Реферат: Анию ресурсосберегающих, инновационных технологий с использованием энергоэффективных систем обеспечения микроклимата с утилизацией тепла животных и тепла молока

УДК 631.22.014

Опыт и перспективы использования ресурсосберегающих, инновационных технологий при реконструкции ферм крупного рогатого скота


Попов В.Д. – академик Россельхозакадемии,

Вторый В.Ф.- д-р техн.наук, ГНУ СЗНИИМЭСХ


Рассматриваются вопросы по использованию ресурсосберегающих, инновационных технологий с использованием энергоэффективных систем обеспечения микроклимата с утилизацией тепла животных и тепла молока.


Ключевые слова: ПРОИЗВОДСТВО МОЛОКА, ГОВЯДИНА, МОДЕРНИЗАЦИЯ ФЕРМ, МИКРОКЛИМАТ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО ПОМЕЩЕНИЯ.


Сегодня показатели эффективности производства молока и говядины в России существенно уступают показателям стран с развитым животноводством, что существенно влияет на уровень потребления продуктов питания населением. Так Российская Федерация занимает четвёртое место среди крупнейших производителей молока в мире после США, Индии и Китая. Однако, по производству молока на душу населения наша страна, к сожалению, лишь на десятом месте после Дании, Беларуси, Франции, Германии и др. стран (Таблица 1).

Таблица 1.

Производство молока в России и некоторых странах мира

(FAO Statistics Division, 2007)


Страна

Произведено молока всего, тыс. т.

Население, млн. чел.

Произведено на душу населения, кг/год

США

82463

301,1

267

Индия

34775

1131,2

31

Китай

32249

1322,1

24

Россия

31074

141,3

220

Франция

26133

61,0

428

Германия

25453

81,9

348

Украина

13714

46,2

296

Польша

11956

38,5

310

Беларусь

5677

9,7

585

Дания

4600

5,4

845

Бельгия

3120

10,3

300



За годы перехода России к рыночной экономике производство на душу населения снизилось: молока с 376 кг в 1990 году до 217 кг в 2006 году, мяса в убойной массе с 68 до 34 кг соответственно. Поголовье крупного рогатого скота в 1990 году составляло 57 млн.голов, а в 2006 году 21 млн. голов. Рост молочной продуктивности коров не возмещает снижение валового производства молока из-за падения поголовья. Снизилась средняя живая массы одной головы КРС реализованной на убой. Аналогичная ситуация наблюдается практически во всех регионах страны в том числе и Ленинградской области, где несмотря на значительный рост продуктивности коров (в 2007 году она составила в сельскохозяйственных организациях 6495 кг, но необходимо отметить что это на 75 кг меньше уровня 2006 года и связано в первую очередь с резким подорожанием концентрированных кормов и снижением их доли в рационе животных). Общее валовое производство молока в 2007 году также сократилось и составляет сегодня почти в 2 раза ниже уровня 1990 года, среднесуточный прирост живой массы на откорме КРС достиг уровня 1990 года и составил в 2007 году 654 грамм при снижении общего поголовья животных. По данным Северо-Западного научно-исследовательского института экономики и организации сельского хозяйства для условий Ленинградской области экономически эффективно иметь продуктивность коров не менее 5000-5500 кг (Рис. 1). Более половины хозяйств Ленинградской области сосредоточено в этой группе (Рис. 2).





80


60


40





20


0


-20


-40


2000

4000

6000

8000

10000


Удой, кг

Рис. 1 Влияние продуктивности коров на уровень рентабельности производства молока.






2001- 3001- 4001- 5001- 6001- 7001- свыше

3000 4000 5000 6000 7000 8000 8000

Продуктивность коров, кг в год



Рис. 2 Группировка сельскохозяйственных организаций. Ленинградской области по продуктивности коров


Для сельскохозяйственных предприятий Северо-Запада и России в целом основная проблема это использование устаревших, высоко ресурсозатратных технологий при низкой производительности и тяжелых условиях труда животноводов большого физического и морального износа всей производственной базы молочного и мясного животноводства, острый дефицит квалифицированных кадров.

Повысить эффективность и конкурентоспособность отрасли невозможно без реконструкции и модернизации ферм и комплексов на базе новейших технологий и технических средств. Но освоение современных технологий, кроме значительных финансовых затрат, требует глубокого знания особенностей этих технологий, что возможно лишь при научном обеспечении в основе которого лежат новые знания фундаментального и прикладного характера, а также практический опыт передовых хозяйственников России и зарубежья. Институты Россельхозакадемии обладая большим инновационным потенциалом, имеют возможность расширения этой деятельности с использованием инновационных технологий и в первую очередь внедренческих и инжиниринговых.


Исследования, технологические наработки позволяют нашему институту активно участвовать в модернизации ферм по производству молока и говядины.

Основой внедрения современных технологий является глубокая, научно обоснованная технологическая проработка будущего животноводческого объекта. Известно, что формирование коровы длится около двух лет и включает в себя 7-8 различных фаз. Всего с учётом межотельного цикла самой коровы на молочной ферме одновременно содержатся животные, находящиеся на 14-15 различных фазах. Каждая из этих фаз предъявляет свои особые требования к содержанию, обслуживанию, кормлению, поению, удалению навоза и т.п.[1].

Очень важно синтезировать технологии содержания и обслуживания, которые в наибольшей степени соответствующие физиологическим потребностям животных на каждой из фаз их биологического цикла, способствующие повышению продуктивности и продолжительности жизни коров, обеспечивающие условия повышения производительности труда и снижения себестоимости производимой продукции.. Это сложная задача, и поэтому для решения ее в институте под руководством д-ра технических наук, профессора Хазанова Е.Е. разработано автоматизированное место технолога, помогающее решить ее в диалоговом режиме. Используя указанные условные обозначения, сформирована своеобразная матрица технологий содержания и обслуживания КРС для условий Северо-Запада России [1]. Всего матрица содержит 376 технологий, из которых наибольшее количество основано на беспривязном способе содержания скота.

Наряду с использованием АРМ и методологии, базирующейся на матрице возможных технологий, эффективным, интегрирующим методом формирования технологий является технологическое проектирование, которое позволяет учесть множество факторов, не поддающихся формализации.

Для облегчения технологического проектирования помещений для беспривязно-боксового содержания скота разработан типоразмерный ряд технологических модулей. Существует всего семь базовых модулей позволяющих рассмотреть довольно большое количество технологических решений. Существенно облегчает синтез технологий и разработанный институтом альбом рекомендуемых технологических схем реконструкции типовых коровников. Только для типовых зданий шириной 21м предложено 10 различных вариантов реконструкции.

Все большую остроту приобретает эффективное использование ресурсоберегающих технологий и технологических процессов. И самый основной ресурс это корма. На кормление приходится около 40% всех трудозатрат на молочной ферме, а финансовые затраты на корма составляют около 50-60% себестоимости производимой продукции. В последние годы произошло существенное изменение рациона кормления КРС. Это связано с переходом на заготовку высококачественного силоса из подвяленных трав, скошенных в оптимальные сроки, консервирование плющеного зерна, собранного в стадии молочно-восковой спелости, резким сокращением доли сена с исключением из рациона корнеклубнеплодов. В применяемом сейчас рационе более 60% приходится на силос и зернофураж. В связи с этим наиболее рациональным является кормление крупного рогатого скота полнорационными кормосмесями, что позволяет на 7...15% повысить продуктивность животных и на 5...7% сократить расход корма. Использование современных средств механизации и автоматизации процесса позволяет существенно сократить затраты труда и энергоресурсов. Необходимо отметить, что применяются не только широко известные мобильные смесители-раздатчики кормов, но и стационарные кормоприготовительные пункты разработанные институтом.

В технологической линии доения и первичной обработки молока важно добиться повышения качества получаемого молока. Для этого, кроме полноценного кормления (без чего не получить высокую плотность молока), применяется очистка и охлаждение молока непосредственно в процессе доения.

Сегодня на рынке присутствует большое разнообразие технологий и техники для доения и первичной обработки молока. К сожалению, данные объективной сравнительной оценки установок разных производителей пока отсутствуют, что снижает объективность выбора при реконструкции и техническом переоснащении ферм и комплексов.

Более пристального внимания требуют вопросы, связанные с обеспечением экологической безопасности животноводческих объектов. Опасность для окружающей среды и здоровья человека представляют навоз, навозосодержащие стоки доильного зала, вентиляционные выбросы. Например, молочная ферма на 1000 коров средней продуктивности ежедневно выбрасывает в атмосферу свыше 6 т углекислого газа, почти 10 т водяных паров значительное количество аммиака и других газов, около 20 т навозосодержащих стоков и 55 т навоза. Нетрудно подсчитать, что фермы России ежегодно выбрасывают в атмосферу 15,5 млн. т углекислого газа, оказывающего сильное негативное влияние на климат.

В технологии навозоудаления на фермах и комплексах КРС в настоящее время определились две тенденции. Бесподстилочное содержание животных на резиновых матах или щелевых полах с гидравлическими системами и перемешиванием навозной массы в каналах, транспортированием её в лагуны с помощью центробежных насосов. Вторая тенденция – содержание животных на обильной соломенной подстилке с получением твёрдого навоза и последующим его обеззараживанием методом компостирования.

Из анализа зарубежных источников, материалов международных конференций и опыта хозяйств, прослеживается возврат к традиционному подстилочному методу содержания животных с использованием больших доз подстилочных материалов, прежде всего соломы, торфа, древесных опилок. Для Нечерноземной зоны, крайне нуждающейся в высококачественных органических удобрениях, реализация этого метода имеет большое практическое значение.

Проблема загрязнения природы отходами животноводства является следствием разрыва естественных экологических связей между растениями и животными. Поэтому, радикальное решение этой проблемы состоит в таком сочетании животноводства с растениеводством, которое обеспечит утилизацию отходов этих отраслей в замкнутом цикле предприятия. Проведенные исследования, запатентованные институтом технологии, позволяют проектировать фермы нового поколения, резко снижающие загрязнение отходами животноводства окружающей среды при сокращении трудоемкости на фермах КРС в 1,8 раза, а совокупной энергоемкости – в 1,4 раза. При этом радикально изменяется внешний вид и эстетическое восприятие животноводческого предприятия.

Все большую актуальность приобретает внедрение энергосберегающих технологий содержания сельскохозяйственных животных. Одной из наиболее энергоемких технологий в животноводстве является технология обеспечения заданных параметров среды внутри животноводческих помещений. Это связано с обеспечением здоровья животных, создания условий для работы обслуживающего персонала, рациональным использованием энергоресурсов и кормов. Использование энергоэффективных систем обеспечения микроклимата с утилизацией тепла животных и тепла молока, отработанных энергоносителей, естественной системы вентиляции и других технико-технологических решений позволяет значительно снизить энергозатраты на производство продукции. Следует отметить, что ажиотаж, возникший в последние годы вокруг открытых помещений для содержания молочного скота в условиях Северо-Запада России вряд ли оправдан. По данным исследований Литовского института сельскохозяйственной инженерии, температура в таких коровниках зимой всего на 3оС выше, чем температура наружного воздуха. При длительных холодах, характерных для наших зим, возможно замерзание навоза, систем водоснабжения, образование льда на скотопрогонах, что приводит к травмам животных, отрицательно влияет на продуктивность. Это подтверждает уже имеющийся опыт эксплуатации таких помещений требующий дальнейших исследований и разработку нормативов использования животноводческих помещений для различных природно-климатических условий.

Результаты научных исследований, накопленного производственного опыта обобщены в «Регистре технологий и техники для молочного животноводства Ленинградской области», «Рекомендациях по модернизации и техническому перевооружению молочных ферм», изданные ФГНУ «Росинформагротех», «Рекомендациях по переходу с традиционной на беспривязную систему содержания крупного рогатого скота», «Технологических схемах реконструкции и модернизации молочных ферм Вологодской области» и других материалах, использованы при разработке технологических проектов реконструкции молочных ферм в хозяйствах Ленинградской, Владимирской, Вологодской, Воронежской, Калужской, Московской, Самарской, Свердловской, Тюменской областей, Алтайского, Краснодарского, Ставропольского краёв и других регионов России. Разработано и изготовляется по заказам хозяйств оборудование для содержания животных, приготовления высокоценных кормосмесей, поения, уборки и выгрузки навоза.


Рис. 3. Индивидуальные клетки Рис. 4. Поилка для КРС

для телят


В результате модернизации из заброшенных полуразрушенных ферм создаются современные предприятия, производящие высококачественную, конкурентоспособную продукцию.

Использованные в проектах технологические и технические решения проверены в производственных условиях и доказали свою эффективность. Новые коровники успешно эксплуатируются в ЗАО «Ручьи» (Рис. 5), «Приневское», «Можайское», «Первомайское», «Новоладожский» (Рис. 6) Ленинградской области, проектируются и строятся в хозяйствах Калужской области, Карелии и Мордовии (Рис. 8) и других.

Использование современных ресурсосберегающих, инновационных технологий при разработке проектов реконструкции ферм КРС позволили институту иметь более ста партнёров от Нарьян-Мара на севере до Краснодара на юге и от Калининграда и Беларуси на западе до Сахалина на востоке.

Рис. 5. Коровник ЗАО «Ручьи»


Рис. 6. Коровник ЗАО «Новоладожский»





Рис. 7. Коровник ОАО «Вастома». Республика Мордовия


Модернизация молочных ферм на основе рекомендуемых технологий и оборудования создаёт условия для повышения продуктивности коров и прироста молодняка на 7…15%, улучшения показателей воспроизводства стада, повышения качества, а следовательно, и закупочной цены молока. Удельный расход кормов сокращается на 5…7%. Улучшаются условия труда животноводов, а его производительность возрастает в 3…5 раз. Затраты на модернизацию, в зависимости от состояния реконструируемых зданий и инфраструктуры фермы, окупаются в течение 4…5, на строительство новой фермы – в течение 7…8 лет.


Список литературы


1. Хазанов Е.Е. Методология формирования технологий содержания и обслуживания крупного рогатого скота.// Сб.науч.тр. ВНИИМЖ, т.17, ч.2. Подольск, 2007 г.