CC BY
114
produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. No. 1 (98): 236-247. (In Russian)
6. Ivanova J.A., Freidkin I.A., Moiseev D.A., Sokolov I.V. Uluchshenie fizicheskikh svoistv legkoi dernovo-podzolistoi pochvy s ispol'zovaniem udobreniya na osnove kurinogo pometa [Improvement of physical conditions of light soddy-podzolic soil using the poultry manure-based fertilizer]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 4(97): 190-198. (In Russian)
7. Boruk A.Ya. Bonitirovka i ekonomicheskaya otsenka zemel' [Land rating and economic assessment]. Moscow: Kolos, 1972: 190. (In Russian)
8. GOST R ISO 14040-2010 Ekologicheskii menedzhment. Otsenka zhiznennogo tsikla. Printsipy i struktura [State Strandard R ISO
14040-2010 Environmental management. Life cycle assessment. Principles and framework]. Available at:
http://docs.cntd.ru/document/1200077762 (accessed 15.05.2019). (In Russian) 9. Rasporyazhenie ministerstva prirodnykh resursov i ekologii Rossiiskoi Federatsii ot 16 aprelya 2015 goda N 15-r «Ob utverzhdenii metodicheskikh rekomendatsii po provedeniyu dobrovol'noi inventarizatsii ob"ema vybrosov parnikovykh gazov v sub"ektakh Rossiiskoi Federatsii» [Order of the Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation of April 16, 2015 No. 15-p "On approval of guidelines for conducting a voluntary inventory of greenhouse gas emissions in the constituent entities of the Russian Federation"]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/420278225 (accessed 15.05.2019). (In Russian)
УДК 631.22 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10172
ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ КОРОВ ПРИ
ПРИВЯЗНОМ СОДЕРЖАНИИ
С.В. Вторый, канд. техн. наук; Р.М. Ильин
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
На формирование микроклимата в животноводческом помещении влияет ряд внешних и внутренних факторов. К внешним факторам можно отнести природно-климатические условия региона (Ленинградская область), и играть они будут не последнюю роль в формировании продуктивности коров. Для исследования влияния внешних погодных условий на продуктивность коров при привязном содержании взяты месяцы апрель-май 2018 года, как наиболее четко показывающие переход от холодного периода к теплому. Результатом исследований являются экспериментальные данные о температуре, относительной влажности воздуха в помещении и продуктивности дойных коров в совокупности с внешними погодными условиями. Исследования показали, что колебания значений температуры и относительной влажности внутри помещения существенно зависят от внешних погодных условий. За исследуемый период температура воздуха в среднем была в коровнике +17,7С, воздуха на улице +11,2°С. При этом превышение температуры в коровнике над температурой внешней среды, в некоторые дни, достигало более 10°С. Средняя
269
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал.
_ИАЭП. 19 Вып. 2(99)_
относительная влажность воздуха в коровнике составила 71,7%, наружного воздуха 69,3%. Получено уравнение регрессии зависимости температуры воздуха в коровнике от параметров наружного воздуха. Падение температуры воздуха внутри коровника с +16,6°С до +14,3°С (с 14 апреля по 22 апреля) характеризуется ростом продуктивности животных на 11,9% и наоборот с ростом температуры с +17,9°С до +24,9°С (9 мая по 15 мая) происходит падение продуктивности на 5,3%.
Ключевые слова: корова, микроклимат, температура, влажность, продуктивность.
Для цитирования: Вторый С.В., Ильин Р.М. Влияние внешних погодных условий на продуктивность коров при привязном содержании // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 2(99). С.269-277.
EFFECT OF EXTERNAL WEATHER CONDITIONS ON THE COW PRODUCTIVITY IN TIED
HOUSING SYSTEMS
V.F. Vtoryi, DSc (Engineering); R.M. Ilin
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
A number of external and internal factors affect the microclimate formation in the livestock house. The climatic conditions of the region (Leningrad Region) may be attributed to the external factors, and they will play a significant role in providing the cow productivity. The influence of external weather conditions on the productivity of cows in tied housing systems was studied in April-May 2018 as these months most clearly show the transition from the cold to the warm season. The study results are the experimental data on the temperature and relative humidity of the air in the room and the productivity of dairy cows in combination with external weather conditions. The study has shown that fluctuations in the indoor temperature and relative humidity are significantly dependent on the external weather conditions. During the study period, the average air temperature in the cow barn was + 17.7°C, the average outside air temperature was + 11.2°C. At the same time, the excess of the inside temperature over the external temperature, on some days, was more than 10°С. The average relative air humidity in the barn was 71.7%, that of the outside air - 69.3%. A regression equation was obtained for the dependence of the air temperature in the barn on the parameters of the outside air. The drop in the air temperature inside the barn from + 16.6°C to + 14.3°C (from April 14 to April 22) was characterized by an increase in the animal productivity by 11.9% and, vice versa, with the increasing temperature from + 17.9°C to + 24.9°С (from May 9 to May 15), there was a drop in the cow productivity by 5.3%.
Key words: cow, inside climate, temperature, humidity, productivity
For citation: Vtoryi V.F., Ilin R.M. Effect of external weather conditions on the cow productivity in tied housing systems. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 2(99): 269-277 (In Russian)
Введение
Продуктивность и здоровье коров во многом зависят от микроклимата помещений, отклонение параметров
которого может привести к сокращению удоев на 10-20% при повышенном расходе кормов и снижении устойчивости животных к различным заболеваниям [1,2]. При этом природно-климатические условия тут играют не последнюю роль, оказывая непосредственное влияние на формирование микроклимата помещения.
К основным параметрам, влияющим на физиологическое состояние коров, можно отнести температуру, относительную влажность и газовый состав. Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота предусматривают, что температура воздуха в коровнике должна составлять 10°С, при относительной влажности воздуха 40-75%. Допускается снижение температуры воздуха в холодный период на 2^5°С, в теплый период допускается повышение температуры воздуха в коровнике не более чем на 5°С [3,4,5,6].
Целью наших исследований было изучение взаимного влияния погодных условий, микроклимата помещений и продуктивности коров, привязного содержания, в переходный весенний период апрель-май 2018 года. Исследования проводили в одном из хозяйств Ленинградской области.
Материалы и методы
На формирование микроклимата в животноводческом помещении влияет ряд внешних и внутренних факторов. К внешним факторам можно отнести природно-климатические условия региона
(Ленинградская область), и играть они будут не последнюю роль в формировании продуктивности коров. Для исследования влияния внешних погодных условий на продуктивность коров при привязном содержании взяты месяцы апрель-май 2018 года, как наиболее четко показывающие переход от холодного периода к теплому.
Для проведения исследования выбрано здание для содержания 200 голов крупного рогатого скота привязного содержания. Обеспечение параметров воздушной среды происходит за счет естественной системы вентиляции через световой конек крыши. Также присутствует инфильтрация воздуха в зависимости от сезона через открытые двери и окна и не плотности строительных конструкций.
Для определения показателя
продуктивности выбрана группа из 50 коров (4-6 месяц лактации) расположенная в центре коровника. Суточный удой формировался за три дойки (6, 12 и 18 часов) и учитывался со счетчиков молока установленных на доильно-молочном оборудовании.
Рацион коров (табл. 1) за весь период исследования не менялся.
Таблица 1
Рацион коров на ф )ерме апрель-май 2018 года
Наименование корма утро день вечер
Жмых рапсовый, кг 0,7 0,3 -
Комбикорм КК-60, кг 1,0 1,0 1,2
Кукуруза, кг 1,5 0,5 -
Ячмень плющенный, кг 4,5 1,5 -
Жмых подсолнечный, кг 0,7 0,3 -
Сено, кг 1,0 - 1,0
Силос, кг 22 8 -
Жом свекловичный, кг 0,5 - -
Мелисса сироп "Бодрость", г 100 100 -
Минвит 3, г 150 - -
Поваренная соль, г 100 - -
Мел, г 100 - -
Дробина, кг 1,2 0,4 -
Результатом исследований являются экспериментальные данные о температуре, относительной влажности воздуха в помещении и продуктивности дойных коров в совокупности с внешними погодными условиями. Параметры микроклимата фиксировались электронной системой мониторинга в 3 точках по длине коровника, с временным интервалом 10 минут непрерывно за весь период наблюдений. Часть измерений произведена с использованием переносного устройства для замера параметров микроклимата, в том числе содержания углекислого газа СО2 и аммиака ВД [7,8,9,10]. Результаты и обсуждение
На рисунках 1 и 2 представлены данные мониторинга параметров
микроклимата в коровнике в апреле-мае 2018 года. Этот период характерен переходом от отрицательных к положительным
температурам окружающего воздуха, что влияет на физиологическое состояние и продуктивность коров.
На рисунке 1 представлены значения температуры наружного и внутреннего
воздуха, разница между ними достигает более 10°С с превышением температуры в коровнике над температурой внешней среды. Средние значение температуры воздуха на улице составило +11,2°С при колебаниях от +3,9 до +22,8°С.
Средние значение температуры воздуха в коровнике +17,7°С находилось в пределах от +12,2°С до +24,9°С.
Рис. 1. Температура наружного (1) и внутреннего воздуха (2) коровника в апреле-мае 2018 г.
На рисунке 2 представлены значения относительной влажности воздуха на улице (1), внутри коровника (2). Относительная
влажность наружного воздуха в апреле-мае 2018 года изменялась в пределах от 38,3% до 100% при среднем значении 69,3%, а внутреннего воздуха находилась в пределах 52,1% - 88,3% при среднем значении 71,7% (норма 40-75%).
На рисунке 3 представлен график суточного надоя молока от группы коров в исследуемом коровнике. В апреле молочная продуктивность находилась в пределах от 1547 до 1791 кг молока, а в мае 1681 до 1774 кг. Наиболее высокие надои наблюдались в период с 26 апреля (1758 кг) по 3 мая (1756 кг).
Рис. 2. Относительная влажность наружного (1) и внутреннего (2) воздуха коровника в апреле-мае 2018 г.
Результат статистической обработки полученных данных - уравнение регрессии зависимости температуры воздуха в коровнике от параметров наружного воздуха:
Тв =8,975+0,65*Тн+0.021*Wн, Я2= 94,15, где Тв - температура воздуха внутри коровника, °С; Тн - температура
наружного воздуха , °С; Wн-
относительная влажность наружного
воздуха, %; Я - коэффициент
детерминации, %.
Критерий Стьюдента Тфакт для Wн= 2,0 и Тн =15,82 при табличном значении Ттаб=2,92 при уровне значимости Р=0,1. Коэффициент детерминации модели Я = 94,15 показывает значительную взаимосвязь зависимой и независимой переменных в уравнении.
Рис. 3. Суточный надой от группы коров в исследуемом коровнике в апреле-мае 2018 г.
Анализ рисунков 1 и 3 показал, что с понижением температуры воздуха с середины апреля происходит рост продуктивности коров, затем, в интервальный период конец апреля начало мая, происходит адаптация животных к новым условиям, и она имеет не значительные колебания, а при резком росте температуры в мае происходит снова постепенное снижение продуктивности (Таблица 2). Графически это представлено в на рисунке 4. Однако необходимо заметить, что тут возможно влияние на
продуктивность ряда дополнительных не учтенных факторов, к примеру, повышенное содержание аммиака КН3 и углекислого газа С02.
Таблица 2
Суточный удой и температура воздуха внутри коровника по дням
Апрель, Суточный Температура Май, Суточный Температура
число удой, кг воздуха число удой,кг воздуха
внутри внутри
коровника, С коровника, С
14 1547 16,6 9 1774 17,9
15 1592 18,0 10 1756 19,0
16 1654 17,7 11 1771 21,5
17 1615 18,0 12 1740 22,1
18 1591 14,9 13 1709 23,5
19 1650 16,2 14 1709 24,9
20 1655 16,8 15 1685 24,9
21 1689 14,5
22 1731 14,3
Рис. 4. Графическое сопоставление температуры внутреннего воздуха коровника (1) и суточных надоев (2) по дням исследования
Периодические замеры (за период исследований) параметров воздуха, проведенные с использованием переносного комплекта на уровне 1,5 метров от пола, были необходимы для уточнения параметров микроклимата по высоте помещения. Средние значения температуры и относительной влажности воздуха в центральной точке коровника (данные на 17 апреля 2018 года, 12 часов дня) на уровне 1,5 м были 18,57±0,23°С и 85,1±1,00 % соответственно, на уровне 2,5 м 18,70±0,30°С и 84,30±1,90%. Установлено
что, в данном случае, сильных расхождений по высоте замеров не наблюдается. Так же, было замерено содержание аммиака КН3 в центральной точке, на высоте 1,5 м, оно составило 4,14 мг/м , что не превышает зоотехнических нормативов (не более 20 мг/мз). Содержание углекислого газа составило 2671 ррт и превысило установленную норму (не более 2500 ррт) и это могло отрицательно сказаться на продуктивности животных в этот и последующий день (рисунок 3). Повышенное содержание углекислого газа обусловлено плохой системой вентиляции и резким переходом к повышенным температурам на улице. Выводы
1. Исследования, проведенные в коровнике апреле-мае 2018 года показали, что колебания значений температуры и относительной влажности внутри помещения существенно зависят от внешних погодных условий. За исследуемый период температура воздуха в среднем была в коровнике +17,7°С, воздуха на улице +11,2°С. При этом превышение температуры
в коровнике над температурой внешней среды, в некоторые дни, достигало более 10°С. Средняя относительная влажность воздуха в коровнике составила 71,7%, наружного воздуха 69,3%.
2. Получено уравнение регрессии зависимости температуры воздуха в коровнике от параметров наружного воздуха. Коэффициент детерминации модели Я = 94,15 показывает значительную взаимосвязь зависимой и независимой переменных в уравнении.
3. Колебания температур воздуха внутри и за пределами коровника в значительной
мере сказываются на продуктивности животных. Падение температуры воздуха внутри коровника с +16,6°С до +14,3°С (с 14 апреля по 22 апреля) характеризуется ростом продуктивности животных на 11,9% и наоборот с ростом температуры с +17,9°С до +24,9°С (9 мая по 15 мая) происходит падение продуктивности на 5,3%. Возможно здесь присутствует влияние на продуктивность ряда дополнительных факторов требующих новых исследований.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Мартынова Е.Н., Ястребова Е.А. Физиологическое состояние коров в зависимости от микроклимата помещений // Достижения науки и техники АПК. 2013. №8. С. 53-56.
2. Мартынова Е.Н., Ястребова Е.А. Формирование микроклимата животноводческих помещений под действием температуры наружного воздуха // Молочное и мясное скотоводство. 2012. №4. С. 24-27.
3. РД-АПК 1.10.01.01-18 Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота. М. Росинформагротех. 2018. 166 с.
4. Ястребова Е.А., Мартынова Е.Н. Влияние влажности воздуха на молочную продуктивность и физиологическое состояние коров в СХПК Колхоз «Колос»» Вавожского района Удмуртской Республики // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2011. №4. С. 39-42.
5. Кудрин М.Р., Ижболдина С.Н., Бахтияров А.Ю. Влияние микроклимата на молочную продуктивность коров // Аграрная Россия. -2012. -№5. - С. 10-13.
6. Софронов В.Г., Данилова Н.И., Шамилов Н.М., Кузнецова Е.Л. Влияние микроклимата на организм и молочную продуктивность дойных коров // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2016. Том 227. №3. С. 82-85.
7. Вторый В.Ф., Гордеев В.В., Вторый С.В., Ланцова Е.О. Влияние погодных условий на формирование температурно-влажностного режима в коровнике // Вестник ВНИИМЖ. 2016. №3(23). С. 68-72.
8. Вторый В.Ф., Гордеев В.В., Вторый С.В., Ланцова Е.О. Оценка состояния температурно-влажностного режима в коровнике с использованием графического информационного моделирования // Вестник ВНИИМЖ. 2016. №4(24). С. 67-72.
9. Вторый В.Ф., Вторый С.В., Ильин Р.М. Модель температурно-влажностного режима коровника в зависимости от параметров внешней среды // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2018. №3(96). С. 203-209.
10. Вторый В.Ф., Вторый С.В., Ланцова Е.О. Графическая информационная модель состояния микроклимата в коровнике //
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал.
_ИАЭП. 19 Вып. 2(99)_
Технологии и технические средства растениеводства и животноводства. 2016. механизированного производства продукции №89. С. 183-189.
REFERENCES
1. 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, No 8: 53-56. (In Russian)
2. Martynova E.N., Yastrebova E.A. Formirovanie mikroklimata zhivotnovodcheskikh pomeshchenii pod deistviem temperatury naruzhnogo vozdukha [Formation of the microclimate of livestock houses under the influence of outdoor temperature]. Molochnoe i myasnoe skotovodstvo. 2012. No. 4: 24-27. (In Russian)
3. Metodicheskie rekomendacii po tekhnologicheskomu proektirovaniyu ferm i kompleksov krupnogo rogatogo skota RD-APK 1.10.01.01-18 [Management Directive for Agro-Industrial Complex RD-APK 1.10.01.01-18. Recommended Practice for Engineering Designing of Cattle Farms and Complexes]. Moscow: Rosinformagrotekh, 2018: 166. (In Russian)
4. Yastrebova E.A., Martynova E.N. Vliyanie vlazhnosti vozdukha na molochnuyu produktivnost' i fiziologicheskoe sostoyanie korov v SKhPK Kolkhoz «Kolos»» Vavozhskogo raiona Udmurtskoi Respubliki [Influence of air humidity on dairy productivity and physiological condition of cows in the agricultural enterprise Kolkhoz "Kolos", Vavozhsky District of Udmurt Republic]. Vestnik Izhevskoi gosudarstvennoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2011. No. 4: 39-42. (In Russian)
5. Kudrin MR., Izhboldina S.N., Bakhtiyarov A.Yu. Vliyanie mikroklimata na molochnuyu produktivnost' korov [Effect of microclimate on the milk productivity of cows]. Agrarnaya Rossiya. 2012. No. 5: 10-13. (In Russian)
6. Sofronov V.G., Danilova N.I., Shamilov N.M., Kuznetsova E.L. Vliyanie mikroklimata na organizm i molochnuyu produktivnost' doinykh korov [Microclimate influence on the organism and milk producing ability of dairy cow]. Uchenye zapiski Kazanskoi gosudarstvennoi akademii veterinarnoi meditsiny im. N.E. Baumana [Scientific Notes of Kazan Bauman State Academy of Veterinary Medicine]. (In Russian). 2016. Vol. 227. No.3:82-85. (In Russian)
7. Vtoryi V.F., Gordeev V.V., Vtoryi S.V., Lantsova E.O. Vliyanie pogodnykh uslovii na formirovanie temperaturno-vlazhnostnogo rezhima v korovnike [The weather conditions influence on the temperature-and-humidity conditions' formation in the cowshed]. Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2016. N 3(23): 68-72. (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., Ilin R.M. Model' temperaturno-vlazhnostnogo rezhima korovnika v zavisimosti ot parametrov vneshnei sredy [Model of in-barn temperature and humidity depending on outside environment parameters]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 3(96): 203-209. (In Russian)
10. 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)
УДК 631.22 DOI 10.24411/0131-5226-2019-10173
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЛОЩАДЕЙ ДОИЛЬНЫХ ЗАЛОВ
С УСТАНОВКОЙ ТИПА «КАРУСЕЛЬ»
В.В. Гордеев, канд. техн. наук; С.В. Собовая
В.Е. Хазанов, канд. техн. наук;
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
На основе полученных от производителей установочных размеров были разработаны планировочные решения доильных залов с установками типа «Карусель» с внешним обслуживанием от 16 до 80 доильных постов и «Карусель» с внутренним обслуживанием от 16 до 48 доильных постов. В планировке доильных залов выделены следующие технологические зоны: доильной платформы (зона расположения коров), работы оператора, входа-выхода животных из установки, технологических проходов. Анализ этих зон показал, что площадь входа-выхода является постоянной, не зависящей от количества доильных постов в установке, площади всех остальных зон являются переменными. Значение площади постоянной зоны было получено графическим способом на основании анализа установочных чертежей производителей доильного оборудования, а переменных - расчетным. Получены формулы для расчёта различных технологических зон и общей технологической площади доильного зала в зависимости от варианта обслуживания и количества доильных постов. Предложенная методика расчета площадей технологических зон доильного зала может быть использована на стадии выбора доильной установки и концептуального проектирования для определения площади доильного зала, объёмов инвестиций на строительство зданий под данный зал, а также затрат воды на его мытьё в процессе эксплуатации и объёма образующихся при этом стоков, требующих утилизации.
Ключевые слова: доильный зал, планировочные решения, методика расчета, доильная установка.
Для цитирования: Гордеев В.В., Хазанов В.Е., Собовая С.В. Методика расчета технологических площадей доильных залов с установкой типа «Карусель»// Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 2 (99). С 277-286.
CALCULATION METHOD OF TECHNOLOGICAL AREA OF MILKING PARLOURS
WITH CAROUSEL INSTALLATIONS
V.V. Gordeev, Cand. Sc. (Engineering); S.V. Sobovaya
V.E.Khazanov, Cand. Sc. (Engineering);
