Проблемы эффективного смешивания сочных и концентрированных компонентов кормосмеси для крупного рогатого скота в условиях современного животноводства

УДК 636.2.084

ПРОБЛЕМЫ ЭФФЕКТИВНОГО СМЕШИВАНИЯ СОЧНЫХ И КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ КОМПОНЕНТОВ КОРМОСМЕСИ ДЛЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ЖИВОТНОВОДСТВА

A. С. Дорохов, член-корреспондент РАН Е.А. Никитин, аспирант

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

B.С. Семенюк, студент РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева E-mail: evgeniy.nicks@yandex.ru

Аннотация. Представлена номенклатура и обоснование необходимых компонентов кормовой смеси для реализации приготовления сбалансированного рациона крупного рогатого скота. Аналитически рассмотрен перечень современных технологий и методов приготовления полнорационной кормовой смеси для крупного рогатого скота в молочном животноводстве. Представлена номенклатура технических средств, аппартано-программных комплексов и оборудования для оптимизации и контроля качества приготовления концентрированных компонентов кормовой смеси. Проведен теоретический анализ технических и технологических факторов, влияющих на эффективность приготовления полнорационной кормовой смеси для крупного рогатого скота в условиях современного животноводства. Обоснована необходимость эффективного смешивания и равномерного распределения компонентов кормовой смеси в общем объеме. Проведен анализ агрегатного состояния компонентов кормовой смеси. Теоретически обоснованы причины неравномерного смешивания и распределения концентрированных компонентов кормовой смеси в общем объеме. Предложена концепция решения указанной проблемы, путем создания автоматизированной поточной технологической линии по приготовлению полнорационной кормовой смеси, которая будет включать в себя линию предварительного измельчения (по необходимости), устройствами дифференцированного дозирования (взвешивания) концентрированных компонентов и гранулирования с дальнейшим внесением компонентов в основной объем кормовой смеси (силос, сенаж). Путем предложенной концепции создания поточно-технологической линии и аппаратно-программного комплекса, позволяющего достигать качественного приготовления кормовой смеси, планируется оказать влияние на повышение эффективности усвоения компонентов кормовой смеси и получение полной номенклатуры компонентов в изночально необходимой пропорции.

Ключевые слова: комбикорм, кормосмесь, животноводство, молоко, качество, премикс, цифровое животноводство.

Введение. В настоящее время рентабельность производства молока во многом определяется продуктивностью и продуктивным долголетием животного, что в 60% случаев достигается за счет составления сбалансированного рациона и качественного приготовления кормосмеси [1]. Пищеварительная система крупного рогатого скота имеет сложное строение и является основным местом формирования молочной продуктивности животного [7]. Высокий надой и интенсивный обмен веществ у высокопродуктивных животных требует оптимизации их рациона

кормления с учетом физиологического состояния, периодов и даже дней лактации [6].

Наиболее остро проявляется потребность высокопродуктивных коров в энергии в первый период после отела, т.к. животное находится на стадии раздоя, что подразумевает существенное, ежедневное увеличение надоя, при этом способность к поеданию кор-мосмеси не возрастает и потребляемые питательные вещества не покрывают расход энергии идущей на синтез молока, а также в момент пика молочной продуктивности первой половины лактации, когда с молоком из

организма животного вымываются полезные вещества [8]. Поддержание энергетического баланса во многом обеспечивается за счет потребления концентрированных компонентов кормосмеси: шрот подсолнечника, шрот соевый, шрот рапсовый, свекловичный жом, размол зерна кукурузы, ячменя и др., а также высококонцентрированных премиксов и минеральных добавок, насыщенных макроэлементами, массовая доля которых может достигать менее 1% во всем объеме получаемого корма [5].

Учитывая физиологию пищеварительных процессов КРС, местом основных процессов бактериальной ферментации питательных веществ является рубец. Вместе с превращением основных компонентов кормосмеси в доступные для организма животных соединения в рубце протекают синтетические процессы образования белка и витаминов, получаемых из концентрированных компонентов кормосмеси.

Раскрывая суть физиологических процессов, стоит отметить, что нормальное функционирование рубца возможно только при достаточном потреблении клетчатки, получаемой из грубых и объемистых компонентов кормосмеси, а поддержание энергетического потенциала животного обеспечивается потреблением концентрированных компонентов, которые, в свою очередь, не синтезируются в энергетический потенциал без достаточного количества клетчатки [4].

Резюмируя вышеперечисленное, стоит отметить, что продуктивность животного во многом определяется не только исходя из сбалансированности составленного рациона, но и качеством приготовления получаемой на кормовом столе кормосмеси [2].

Цель исследования: выявление технико-технологических проблем приготовления кормосмеси для крупного рогатого скота.

Материалы и методы. В данной работе применены:

- методы эмпирического исследования: наблюдение и фотографирование процесса приготовления кормосмеси в кормомиксе-рах; сравнение показателей влажности компонентов кормосмеси;

- методы экспериментально-теоретического уровня: анализ качества смешивания компонентов кормосмеси.

Результаты и обсуждение. Для рассмотрения проблемы приготовления и качества усвоения компонентов кормосмеси, проанализируем процентное соотношение и тип фракции потребляемых компонентов (таблица 1). Анализ проведем на основе рационов для дойных коров 91-210 дня лактации агрофирмы АО «Зеленоградское», имеющей статус племенного репродуктора черно-пестрой голштинизированной породы коров со средним удоем 9400 кг молока в год на одну фуражную корову (один из лучших показателей по РФ). Детальное рассмотрение рациона для дойных коров показывает, что до 73% от общей массы кормосмеси приходится на компоненты с высокой влажностью (сочные корма), остальной состав рациона составляют концентрированные компоненты сухой фракции (влажность до 14%), а также высококонцентрированные премиксы и минеральные добавки.

Таблица 1. Рацион дойных коров 91-210 дня _лактации в АО «Зеленоградское»_

№ Наименование Мас- Массовая до- Тип

компонентов кор- са, ля в общем фрак-

мосмеси кг/сут. объеме, % ции

1. Силос кукурузный 21,0 39,69 Влажная

i Сенаж злаковых 18,0 33,95 Влаж-

трав ная

3. Размол кукурузного зерна 4,5 8,48 Сухая

4. Шрот рапсовый 3,5 6,60 Сухая

5. Солома овсяная 1,5 2,82 Сухая

6. Шрот соевый 1,5 2,82 Сухая

7. Шрот подсолнечника 1,5 2,82 Сухая

8. Размол ячменный 1,0 1,88 Сухая

9. Премикс «Agro Feed» VBP 1110 0,2 0,37 Сухая

10. Монокальций фосфат, pCa 0,2 0,37 Сухая

11. Витаминная добавка «Клиносорб» 0,07 0,13 Сухая

12. Тонизирующая добавка «Farmatan» 0,04 0,07 Сухая

Итого 39 73,6 Влажная

14,01 26,4 Сухая

На данный момент одним из самых популярных способов приготовления кормосмеси является покомпонентная загрузка кормов в кормомиксер и их дальнейшее смешивание в момент транспортировки до места раздачи [3]. Осуществляется это двумя типами миксеров: прицепными (рис. 1) или самоходными (рис. 3).

Рис. 1. Загрузка прицепного кормомиксера

Несмотря на наличие обратной связи в системе «погрузчик-кормомиксер» (рис. 2), с точки зрения качества приготовления кор-мосмеси существует ряд недостатков:

- сложность соблюдения пропорции компонентов при опрокидывании ковша (резкое сваливание массы);

- одномоментная выгрузка высококонцентрированных компонентов.

С применением самоходных кормомик-серов, оснащенных системой автономной загрузки, вероятность несоблюдения пропорции компонентов кормосмеси, вызванная человеческим фактором, была сведена к минимуму.

Автоматическая система контроля за приготовлением кормосмеси не позволит продолжить наполнение кормомиксера после прохождения контрольного значения массы компонента, считываемого посредствам блока управления тензодатчиков, установленных на емкости смешивания, пока оператор не подтвердит начало загрузки нового.

Однако это не решает проблему налипания сухой концентрированной фракции кор-мосмеси на сочные компоненты, что вызывает неравномерность распределения компонентов в общем объеме.

В настоящее время наилучшие показатели приготовления кормосмеси обеспечиваются с применением технологии раздельного приготовления концентрированных и объемистых сочных компонентов корма и дальнейшего их смешивания (рис. 3) [9].

Рис. 2. Принцип работы системы оповещения оператора при загрузке компонентов в кормомиксер

Последствия выявленных факторов:

- высокая погрешность соблюдения пропорции компонентов кормосмеси на выходе;

- налипание высококонцентрированных компонентов на сочные корма и их неравномерное распределение.

Рис. 3. Самоходный кормомиксер

Это обеспечивается посредствам приготовления комбикорма на специальном оборудовании (рис. 4), где каждый компонент подвергается предварительному дроблению до необходимой фракции, затем каждый них дозируется в смешивающее устройство в необходимой пропорции, куда при смешивании добавляются высококонцентрированные премиксы и минеральные добавки [8].

нория нория нория

Рис. 4. Технологическая схема приготовления концентрированных комбикормов

Таким образом, приготовление сухой фракции кормосмеси осуществляется в условиях оптимальной влажности и в сравнении с покомпонентной загрузкой в кормомиксер обеспечивает более равномерное смешивание в общем объеме.

Однако визуальный анализ качества приготовленной кормосмеси показал, что это не решает проблему налипания сухих концентрированных компонентов на влажные объемистые. При поедании такой кормосмеси высока вероятность недополучения необходимых элементов для восполнения энергетического потенциала либо перенасыщение концентрированной фракции, что, в свою очередь, пагубно влияет на микрофлору рубца коровы и ее продуктивность в дальнейшем.

Результаты и обсуждения. Проблема повышения эффективности приготовления и усвоения компонентов кормосмеси для крупного рогатого скота решаема путем разработки автоматизированной поточно-технологической линии, прототипом которой является технологическая линия приготовления россыпного комбикорма с добавлением модуля поточного смешивания и пропорциональной дозировки объемистых компонентов кормосмеси, имеющих высокую влажность (силос, сенаж). Это позволит обеспечить необходимое измельчение и равномерное распределение всех компонентов в общем объеме.

Выводы. Предлагаемая методика приготовления кормосмеси для крупного рогатого скота на кормовых площадках с применением автоматизированной поточно-технологической линии смешивания, оснащенной системой точного дозирования влажной объемистой и сухой высококонцентрированной фракции кормосмеси, повысит равномерность распределения каждого компонента и качество смеси на выходе. Это окажет положительное воздействие на усвоение кормо-смеси и решит проблему недополучения или повышенного потребления концентрированных компонентов кормосмеси и минеральных добавок на кормовом столе, вызванную технико-технологическим несовершенством оборудования для приготовления. Реализация планируемых результатов окажет прямой положительный эффект на продуктивность КРС и выживаемость поголовья.

Литература:

1. Буряков Н.П., Бурякова М.А, Караваева Е.В. Особенности кормления высокопродуктивных коров. URL: http://www.dairynews.ru/news/osobennosti korm-lenija wsokoproduktivnvh korov1628.html

2. Приоритетные направления роботизации процессов на молочных фермах / Кормановский Л.П. и др. // Техника и оборудование для села. 2017. № 12. С. 24.

3. Федоренко В.Ф. Информационные технологии в сельскохозяйственном производстве. М., 2014. 224 с.

4. Сивкин Н.В., Стрекозов Н.И. Изменчивость удоя между смежными лактациями в селекции и оценке условий содержания коров // Молочное и мясное скотоводство. 2013. № 4. С. 8-10.

5. Крупный рогатый скот: содержание, кормление, болезни (диагностика и лечение). СПб., 2016. 752 с.

6. Хисамов Р.Р. Оценка поведенческих реакций коров -первотелок при беспривязно-боксовой системе содержания и доения на роботах // Ученые записки Казанской ГАВМ. 2011. Т. 206. С. 251-255.

7. Горбачев М.И. Технологическое и техническое переоснащение молочных ферм в современных условиях // Международный технико-экономический журнал. 2009. № 5. С. 20-24.

8. Маклахов А.В. Инновационные решения технологических процессов в животноводстве. Вологда, 2016.

9. Vasilyev A., Budnikov D., Gracheva N. The mathematical model of grain drying with the use the electroactivat-ed air // Research in Agricultural Electric Engineering. 2014. V. 2. P. 32-37.

Literatura:

1. Buryakov N.P., Buryakova M.A, Karavaeva E.V. Oso-bennosti kormleniya vysokoproduktivnyh korov. URL: http://www.dairynews.ru/news/osobennosti_ kormlenija_ vysokoproduktivnyh_korov1628.html

2. Prioritetnye napravleniya robotizacii processov na mo-lochnyh fermah / Kormanovskij L.P. i dr. // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2017. № 12. S. 24.

3. Fedorenko V.F. Informacionnye tekhnologii v sel'sko-hozyajstvennom proizvodstve. M., 2014. 224 s.

4. Sivkin N.V., Strekozov N.I. Izmenchivost' udoya mez-hdu smezhnymi laktaciyami v selekcii i ocenke uslovij soderzhaniya korov // Molochnoe i myasnoe skotovodst-vo. 2013. № 4. S. 8-10.

5. Krupnyj rogatyj skot: soderzhanie, kormlenie, bolezni (diagnostika i lechenie). SPb., 2016. 752 s.

6. Hisamov R.R. Ocenka povedencheskih reakcij korov -pervotelok pri besprivyazno-boksovoj sisteme soderzha-niya i doeniya na robotah // Uchenye zapiski Kazanskoj GAVM. 2011. T. 206. S. 251-255.

7. Gorbachev M.I. Tekhnologicheskoe i tekhnicheskoe pe-reosnashchenie molochnyh ferm v sovremennyh us-loviyah // Mezhdunarodnyj tekhniko-ehkonomicheskij zhurnal. 2009. № 5. S. 20-24.

8. Maklahov A.V. Innovacionnye resheniya tekhnologi-cheskih processov v zhivotnovodstve. Vologda, 2016.

9. Vasilyev A., Budnikov D., Gracheva N. The mathematical model of grain drying with the use the electroactivat-ed air // Research in Agricultural Electric Engineering. 2014. V. 2. P. 32-37.

THE PROBLEM OF CATTLE FEED MIXTURES' JUICY AND CONCENTRATED COMPONENTS EFFECTIVE MIXING AT LIVESTOCK BREEDING MODERN CONDITIONS

A.S. Dorohov, RAS corresponding member

E.A. Nikitin, post-graduate student

FGBNY "Federal research agroengineering center of VIM"

V.S. Semenyuk, student

RGAU-MSHA after K.A. Timiryazev

Abstract. The nomenclature and justification of feed mixture's necessary components for cattle balanced ration co -oking implementation is presented. The list of dairy farming modern technologies and methods of cattle complete feed mixture's preparation is analytically considered. The nomenclature of technical means, apparatus -and- software complexes and equipment optimization and quality control for concentrated feed mixture components preparation is presented. The theoretical analysis of the technical and technological factors influencing on cattle fullra-tion feed mixture preparation efficiency at the modern animal husbandry conditions is carried out. The necessity of feed mixture components' effective mixing and uniform distribution in the total volume is justified. The feed mixture components' aggregate state analysis is carried out. The concentrated feed mixture components' ununiform mixing and distributing in the total volume reasons are theoretically justified. The concept of this problem's solving is proposed, through the automated technological production line's creation for complete feed mixtures preparation which will include a line of pre-shredding (if required), differential dispensing (weighing) devices of the concentrated components and its granulating with further modification in the main feed volume (silage, haylage). By the proposed concept of creating a stream-processing lines and apparatus -and- software complex, allowing to achieve of feed mixture high-quality preparation, it is planned to make an impact on the feed mixture components absorption efficiency improving and a full range of nomenclature's components in originally necessary proportion's receiving. Keywords: combined feed, feed mixture, animal husbandry, milk, quality, premix, digital animal husbandry.