Научно-информационное обеспечение инновационного развития и модернизации животноводства

Прошедшая зима показала удовлетворительные результаты. Ферма начала закомплектовываться нетелями с ноября. Сегодня отелилось 80 голов. Средний удой 21 л, а средний суточный привес телят составил 1, 3 кг. Были два случая отелов с двойней. Разница в температуре в коровнике и снаружи 5-7°. Телята до 3-х месяцев размещены также в отдельно стоящем тентованном здании.

Кормановский Леонид Петрович, академик Россельхозакадемии, научный руководитель НПП «Фемакс»

Цой Юрий Алексеевич, член-корреспондент Россельхозакадемии, заведующий отделом ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии Тел. 8(499)171-19-20 E-mail: strebkovds@inbox.ru

There are technical and technological solutions of the creation of family dairy farms from 25 to 200 head. The technological and economic performance of a dairy farm with 126 dairy cows are given .

Keywords: family dairy farms, Dairy Farms, pilot facilities, technology, size of farms, milking equipment, personnel.

УДК 631.3.001.76+002+001.891

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ И МОДЕРНИЗАЦИИ

ЖИВОТНОВОДСТВА

В.Ф.Федоренко

Показаны значение и роль информационного обеспечения животноводства на примере анализа приоритетных направлений развития животноводства, представлены конкретные примеры инновационных решений при модернизации животноводства.

Ключевые слова: модернизация животноводства, информационная среда, инновация, технологии, технический уровень, кластеры, тенденции развития техники, база данных.

В результате проводимых с начала 90-х годов реформ в агропромышленном комплексе страны, произошло снижение объёмов и экономической эффективности производства продукции животноводства. Существенно сократилось поголовье животных, разрушился генетический и производственный потенциал отрасли, обострилась конкуренция со стороны возросшего импорта.

Восстановлению животноводства способствовала реализация приоритетного национального проекта «Развитие АПК», целевые установки которого вошли в Государственную программу «Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 гг.», предусматривающей увеличение на треть производства животноводческой продукции к 2012 г. по отношению к 2006 г., что предполагает ежегодный прирост объемов производства не ниже 5%.

Рост объемов производства продукции животноводства будет обеспечиваться за счет создания принципиально новой технологической базы, использования современного ресурсосберегающего технологического оборудования для модернизации животноводческих ферм и ускоренного создания кормовой базы.

Решить поставленные задачи, восстановить нарушенные воспроизводственные процессы, преодолеть отставание от развитых индустриальных стран возможно только переориентировав отрасль на инновационный путь развития, который позволит повысить эффективность производства, снизить зависимость страны от импорта продовольствия, обеспечить конкурентоспособность и устойчивость отечественного животноводства.

В связи с этим все более важную роль приобретает информационная среда, обеспечивающая накопление, обработку и распространение информации, адекватной полученным новым знаниям. Основополагающим элементом такой информационной среды является научно-информационная инфраструктура, представляющая собой важный фактор развития аграрного сектора экономики.

Эффективное обеспечение органов управления АПК, ученых и специалистов информацией об инновациях и передовом производственном опыте является основой принятия обоснованных решений по индустриально-технологической модернизации сельскохозяйственного производства на базе новейших отечественных и зарубежных технологий и техники.

Это достигается созданием информационных ресурсов, развитием информационного пространства в ИТС АПК, применением современных информационных технологий и других компонентов системы научно-информационного обеспечения отрасли. Использование этих компонентов учеными и производственниками обеспечит прогнозирование технических характеристик машин нового поколения и решит вопрос модернизации ИТС АПК.

Головной организацией по информационному обеспечению машинно-технологической модернизации на федеральном уровне является ФГНУ «Ро-синформагротех». В систему информационного обеспечения сельского хозяйства входят также информационно-консультационные службы (ИКС) АПК. В рамках создаваемой инновационной системы научно-информационное обеспечение сельского хозяйства концентрируется на следующих направлениях:

• использование автоматизированных баз данных для экспертизы инновационных проектов;

• информационный мониторинг инновационного развития АПК;

• анализ мирового рынка инноваций и отбор инновационных проектов для освоения отечественными научными и сельскохозяйственными предприятиями;

• создание единой информационной базы по инновационным разработкам;

• научно-информационное обеспечение разработки инновационных проектов;

• анализ и распространение отечественного и зарубежного инновационного опыта;

• анализ тенденций мирового научно-технического и технологического развития и разработка предложений по формированию приоритетных направлений и перечня критических технологий для реализации в АПК России.

Можно выделить четыре вида инноваций в животноводстве:

- биологические - создание и внедрение новых пород животных и птицы, биотехнология, биологическая зашита животных;

- технические - совершенствование существующих и создание новых типов машин, обеспечивающих автоматизацию процессов и использование новых источников энергии;

- технологические - совершенствование существующих и создание новых технологий производства животноводческой продукции;

- экологические - разработка и применение биологических, технических и технологических новшеств, которые в наименьшей мере оказывают негативное влияние на окружающую природу, обеспечивают получение сельскохозяйственной продукции без вредных примесей.

От биологических инноваций, отражающих важнейшие направления совершенствования селекционно-генетического потенциала непосредственно зависит уровень продуктивности животных, эффективное использование кормовых ресурсов, освоение ресурсосберегающих технологий, способствующих повышению уровня интенсивности и эффективности производства.

Технологические и технические группы инновации связаны с индустриализацией производства, механизацией и автоматизацией производственных процессов, модернизацией и техническим перевооружением производства, освоением наукоемких технологий, ростом производительности труда, обусловливающими уровень и эффективность производства экологически чистой продукции животноводства. Осваиваемые инновации должны быть направлены на обеспечение населения полноценными продуктами питания с учетом региональных, природных, экономических и других условий, влияющих на функционирование аграрного сектора экономики; на максимальное сохранение питательной ценности сельхозпродукции в процессе ее сбора, транспортировки и хранения, получение на ее основе полноценных продуктов питания, удовлетворяющих по количеству, качеству и экологической чистоте все слои населения.

В качестве приоритетов научно-информационного обеспечения модернизации животноводства можно выделить следующие направления:

• усовершенствование системы крупномасштабной селекции с широким использованием современной компьютерной техники для использования мировых генетических ресурсов и контроля хода селекционных процессов;

• восстановление и развитие животноводческих комплексов и птицефабрик, осуществляющих производство продукции животноводства на базе освоения современных индустриальных, ресурсосберегающих технологий и инновационных процессов на специализированных предприятиях;

• механизация и автоматизация производственных процессов, модернизация и техническое перевооружение производства, наукоемкие электронные ресурсосберегающие технологии в животноводстве и птицеводстве;

• интенсивные экологически безопасные и технологически безотходные индустриальные технологии и модернизация скотоводства, свиноводства, овцеводства и птицеводства с целью увеличения производства мяса и удовлетворения потребности в нем населения страны;

• высокоадаптивные ресурсосберегающие и адаптивные технологии производства продукции животноводства и аквакультуры на основе автоматизации и компьютеризации производства, машин и оборудования нового поколения, робототехники и электронных технологий, обеспечивающих полную реализацию генетического потенциала животных и птицы с максимальной экономической эффективностью;

• системы автоматизации и компьютеризации производственных процессов на животноводческих фермах;

• наукоемкие машинные технологии содержания и кормления животных и птицы с учетом зональных условий в сельхозпредприятиях различных типов для эффективного использования кормовых ресурсов, максимальной реализации генетического потенциала продуктивности и сохранения здоровья животных; производства, первичной подготовки и хранения высокотоварной, конкурентоспособной продукции животноводства и птицеводства;

• современные технологии доения, сбора, охлаждения, хранения и транспортировки молока, удаления и утилизации навоза для подготовки качественных удобрений в условиях хозяйств, создание оптимального микроклимата в животноводческих помещениях;

• новые технологии утилизации биологических отходов животноводства;

• методы эффективного использования кормовых ресурсов, генетического потенциала продуктивности и сохранения здоровья животных;

• комплексы высокопроизводительных машин и оборудования для производства и хранения высококондиционных кормов для животных и птицы;

• методы и технологии обеспечения ветеринарно-санитарного благополучия животных, качества кормов и получаемой животноводческой продукции.

При разработке требований к перспективной сельскохозяйственной технике принимали участие специалисты ВИМ, ВНИИМЖ, МГАУ и др. В этих требованиях обоснованы показатели технического уровня, к которым должно стремиться сельхозмашиностроение и которые во многом уже достигнуты в лучших зарубежных образцах (таблица 1).

Таблица 1. Показатели технического уровня сельскохозяйственной техники на

долгосрочную перспективу

Показатели технического уровня

Название показателя долгосрочная перспектива достигнутый уровень в России

Многофункциональность машин - количество 10 5

одновременно выполняемых операции

Ширина захвата орудий:

плуги, количество корпусов 20 12

опрыскиватели, м 50 24

машины для внесения минеральных удобрений, м 45-60 28

жатки зерновые, м 15 9

свеклоуборочные комбайны, количество рядов 12-18 6

Грузоподъемность, т:

машины для внесения органических удобрений 30 11

прицепы 40 14

Вместимость бункеров, м :

зерноуборочные комбайны 12 10

свеклоуборочные комбайны 45 -

Транспортная скорость, км/ч 50-60 20-30

Мощность двигателя, л.с.:

тракторы 510 275

зерноуборочные комбайны 456 372

кормоуборочные комбайны 760 275

Удельный расход топлива двигателями 175-200 225-250

тракторов, г/кВтч

Запас крутящего момента у двигателей 60 20-25

тракторов, %

Требования экологии Евро-4, Stage-N, Пег-ГУ Евро-1, Пег-ГГ

Ресурс работы двигателей тракторов, 20 5

тыс. мото-ч

Наработка на сложный отказ, тыс. мото-ч:

у тракторов 2,0 0,2-0,4

у зерноуборочных комбайнов 0,45 0,2

Коэффициент готовности тракторов и зерноуборочных комбайнов в условиях рядо- 0,99 0,9-0,94

вой эксплуатации

Уровень шума в кабинах, дБА Менее 70 80-88

Во всех направления инновационной деятельности основой будут новые эффективные производственные технологии. Приоритетами здесь являются энерго- и ресурсосберегающие технологии производства (энерго- и электровооруженность труда на селе в 2,5 раза ниже, чем в других отраслях экономики страны, удельная энергоемкость продукции в 2 и более раз выше, чем в развитых странах), нововведения, позволяющие повысить надежность и эффективность технических средств, производительность труда, улучшить экологическую безопасность.

В целях научного обеспечения приоритетных направлений развития и модернизации животноводства институтом подготовлены и изданы основополагающие аналитические издания:

• Тенденции машинно-технологической модернизации сельского хозяйства;

• Модернизация инженерно-технической системы сельского хозяйства;

• Управление качеством в сельском хозяйстве;

• Технические и технологические требования к перспективной сельскохозяйственной технике;

• Инновационная деятельность в АПК: состояние, проблемы, перспективы;

• Инновационное развитие альтернативной энергетики (в двух частях) и

др.

Приоритетное развитие должна получить разработка инновационных технологий, обеспечивающих значительное увеличение урожайности, продуктивности и ресурсосбережения в сельском хозяйстве. Повышению надежности сельскохозяйственной техники должны способствовать применение новых технологий при техническом обслуживании и ремонте техники и оборудования, износостойких и высококачественных материалов и покрытий. Это позволит довести моторесурс двигателя до 16-20 тыс. мотто-часов за срок службы, создать высоконадежные рабочие органы и сельскохозяйственные машины.

На основе широкого применения агроинформатики и электроники созданы и уже осваиваются интеллектуальные роботизированные системы и комплексы, которые существенно изменят технологический уклад в сельском хо-зяйстве.Так, в колхозе «Племзавод «Родина» впервые не только в Вологодской области, но и в России, внедрили систему свободного доения коров (VMS) фирмы DeLaval. В 2007 г. в этом хозяйстве построена и пущена в эксплуатацию ферма на 250 коров с доением коров тремя роботами (рис.1). Сейчас здесь работают пять роботов. Их применение обеспечило повышение молочной продуктивности коров более чем на 10% (при начальной средней продуктивности животных 8000 кг на одну голову). Такая же система добровольного доения коров VMS уже более года применяется на мега-ферме СХП имени Рахимова (Татарстан). Эта ферма с 16 роботами VMS вошла в число ведущих в России.

Рис. 1. Робот для доения коров в колхозе «Племзавод «Родина» Вологодской области

Один робот обслуживает 60 ко-а 8 роботов доят 4 группы по 120 в. Срок окупаемости затрат на модернизацию фермы - 7 лет. На Кировском тракторном заводе организована сборка этих роботов для оснащения семейных ферм в рамках реализации ведомственной целевой программы на 2009-2011 гг. по созданию семейных животноводческих ферм на базе К(Ф)Х. Доильные роботы успешно эксплуатируются также на фермах в Ленинградской, Липецкой, Московской и других областях.

Надо отметить, что работа на интеллектуальной технике, освоение наукоемких, точных технологий потребует пересмотра кадровой политики и образования в АПК, которая должна базироваться на организации хозяйств и их инженерном обеспечении нового типа.

Заслуживают внимания и распространения новые формы организации и производства животноводческой продукции. В Белгородской области, например, благодаря кластерному подходу к территориальному распределению ресурсов минимизированы транспортные расходы и оперативно решаются текущие вопросы производства. Кроме того, территориальное зонирование дало возможность оптимизировать структуру его управления (синергизм менеджмента).

Кластерная структура 35 сельскохозяйственных предприятий, входящих в ООО «Агро-Белогорье», работающих в замкнутом цикле, производит зерно, комбикорма, племенных свиней, товарную свинину и продукты ее переработки, утилизирует отходы производства. При создании компании особое внимание уделено внедрению современной генетики, высокотехнологичного оборудования и квалифицированному персоналу.

Здесь создан репродуктор первого порядка, используется новая технология выращивания свиней с разделением технологического процесса на отдельные производственные циклы. Каждый свинокомплекс - это производство, оснащенное автоматизированными системами жизнеобеспечения животных. Применение оборудования немецкой компании «Биг Дачмен» максимально оптимизирует технологические процессы. Все поголовье, а это более 550 тыс. животных (из них более 50 тыс. - свиноматки), содержится на 45 изолированных друг от друга площадках, что отвечает требованиям биобезопасности. В результате среднегодовое количество отъемных поросят на одну свиноматку достиг-

ло 25; конверсия корма - менее 3 корм. ед. на 1 кг привеса; средний возраст товарных свиней, отправляемых на убой, 195 дней массой 112 кг.

При организации информационного обеспечения модернизации сельского хозяйства должны учитываться современные тенденции развития машин и оборудования для животноводства. Это, прежде всего, повышение долговечности, надежности и производительности машин, качества выполнения технологических операций, активное использование в конструкциях современных машин последних достижений в области электроники, компьютерных и информационных технологий.

Для кормления животных - это разработка и производство разнообразных по конструктивному исполнению и функциональным возможностям машин для приготовления и раздачи кормов, предоставление сельхозтоваропроизводителям широких возможностей по комплектованию оптимального состава парка техники с учетом всех особенностей конкретного предприятия.

В последние годы значительно увеличилась доля измельчителей-смесителей-кормораздатчиков с вертикальной системой измельчения-смешивания. При этом совершенствуются конструктивные элементы кормораздатчиков, которые обеспечивают повышение надежности и качества приготовления кормосмесей, возможность использования при изменяющихся условиях работы и др.

В современном сельскохозяйственном производстве одним из важнейших условий эффективного использования имеющегося парка машин является их универсальность. Создание универсальных измельчителей - смесителей - кормораздатчиков, приспособленных к изменяющимся условиям работы, стало возможным благодаря конструктивному исполнению их по модульному принципу. Повышение производительности при доении осуществляется путем снижения затрат времени на выполнение подготовительных и заключительных операций за счет быстрого входа, позиционирования и выхода животных, использования различных вспомогательных устройств, автоматизации заключительных операций доения и др.

Для автоматизации заключительных операций доения применяются специальные манипуляторы. В настоящее время рассматривается возможность увеличения пороговой величины съема доильных аппаратов до 250-300 мл/мин, а в некоторых случаях и до 400 мл/мин.

Развитие оборудования для охлаждения молока на фермах осуществляется по пути снижения затрат энергии на выполнение процесса охлаждения, обеспечения высокого качества охлаждаемого молока, создания оборудования для различных по размеру предприятий. Для этих целей используется оборудование с непосредственным охлаждением (без промежуточного хладоносителя).

Перспективным является охлаждение молока в две стадии: на первой выполняется предварительное охлаждение молока, а на второй - глубокое охла-

ждение и хранение. Развитие нанотехнологий в животноводстве осуществляется по следующим направлениям:

• методы профилактики заболеваний молодняка сельскохозяйственных животных с использованием наноразмерных частиц биоцидных металлов;

• приборы и устройства (датчики-наночипы) для получения информации о макромолекулярных процессах в органах животных (в том числе выявление раковых образований), диагностики инфекционных заболеваний, адресной доставки препаратов;

• наномолекулярные модели из эмбрионально-плацентарных жидкостей и тканей;

• комплексы биометаллов с витаминами и аминокислотами;

• комплекс приборов для электрофизиотерапии животных;

• производство кормовых добавок.

В институте пищевой биотехнологии на основе биокатализа и микробной конверсии сельскохозяйственного сырья создан кормовой лизино-белковый препарат «Либел».

Его испытания показали, что использование «Либела» в животноводстве для сбалансирования кормов позволяет сократить расход основных кормов в свиноводстве на 10% и повысить прирост живой массы на 10-15%. В птицеводстве также отмечено увеличение мясной продуктивности бройлеров и повышение яйценоскости кур.

Приоритетные направления и тенденции развития машин и оборудования для модернизации животноводства служат ориентиром при подготовке аналитической информации в рамках системы мониторинга инновационного развития АПК, по которой ежегодно подготавливается 220-250 материалов, в т.ч. 5080 по механизации и автоматизации животноводства.

В рамках этой системы анализируется информация, отражающая новые направления и тенденции, характерные для развитых стран: автоматизация и роботизация доения, уборки навоза, новые технологии и оборудование для раздачи кормов и содержания животных, тенденции развития машин и оборудования по материалам отечественных и международных выставок.

Вывод на рынок кормовой добавки для животных на основе защищенного протеина и наночастиц селенопирана по данным Пензенской государственной сельскохозяйственной академии имеет высокую эффективность (табл.2).

Таблица 2. Эффективность кормовой добавки на основе защищенного протеина

и наночастиц селенопирана

Показатели Значение

Дополнительная продукция, л/молока в сутки 1,5-3

Среднесуточной прирост живой массы, г 100-150

Дополнительная прибыль, руб./гол в сутки 5-7

Для диагностики заболеваний в институте молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН и ООО «Биочип-ИМБ» созданы специальные биочипы. Сегодня уже работает опытное производство мощностью 1 млн. чипов в год.

Важнейшими составляющими информационного обеспечения являются документальные, фактографические и другие базы данных, сформированные ФГНУ «Росинформагротех» (табл.3).

Таблица 3. Базы данных ФГНУ «Росинформагротех»

Наименование базы данных (свидетельство в Государственном регистре баз данных) Год создания Число документов

Инженерно-техническое обеспечение АПК, машины и оборудование для перерабатывающих отраслей промышленности (№ 0229601289) 1988 100500

Результаты испытаний отечественной и зарубежной сельскохозяйственной техники (№ 0229601289) 1990 4730

Машины и оборудование для сельскохозяйственного производства и переработки с.-х. продукции (№ 0229601286) 1995 15100

Технологии производства продукции растениеводства, животноводства, малотоннажной переработки и технического сервиса в АПК (№ 022030544) 2003 411

Потребителей информационной продукции по инженерно-технической системе АПК (№ 0220713206) 2007 900

Результаты научно-технической деятельности Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (№ 0220712409) 2007 300

Электронный каталог новых поступлений в СИФ (02202088942) 2007 1820

Предусматривается их дальнейшая модернизация, обеспечение открытого доступа в общем информационном пространстве. Также должны быть созданы новые специализированные БД для оценки и мониторинга технического уровня новых технологий и машин, анализа инновационного развития АПК, экспертизы инновационных процессов и научных разработок. Планируется разработка электронных справочников по производству продукции животноводства, базирующихся на применении гипертестовой технологии, более широкое использование полнотекстовых БД, аналитических и других материалов.

Важным направлением научно-информационного обеспечения животноводства является доведение информации по новым разработкам до сельхозтоваропроизводителей. За последние три года институтом подготовлено, издано и направлено потребителям более 30 наименований рекомендаций, целевых программ ведомства, докладов и других материалов, направленных на модернизацию животноводства. Так, изданы ведомственные целевые программы по развитию свиноводства, племенного коневодства, птицеводства; рекомендации по повышению эффективности производства продукции животноводства, по техническому и технологическому переоснащению свиноводческих ферм и другие.

Федоренко Вячеслав Филиппович, член-корреспондент Россельхозакадемии, доктор технических наук, профессор, директор

ФГНУ «Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса» Тел.(495)993-44-04

E-mail: fedorenko@rosinformagrotech.ru

The importance and role of informational supporting of animal husbandry are shown on the example of the analysis of priority directions of development of animal husbandry, there are specific examples of innovative solutions for modernization of animal husbandry.

Keywords: modernization of animal husbandry, informational environment, innovation, technology, technological level, clusters, trends in technology, the data base.

УДК 631.223.4.013+637.623

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРАНСПОРТЁРА-КЛАССИРОВЩИКА ШЕРСТИ

С.Ю.Зудин, Д.С.Лебедев, Ю.А.Мирзоянц, В.Е. Фириченков

Представлены материалы по методике экспериментальных исследований транспортера-классировщика шерсти и способы определения исследуемых параметров.

Ключевые слова: экспериментальная установка, транспортер-классировщик шерсти, принцип работы, методика исследований.

Качество натуральной шерсти, как показывает практика проведения машинной стрижки овец, в значительной степени зависит от своевременного удаления из неё сорных примесей на самых ранних стадиях обработки рун. [1] С учётом этого обстоятельства были поведены научные изыскания, в ходе которых разработан «Транспортёр-классировщик шерсти» (получен патент на изобретение № 2377345 от 27.12.2009 г., бюллетень № 36; по заявке № 2006106883 от 06.3.2006 г.), в котором предусмотрена очистка остриженной шерсти от легко удаляемого сора сразу после стрижки при её перемещении от стригальщика до классировщика, путём встряхивания несущего сетчатого полотна с помощью битеров.