 0,12 0,12 1111111111
123456789 10 И^й11*
■ До пусти цк с вде рж а н не СО; {К! Я Содержании СО; в гоне дыхания персонала <|и£| й. Содержание СОг в гоны стояния животных ■('К! Содержание СО: в зоны отдыха животных
Содержание вредных газов в воздухе определяется экспресс - методом с применением насоса-пробоотборника
ручного НП-ЗМ и индикаторных трубок на
технологического модуля.
Эксперимент показал, что содержание СОг и Шз не превышает предельно-допустимой концентрации, а Н^Б не обнаружен ни на одном из уровней взятия проб внутри технологического модуля (рис.8).
Ч м-
0,0205 0,02 0,0195 0,019 0,0185
0,013 0,0175 0,017
ОС12 ОЩ 0£>1 0£>1 0Р2 0р2 0р2 ОС12 0Д2 ОЩ 0£>1 0Р2
-Ч-*-*-*—*-*-*-*-*-*-*-
мнв отготштз отготгсли од 13
V \/ \/ V
день
т
1 23 45 6739 10 11 12
ДопуСГИ.\ЛМ ООДСрЛЭ!-НС \-1 И 2 N Нз ■шсотАЫЮптшнх
Рис. 8. Содержание углекислого газа и аммиака во внутреннем воздухе технологического модуля
За время проведения опытно-производственной проверки было отмечено, что наибольшее влияние на продуктивность животных оказывает температура внутреннего воздуха технологического модуля и именно от температуры зависит потребление свиньями корма и воды, а, следовательно, и ежесуточные привесы.
Потребление корма животными и ежесуточные привесы снижались по мере роста температуры внутри технологического модуля (рис.9)
—♦—Изменение ежесуточных привесов, кг
Рис. 9. Изменение ежесуточных привесов и
ежесуточного потребления корма в зависимости от температуры внутреннего воздуха технологического модуля
Аналогично снижению потребления корма, наблюдалось снижение потребления воды животными, что также негативно сказалось на показателе ежесуточных привесов (рис.10)
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал _ИАЭП. 2018. Вып. 96_'
4,05--» &,1 ♦ ДД
3,55 -I-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1- О
19,2 20,5 20,5 21,5 22 22,5 22,5 22,6 23,3 23,4 23,7 23,7 „с
• Изменение ежесуточного потребления воды, л и Изменение ежесуточных привесов, кг —*— Изменение ежесуточного потребления корма, кг
Рис. 10 Изменение ежесуточных привесов и ежесуточного потребления воды в зависимости от температуры внутреннего воздуха технологического модуля
Анализируя полученные результаты можно сделать вывод о том, что при повышении температуры внутри
технологического модуля для откорма свиней на 4,5°С потребление корма снижается на 13%, потребление воды снижается на 45,7%, а ежесуточные привесы снижаются на 280 г.
Выводы
Опытно-производственная проверка разработанной естественной системы
технологическом модуле показала, что основные параметры микроклимата свиноводческого помещения, такие как температура, влажность и содержание вредных газов (C02,NH3,H2S), соответствуют нормам технологического проектирования и не превышают предельно-допустимой концентрации, на основании чего можно сделать вывод о том, что разработанная система вентиляции может применяться в технологических модулях и обеспечивать оптимальные параметры микроклимата для откорма свиней.
Также определено, что повышение температуры приводит к снижению потребления корма на 13%, снижению потребления воды на 45,7%, а также снижению ежесуточных привесов на 280 г.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 .Микроклимат животноводческих
помещений [Электронный ресурс] http://agro-archive.ru/tehnologicheskie-osnovy/731-
mikroklimat_zhivotnovodcheskih-
pomescheniy.html (дата обращения 29.08.2018)
2. Национальный Союз Свиноводов www.nssrf.rn (дата обращения 29.08.2018)
3.Плаксин И.Е., Трифанов A.B. Модульная животноводческая ферма // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2012. №3. С. 15-17.
Малогабаритный свинарник для содержания животных на глубокой подстилке // Патент на полезную модель RUS 149256 19.08.2014
Малогабаритный_репродукторный
свинарник // патент на полезную модель RUS 174935 20.03.2017
6.Брюханов А.Ю., Максимов Н.В., Плаксин И.Е., Трифанов A.B. Система естественной вентиляции малогабаритного свинарника // патент на полезную модель RUS 123907 06.08.2012 7.ОСТ 10.31.2,- 86. Испытание сельскохозяйственной техники. Комплекты оборудования для создания микроклимата в животноводческих предприятиях, М. 1987.
8.Приборы для измерения физических параметров и аттестации рабочих мест. Измерители влажности и температуры
http://analitlab.ru/mv42m (дата обращения 29.08.2018)
9.Плаксин И.Е. Повышение эффективности производства свинины в личных подсобных и крестьянско-фермерских хозяйствах путем обоснования параметров технологических модулей для откорма свиней // Диссертация
на соискание ученой степени кандидата государственный аграрный университет, технических наук / Санкт-Петербургский Санкт-Петербург, 2018. 172 с.
REFERENCES
1.Mikroklimat zhivotnovodcheskikh pomeshchenii [Indoor climate of livestock premises]. Available at: http://agro-archive.ru/tehnologicheskie-osnovy/731-
mikroklimat_zhivotnovodcheskih-
pomescheniy.html (accessed 29.08.2018) (In Russian)
2.Nacional'nyj Soyuz Svinovodov [National Pig Farmers Union]. Available at: www.nssrf.ru (accessed 29.08.2018) (In Russian)
Plaksin I.E., Trifanov A.V. Modul'naya zhivotnovodcheskaya ferma [Modula livestock farm]. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo khozyaistva. 2012. N 3: 15-17. (In Russian)
3.Plaksin I.E., Trifanov A.V. Malogabaritnyi svinarnik dlya soderzhaniya zhivotnykh na glubokoi podstilke [Small pig house for housing the animals on deep bedding]. Patent RF on utility model N 149256, 2014. (In Russian)
4.Plaksin I.E., Trifanov A.V Malogabaritnyi reproduktornyi svinarnik [Small reproduction pig house]. Patent RF on utility model N 174935, 2017. (In Russian)
5.Bryukhanov A.Yu., Maksimov N.V., Plaksin I.E., Trifanov A.V. Sistema estestvennoi ventilyatsii malogabaritnogo svinarnika [System
of natural ventilation for a small pig house]. Patent RF on utility model N 123907, 2012. (In Russian)
6.OST 10.31.2.- 86. Ispytanie sel'skokhozyaistvennoi tekhniki. Komplekty oborudovaniya dlya sozdaniya mikroklimata v zhivotnovodcheskikh predpriyatiyakh [Industry-specific standard [Testing of agricultural machinery. Equipment sets to create the indoor climate on livestock rearing enterprises]. Moscow. 1987. (In Russian)
7.Pribory dlya izmereniya fizicheskikh parametrov i attestatsii rabochikh mest. Izmeriteli vlazhnosti i temperatury [nstruments for measuring physical parameters and certification of workplaces. Moisture and Temperature Meters]. Available at: http://analitlab.ru/mv42m (accessed 29.08.2018)
8.Plaksin I.E. Povyshenie effektivnosti proizvodstva svininy v lichnykh podsobnykh i krest'yansko-fermerskikh khozyaistvakh putem obosnovaniya parametrov tekhnologicheskikh modulei dlya otkorma svinei. [Improving the efficiency of pork production in personal subsidiary and peasant farms by justifying the parameters of technological modules for fattening pigs. Cand. tech. sci. diss.]. Saint Petersburg: SPbGAU, 2018: 172
УДК 62-523 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10076
АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МОБИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА В ЖИВОТНОВОДЧЕСКОМ ПОМЕЩЕНИИ
Р. М. Ильин; C.B. Вторый, канд. техн. наук
