CC BY
10симизации прибыли, либо к минимизации затрат.
В анализируемом варианте фермеру необходимо определить количество навоза крупного рогатого скота (НКРС) и сложных удобрений для разбрасывания на пяти гектарах земельного участка, выделенного под хлопчатник, таким образом, чтобы полная стоимость вносимых удобрений была минимальной. Каждая тонна НКРС содержит 5кг азота, 3 кг фосфора, 6 кг калия. Одна тонна сложного удобрения содержит 160кг азота, 160кг фосфора и 160кг калия. Одновременно, обобщение результатов прошлых наблюдений позволило сделать вывод, что минимальная норма внесения для получения нормального урожая в данном случае должна быть: 150 кг/гектар азота, 125 кг/гектар фосфора и 135 кг/гектар калия. Минимизация трудовых ресурсов по времени вычислена следующим образом: скорость разбрасывания НКРС равнялась 5 т/час, внесения сложных удобрений - 0,3 т/час; максимальный ресурс времени - 25 часов.
Обозначим в тоннах количество разбрасываемого НКРС через х^ а количество внесенного сложного удобрения через х^ Тогда уравнение по азоту будет выглядеть следующим образом:
5х, + 160x^ 750 (Ы) (1)
(для 5 гектаров, выделенных под хлопчатник, нужно как минимум 150 кг х 5 =750 кг; в каждой тонне х1 5 кг азота; в каждой тонне Х2160 кг азота). Соответственно по фосфору
Зх+160х2>625 (Р) (2)
(для 5 гектаров, выделенных под хлопчатник, нужно как минимум 125 кг х 5 =625 кг; в каждой тонне х1 3 кг фосфора; в каждой тонне х2 160 кг фосфора);
и наконец по калию
6х1+160х2>675 (К)
(3)
+_.т £ г*, часов 5 ] О.* 3
(4)
(для 5 гектаров, выделенных под хлопчатник, нужно как минимум 135кг х 5 =675 кг; в каждой тонне х1 6 кг калия; в каждой тонне х2160 кг калия) Уравнение по ресурсу времени приобретает вид
(если в течение одного часа разбрасывается 5
тонн НКРС, то х1 тонн разбрасывается в течение
Ь часов; если в течение одного часа вносится 0,3
'' тонны сложного удобрения, то х2 тонн вносится
в течение '• часов), и.н
Решение данного уравнения дает
х, + 16,6X2 < 125 © (5)
При этом учитывается, что процесс внесения азота, фосфора и калия идет почти одновременно
*0=*м=*Р=*к (6)
притом
№ < 25 часов (7)
[Здесь имеется ввиду, что процесс подкормки по азоту, фосфору и калию происходит во временном интервале 0 < I < 25 часов; ДО = I - 0 = I ; и отсюда ДО < 25 часов ; с другой стороны время, равное 25 часам, считается очень малым для вегетационного периода или других процессов выращивания культур. Исходя из этих соображений, время, равное 25-ти часам, считается практически равным *нулю* и время внесения азота, фосфора и калия равно ^ (^ = ^ =^ = \) ]
Если учесть, что стоимость одной тонны НКРС на пересчет ивР составляет 11$, а стоимость одной тонны сложного удобрения - 420$, то целевая функция 2, подлежащая минимизации, будет иметь вид (общая стоимость приобретенных удобрений в пересчете на ивО):
2=11^ + 420x2 (8)
Результаты и обсуждение
Решение уравнений (1-4) по азоту, фосфору, калию и по ресурсу времени в крайних точках дает:
(9)
Р ’>*,-20в,3; *4=5,94 К-шгПгд я,-4,Й I ис1=т2в;
Решение графически изображено на рис.1. Значения х1 и Х2 определяются как точки пересечения соответствующего уравнения в виде прямой линии с осями х1 и Х2 соответственно.
Заштрихованная область на рис.1 называется в линейном подходе областью допустимых решений, поскольку она содержит все точки, удовлетворяющие одновременно всем ограничениям.
Различные значения целевой функции Z определяются как точки пересечения линий равной стоимости (8) с вершинами А,В,С,Р области допустимых решений. Минимальному Z соответствует самая нижняя линия, которая имеет хотя бы одну точку внутри или на границе области допустимых решений.
Этому условию в нашем примере удовлетворяет линия равной стоимости Z = 1835,6 $ . Она имеет общую точку с областью АВСР - точку С с координатами х1 = 62,5; Х2 = 2,73, то есть расположена на пересечении ограничений
3х1 + 160 Х2 = 625 (ограничения по фосфору) 5х1 + 16ОХ2 = 750 (ограничения по азоту)
Итак, оптимальное решение имеет следующий вид: ^
(10)
¿= 1335,0*
*Г тонн X’- ?.7Д тонн
Надо отметить, что ограничения по азоту 5х1 + 160x2 > 750 и по фосфору 3х1 + І6ОХ2 > 625 удовлетворяются как равенства (то есть является жесткими) а ограничения по калию 6х1+160х2 > 675 и по ресурсу времени х1 +16,6X2 - 125 - как неравенства (то есть имеют ослабление).
На языке агротехнических мероприятий это
интерпретируется следующим образом: фермеру для минимизации общих расходов на удобрения (минимальные суммарные затраты 1835,6 $), необходимые на 5 гектар участка земли, выбранного под хлопчатник, нужно разбрасывать 61 тонну НКРС и внести 2,73 тонн сложного удобрения.
Рис. 1 - Графическое решение задачи
Заключение
В простейших случаях, когда число переменных равно двум, задача минимизации затраты при внесении удобрений решается графическими способами и трудности по проведению сложных расчетов исчезают.
Указанный метод графического нахождения минимальной затраты при внесении органических и минеральных удобрений под определенные культуры может сильно облегчить труд фермеров и агрономов, ищущих пути наименьших затрат при сохранении высокой урожайности в сельскохозяйственном производстве.
Библиографический список 1 .Babaev М.P., Dzhafarova Ch.М. and Gasanov V.G. Modern Azerbaijani Soil Classification System Eurazian Soil Science, 2006 Vol. 39, №11, pp. 1176-1182
2. Greenwood D.Y. Cleaver T.Y. and Turner M.K. Fertilizer requirements of vegetable crops. Proceeding
of fertilizer Society No, 145, 1974.
3. Thornley Y.H.M. Crop response to fertilizer, Annals of Botany 42, 817-826, 1978.
4. Канторович Л.В. Математические методы в организации и планировании производства, Москва, 1939.
5. Dantzig G.B. Linerar Programming and Extensions, Princeton University Press, Princeton, 1963.
6. Audstey E., Dumont S. and Boyce D.S. An economic comparison of methods cultivating and planting cereals, sugar beet and potatoes an their interaction with harvesting, timeliness and available labour by linear programming. Journal of Agricultural Engineering Research, 23, 283-300, 1978.
*Данная работа выполнена при финансовой поддержке Фонда Развития Науки при Президенте Азербайджанской Республики, Гоант № E3F-2010-1( 1) - 40/20-3
УДК 636.2.034
И. Ю. Быстрова, д-р с.-х. наук, доцент, Рязанский ГАТУ
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СОСТОЯНИЕ КОПЫТЕЦ КОРОВ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА
В современных условиях основным источни- торое основывается на использовании животных, ком увеличения производства молока, повышения отвечающих по морфофизиологическим призна-его качества и снижения себестоимости является кам запланированному объёму продуктивности, интенсивное ведение молочного скотоводства, ко- резистентных к неблагоприятным условиям среды
© Быстрова И. Ю., 2012
и патологическим факторам.
Интенсификация отрасли в значительной степени повысила концентрацию поголовья крупного рогатого скота. Крупногрупповое содержание, гиподинамия, неполное соответствие применяемых технологий биологическим особенностям организма животного привели к снижению продуктивного долголетия коров. В последние годы одной из основных причин раннего выбытия коров из основного стада, наряду с гинекологическими заболеваниями и болезнями вымени, являются заболевания конечностей. В некоторых промышленных предприятиях заболевания копытец регистрируются у 87 % поголовья, что приводит к вынужденному убою до 40 % заболевших животных [1]. Болезни копытец наносят значительный ущерб продуктивности животных. По данным С. Г. Чабановского [2], за год от каждой коровы с заболеванием копытец недополучено 395 кг молока, выход телят на 100 переболевших коров сокращается на 17 голов, а срок эксплуатации животных снижается на 2-5 отёлов.
Из внешних факторов, влияющих на состояние дистального отдела конечностей, наиболее важное значение имеют условия кормления и содержания [3,4].
В связи с вышеизложенным, целью наших исследований было изучение влияния технологических факторов на состояние копытец крупного рогатого скота в условиях интенсивного производства молока.
На состояние копытец и копытцевого рога несомненное влияние оказывает биологически полноценное кормление, в котором кроме основных питательных веществ (белков, жиров и углеводов) важную роль играют микро- и макроэлементы.
Наиболее важными элементами в питании животных являются макроэлементы - кальций, фосфор, магний, сера и микроэлементы - медь, цинк, кобальт, марганец. Названные минеральные компоненты имеют большое значение не только для продуктивности и воспроизводительной функции у жвачных животных, но и для поддержания процессов жизнедеятельности.
Доказано, что как недостаток, так и избыток микро- и макроэлементов в организме животных оказывают вредное воздействие на все жизненные функции, в том числе на обмен веществ и состояние отдельных частей организма.
Несмотря на значительное количество исследований по минеральному питанию животных, остаётся
неизученным вопрос влияния минерального питания на состояние копытец и копытцевого рога. В проведённых нами исследованиях на разных возрастных группах маточного поголовья крупного рогатого скота было установлено, что при несбалансированных по минеральным веществам рационах кормления введение кормового концентрата способствовало увеличению содержание кальция в копытцевом роге у животных всех подопытных групп: в группе тёлок - на 5,4 %; нетелей
- на 1,5 %; коров - на 5,1 % .
Количество фосфора в копытцевом роге животных опытных групп возросло: у тёлок - на 6,3 %; у нетелей - на 3,4 %; у коров - на 7,9 %.
Магний в составе копытцевого рога содержался
после введения кормового концентрата выше исходного значения по группе тёлок на 25,0 %; по группе нетелей - на 5,1 % к исходному уровню; по группе коров - на 53,6 % выше начального значения.
После введения в основной рацион кормового концентрата содержание серы в копытцевом роге тёлок возросло на 2,5 %; у нетелей - на 1,0 %: по группе коров - на 3,8 %.
В копытцевом роге до скармливания кормового концентрата содержание цинка было выше, чем после 60-дневного его скармливания.
В группе тёлок содержание меди после скармливания кормового концентрата снизилось на 93,3 %; в группе нетелей - на 53,8 %; в группе коров - на 82,3 %.
Марганца в рационах подопытных животных содержалось в избыточном количестве. Кормовой концентрат также содержал значительное количество марганца - 7310,0 мг/кг; после скармливания в копытцевом роге содержание марганца повысилось: в группе тёлок - на 13,3 %; в группе нетелей
- на 1,4 %; в группе коров - на 8,2 %.
Увеличение содержания в копытцевом роге таких минеральных веществ, как кальций, фосфор, магний, сера, марганец и снижение количества цинка в результате скармливания кормового концентрата сопровождалось повышением твёрдости и упругости копытцевого рога. Твёрдость копытцевого рога у тёлок возросла с 98,26 Тш до 102,34 Тш; у нетелей - со 100,12 Тш до 101,08 Тш; у коров - с 94,32 Тш до 101,44 Тш . Упругие свойства копытцевого рога также увеличивались: по группе тёлок с 3,75*1010 Н/м2 до 3,82*1010 Н/м2, по группе нетелей - с 3,79*1010 Н/м2 до 3,81*1010 Н/м2, по группе коров - с 3,68*1010 Н/м2 до 3,81 *1010 Н/м2.
Следовательно, введение в рацион животных кормового концентрата способствовало восстановлению качества копытцевого рога.
Также было установлено, что после 60-днев-ного скармливания кормового концентрата количество нетелей и коров с заболеваниями конечностей существенно сократилось.
Несмотря на повсеместное строительство в России мегаферм с беспривязным содержанием коров, большая часть крупного рогатого скота продолжает содержаться традиционнм способом, то есть привязно.
В практике скотоводства при привязном содержании чаще всего применяется длинное стойло для крупного рогатого скота.
Недостатком такого стойла, как установлено в ходе проведённого нами тензометрирования копытец коров, является то, что наклон пола 1,5 % в сторону навозного канала способствует перераспределению нагрузки на копытцах крупного рогатого скота с зацепов в область мякишей как грудных, так и тазовых конечностей (таблица 1). При длительном привязном содержании снятие нагрузки с зацепов копытец приводит к их отрастанию за счёт снижения стираемости копытцевого рога, что в свою очередь приводит к растрескиванию копытцевого рога и поражению нижележащих тканей патогенной микрофлорой.
Тип покрытия пола стойла - немаловажный фактор в профилактике заболеваний копытец. Слишком мягкий пол способствует разрастанию копытец
и образованию их патологических форм. Слишком твёрдый пол вызывает намины основы кожи.
Объектами наших исследований были выбраны три типа наиболее распространённых покрытия полов: бетонное, асфальтовое и резиновое (таблица 1). Установлено, что резиновое покрытие полов, по сравнению с бетонным и асфальтовым покрытиями, обладает значительной деформацией и создаёт дополнительные колебания, вызывающие циклические напряжения, амплитуда колебаний которых может быть значительной. Поэтому, учитывая высокие гигиенические и теплоизоляционные качества резиновых покрытий полов, а также широкое их распространение в последние годы, необходимо продолжить исследования для определения оптимальной твёрдости и
толщины вышеназванных покрытий полов.
Ещё одной из предрасполагающих причин, влияющих на состояние конечностей, является отсутствие активного моциона. Установлено, что при движении динамические нагрузки у коров с нормальной формой копытец увеличиваются в среднем в 1,32 раза, что благоприятно сказывается не только на усилении крово- и лимфообращения в дистальном отделе конечностей, но и повышает истираемость копытцевого рога у животных.
Результаты тензометрических исследований подтвердили, что одним из путей решения проблемы роста заболеваемости конечностей, в том числе копытец, в условиях привязного содержания коров является предоставление животным активного моциона.
Таблица 1 - Статические и динамические нагрузки на копытцах коров на полах с разным покрытием
, Место Статические нагрузки, кгс Средние динамические нагрузки, кгс
Покрь тие пола установки датчиков латеральные копытца медиальные копытца среднее суммарное значение латеральные копытца медиальные копытца среднее суммарное значение
Грудная конечность
зацеп 28,7 30,8 59,5 64,6 71,2 135,8
мякиш 31,6 32,9 64,5 10,9 15,3 26,2
X о сумма 60,3 63,7 124,0 75,5 86,5 162,0
ш ю Тазовая конечность
зацеп 35,2 36,7 71,9 56,2 63,1 119,3
мякиш 41,0 44,7 82,9 21,1 21,2 42,3
сумма 76,2 81,4 154,8 77,3 84,3 161,6
Грудная конечность
зацеп 26,3 28,3 54,6 60,2 66,5 126,7
мякиш 30,5 30,9 61,4 11,2 15,4 26,6
й с сумма 56,8 59,2 116,0 71,4 81,9 153,3
■8- о га Тазовая конечность
зацеп 40,3 41,6 81,9 63,2 70,3 133,5
мякиш 43,2 48,5 91,4 23,3 25,8 49,1
сумма 83,5 89,8 173,3 86,6 96,1 182,6
Грудная конечность
зацеп 26,3 28,5 54,8 55,6 61,5 116,1
мякиш 30,6 31,0 61,6 29,1 34,1 63,2
га X сумма 56,9 59,5 116,4 84,4 95,6 179,3
го <и о. Тазовая конечность
зацеп 40,3 41,9 82,2 60,3 66,1 126,4
мякиш 43,4 48,2 91,6 23,2 43,2 66,4
сумма 83,7 90,1 173,8 83,5 109,3 192,8
Библиографический список
1. Лукьяновский, В. А. Макро- и микроэлементы в копытцевом роге коров в молочных комплексах с различной промышленной технологией / В. А. Лукьяновский, Ю. И. Филиппов // Вестник сельскохозяйственной науки, 1991. - № 1. - С. 133-135.
2. Чабановский, С. Г. О заболеваемости копытец у коров / С. Г. Чабановский // Ветеринария.
- 1972,- №5. -С. 49-51.
3. Захаров, В. И. Распространение хирургических заболеваний у коров при беспривязном содержании на щелевых полах / Профилактика незаразных болезней сельскохозяйственных животных. - М. : 1977. - С. 244-246.
4. Панько, И. С. Болезни конечностей у крупного рогатого скота (спецхозов и промышленных комплексов). : Киев : Виша школа, 1982. - 128 с.
