Содержание к диссертации
Введение
Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВАДОИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Производство и использование кормов в промышленном животноводстве . 7
1.2. Основные факторы, определяющие качество сенажа, выбор технологи! и средств механизации его производства . 15
1.3. Технологические схемы и средства механизации производства и использования сенажа 22
1.4. Цель и задачи исследования 48
Глава 2. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЗАГОТОВКИ И ХРАНЕНИЯ СЕНАЖА
2.1. Технология заготовки и использования кормов в условиях специализации и концентрации производства 50
2.2. Проектирование процессов кормообеспечения и поредение производительности поточных технологических линий 63
2.3. Условия формирования потока сенажа... 78
2.4. Математическая модель потока сырья, поступающего к хранилищу 93
2.5. Определение величины требования, поступающего от кормоуборочного комбайна 99
2.6. Формирование технологического процесса и расчет поточной линии загрузки сырья в хранилище 103
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1, Задачи экспериментального доследования и методика получения опытных данных 112
3.2. Статистические характеристики потока сырья, поступающего в течение уборочного сезона 122
3.3, Статистические характеристики потока сырья, поступающего в течение суток, 132
3.4. Статистические показатели величины требования. 152
3.5. Методика расчета механизированной линии загрузки сырья в сенажные башни, 165
3.6, Опытно-производственная проверка механизированных технологий и использование результатов исследования в производстве.. 176
ВЫВОДЫ И ПРИЛОЖЕНИЯ 196
ЛИТЕРАТУРА
- Производство и использование кормов в промышленном животноводстве
- Технология заготовки и использования кормов в условиях специализации и концентрации производства
- Задачи экспериментального доследования и методика получения опытных данных
Введение к работе
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", принятыми ХХУТ съездом КПСС, намечена комплексная программа по созданию в стране надежной, сбалансированной кормовой базы животноводства. Одним из главных направлений решения данной проблемы является,как отмечалось на съезде, выделение кормопроизводства в самостоятельную отрасль, техническое переоснащёние, разработка и внедрение промышленных технологий производства кормов, обеспечивающих повышение их качества, снижение издержек и потерь. Предусмотрено "...Улучшить качество всех видов кормов....... добиться резкого
снижения потерь питательной ценности кормов при уборке и хранении. Ускорить строительство в хозяйствах по типовым проектам хранилищ для силоса, сенажа, сена, травяной муки, корнеплодов и др. кормов" /1,2,3,4/,
Одним из перспективных для промышленных комплексов является сенажно-концентратный тип кормления. В сравнении с наиболее распространенным. в настоящее время на комплексах типом кормления полнорационными влажными кормоомесями, приготовленными из всех видов кормов, сенажно-концентратный тип кормления позволяет снизить затраты рабочего времени в расчете на I кормовую единицу по технологической цепочке "поле-кормушка" в 6...8 раз, стоимость объемистой части рациона - в 1,5...2 раза, на 20...30 увеличить выход кормовых единиц с I га сельскохозяйственных угодий, автоматизировать процессы хранения, разгрузки и дозированной раздачи корма жи-. вотным. Однако, освоение сенажно-концентратного типа кормления возможно лишь при использовании сенажа высокого качества. Применяемые в настоящее время технологические и технические решения не обеспечивают заготовку сенажа, отвечающего требованиям стандарта.
Основной причиной, препятствующей получению качественного сенажа в траншеях, являются погодные условия и перерывы в поступлении сырья. Сенажные башни в этих условиях обеспечивают сохранение качества сырья. Но несоответствие структуры поточных линий загрузки условиям их функционирования, низкая производительность линий ведет к образованию "завалов" сырья перед башней, его порче, затягиванию сроков заготовки сенажа. Допускается также снижение качества сенажа при разгрузке бапшн из-за низкой производительности и ненадежной работы разгрузчиков. Это сдерживает внедрение на молочных комплексах сенажно-концентратного типа кормления, автоматиза-цию трудоемки процессов. Поэтому вопросы теоретического обоснова- к ния, исследования, разработки и внедрения в производство высокоэффективных механизированных технологий загрузки башен, обеспечивающих высокое качество корма для промышленных комплексов с прогрессивным типом кормления в неблагоприятных природно-климатических условиях Нечерноземья являются актуальными.
Вопросы исследования технических средств и технологий производства и использования сенажа рассматривались в работах П.С.Авра-менко,В.Д,Батищева, Г.В.Благовещенского, Л.Г.Боярского,М.Д.Бурна-ева, А.В.Гариста, С.Я.Зафрена, Ф.С.Завалишина,В.В.Иоффе, Ю.К.Ко-вальчука, В.П.Конькова, Е.Г.Коноплева, Б.К.Ляпина, С.В.Мельникова, Б.А;Рунова, В.С.Сечкина, А.Н.Сердечного, Л.А.Сулимы, Н.А.Чернокли-нова, Л.К.Эрнста и др.
В НИПТШЭСХ НЗ РСФСР проводятся комплексные исследования по решению этой проблемы. Настоящая работа является одним из направлений этих исследований. В ней дано обоснование методов и средств заготовки, хранения и использования сенажа, теоретически и экспериментально обоснована необходимость применения в неблагоприятных природно-климатических условиях Нечерноземья сенажных башен с целью получения сенажа высокого качества для промышленных молочных комплексов с сенажно-концентратным типом кормления, позволяющих автоматизировать процессы хранения, разгрузки, транспортировки и раздачи корма животным.
Разработан вероятностно-статистический метод расчета поточных линий загрузки башен с заданной степенью надежности технологического процесса. Предложены вероятностные расчетные модели для математического описания потоков сырья, величины требования. Обоснованы параметры поточных линий, рекомендовано оборудование для их комплектации. Разработаны и внедрены механизированные технологии загрузки башен. Их применение в условиях производства обеспечивает заготовку качественного сенажа, пригодного для освоения се-нажно-концентратного типа кормления при снижении материальных и трудовых затрат.
Производство и использование кормов в промышленном животноводстве
Интенсификация животноводства - проблема комплексная. Решение ее связано с последовательным улучшением кормления и качества кормов, повышением уровня механизации, внедрением прогрессивных приемов содержания скота /70 ,92 /.
Прогрессивная система ведения животноводства вообще и молочного скотоводства в частности требует совершенствования технологии приготовления традиционных кормов, разработки новых кормовых средств, рациональной техники кормления скота, комплексной механизации и автоматизации процессов кормоприготовления и кормораздачи /46 ,65 /. В молочном и мясном скотоводстве широко используются следующие виды кормов: грубые - сено,солома,сенаж; сочные - силос, корнеклубнеплоды, зеленые растения; концентрированные - комбикорма промышленного производства, зерно, витаминная травяная мука и другие /33,64,72,92,107,109,120,123,125,131/.
В настоящее время в СССР заготавливают ежегодно силоса 150 сенажа - 77, сена - 60, травяной муки - 2, концентрированных кормов - 100 млн.т. По валовому производству таких кормов,как силос, наша страна обогнала самые передовые страны мира. Однако, проблема дальнейшего увеличения производства и повышения качества кормов стоит и перед нашей страной. Для нормального роста, развития, воспроизводства и продуцирования животным нужны корма высокого качества, в которых наилучшим образом сочетаются все необходимые организму элементы питания: протеин, углеводы, минеральные соли, витамины, микроэлементы, аминокислоты, стимуляторы и другие физиологически активные вещества /26,41,52,53,62,67,71,75,96,111/.
Рациональное использование кормов достигается организацией кормления животных по рационам, сбалансированным в соответствии с потребностями животных в питательных веществах. Организация научно обоснованного кормления - это правильное сочетание и соотношение кормов в рационах, обеспечение потребностей животных во всех необходимых элементах питания, что предполагает производство (заготовку, консервирование, хранение и переработку) достаточного количества высококачественных кормов. Корма скармливаются как отдельными видами, так и в виде сухих или влажных кормосмесей /40,52, 71,77,103,105,109/.
Решение проблемы увеличения производства кормов требует практической реализации научных разработок, внедрения достижений научно-технического прогресса, решения широкого крута технических,технологических, организационно-экономических вопросов. Это комплекс мероприятий по коренному улучшению сельскохозяйственных угодий, повышению их продуктивности, совершенствованию структуры посевных площадей путем внедрения высокоурожайных,с ценными биологическими достоинствами кормовых культур; система агротехнических и технологических мероприятий, направленных на повышение плодородия почвы и увеличение урожайности кормовых культур; организация семеноводства многолетних трав, увеличение производства кормов богатых белком /28,31,46,61,110,121/. Одним из главных резервов снижения потерь и улучшения качества кормов является разработка и внедрение в сельскохозяйственное производство новых промышленных технологий заготовки, консервирования и хранения кормов, обеспечивающих получение высококачественных кормов с минимальными материальными и трудовыми затратами /46,59,109/.
При организации кормовой базы следует учитывать природно-хо-зяйственные условия различных зон страны /72/.
В Нечерноземье, где на перспективу предусмотрено преимущественное развитие молочно-мясного скотоводства, как главной отрасли сельского хозяйства зоны, решение проблемы увеличения производства кормов, улучшения их качества имеет особенно важное значение /4/. Основными источниками сырья для получения грубых, сочных и концентрированных кормов в зоне являются: зернофуражные культуры,сеяные (многолетние и однолетние) и естественные травы, корнеклубнеплоды /19,24,46,138/. Практически все угодья (95$ их площади), в том числе 90$ площади пашни,- используются здесь как сырьевая база промышленного животноводства /46/.
Технология заготовки и использования кормов в условиях специализации и концентрации производства
Перевод животноводства на промышленную основу, строительство крупных животноводческих комплексов с автоматизацией основных трудоемких операций требует разработки принципиально новых технологий. Опыт эксплуатации животноводческих комплексов промышленного типа показывает, что решающее влияние на эффективность их работы оказывает выбор типов кормления, технологий производства и использования кормов. Тип кормления определяет: рационы животных в течение года, номенклатуру и количество используемых кормов, сырьевые источники для их производства и структуру посевных площадей в хозяйствах, необходимую технику для заготовки кормов, хранилища, оборудование к ним для загрузки и выгрузки и т.д. То есть, всего многообразия вопросов, которые связаны с созданием системы кормо-обеспечения животноводческих предприятий. Практика работы предприятий промышленного типа подтверждает это. На крупных комплексах в свиноводстве, птицефабриках расход кормов снижен в 1,5...2 раза в сравнении с мелкими фермами. Это достигнуто за счет внедрения на комплексах типа кормления полнорационными комбикормами (ПК), организации производства сбалансированных по всем питательным веществам Ж на предприятиях Минзага СССР. Это позволило резко повысить уровень концентрации производства. В сравнении с молочными комплексами он выше в 20...50 раз (в сопоставимых показателях). Предприятия отрасли птицеводства, свиноводства приобретают черты промышленных высокомеханизированных предприятий. В результате та-ких мер по концентрации производства животноводческой продукции, индустриализации кормопроизводства и освоению прогрессивных типов кормления построены и работают птичники и свинарники - автоматы. Затраты живого труда на единицу продукции снижены в 10...15 раз, эксплуатационные издержки в 1,5...2,0 раза.
Получить подобные показатели на комплексах крупного рогатого скота значительно труднее, так как крупный рогатый скот в процессе эволюции приспособился к потреблению объемистых рационов из малотранспортабельных грубых и сочных кормов. Из-за большого разнообразия и значительных различий в физико-механических свойствах, механизировать и автоматизировать раздачу их животным очень сложно. Поэтому при разработке систем кормообеспечения комплексов необходимо выбрать такие технологии производства и использования кормов, типы кормления животных, которые были бы эффективны при промышленных способах производства продукции.
Система обеспечения комплексов кормами должна удовлетворять следующим условиям /46,59/:
- корма в рационе должны отвечать требованиям промышленной технологии содержания животных;
- тип кормления должен соответствовать биологическим особенностям животных;
- технологии должны обеспечить высокую продуктивность каждого гектара сельскохозяйственных угодий и минимальные потери питательных веществ по всей технологической цепочке "поле-кормушка";
- корма в рационе должны быть дешевыми.
Выдвигая в число первых требований о соответствии кормов условиям промышленного производства, исходят из того, что переход к промышленным методам в животноводстве предусматривает создание автоматических машин, поточных линий, цехов и ферм-автоматов. Работа по автоматизации должна содержать исследования технологических процессов с точки зрения их готовности к автоматизации, соот - 52 ветствие ее требованиям /60,62,66,145,148/ и не должна рассматриваться как техническое завершение готовой, ранее сложившейся технологии. Работа в этом направлении малоэффективна. Так, при широко применяемых хранилищах кормов: сараев для прессованного и рассыпного сена, траншей для силоса и сенажа, хранилищ для корнеклубнеплодов и т.д. решить вопросы автоматизации процессов загрузки, выгрузки и дозированной подачи кормов на ферму в ближайшей перспективе вряд ли возможно и в то же время применение технологий на базе сенажных башен БС-9,15, бункеров концкормов БСК-10, отвечающих , требованиям промышленного производства, создает предпосылки для автоматизации процессов на фермах.
Типы кормления, технологии производства и использования кормов необходимо оценивать и по другим показателям. С учетом изложенных выше требований, нами проведены исследования по комплексной оценке систем кормообеспечения, типов кормления, технологий производства и использования кормов, применяемых для промышленных комплексов.
Системой машин для механизированных ферм и комплексов предусматривается ряд типов кормления /127/, различающихся номенклатурой и соотношением кормов, входящих в зимний, летний или круглогодовой рационы и зависящих от природно-климатических условий районов, зон страны. Рекомендованы технологические комплексы машин для освоения этих типов кормления в хозяйстве. Применительно к условиям Нечерноземья для промышленных комплексов крупного рогатого скота наибольший интерес представляют типы кормления полнорационными влажными кормосмесями (ПВК), полнорационными комбикормами (ПК), сенажно-концентратный (СК) /65/.
Задачи экспериментального доследования и методика получения опытных данных
Теоретическим исследованием установлено,что одним из перспективных направлений повышения эффективности работы молочных комлек-сов является разработка и освоение прогрессивных типов кормления, в частности, сенажно-концентратного. При его освоении основным требованием является качество сенажа. Применительно к природно-кли-матическим условиям Нечерноземья обеспечить заготовку сенажа в соответствии с требованиями ГОСТа можно,в основном,при использовании башенных хранилищ. При использовании траншейных хранилищ обеспечить соблюдение технологических и агротехнических требований в большинстве случаев маловероятно. Однако,применяемая технология заготовки сенажа в башнях БС-9,15 также не всегда позволяет получить качественный сенаж. Основное снижение качества сырья происходит при загрузке башен. Сенаж также может быть испорчен и при разгрузке башен.
Выбор производительности оборудования зависит от количества и динамики поступления сырья от уборочно-транспортного комплекса к хранилищам. Необходимо не только подтвердить гипотезу о том,что можно рассматривать поток сырья к хранилищам как простейший,но и определить основные факторы,влияющие на показатели этого потока, получить необходимые статистические данные для расчета поточных линий; разработать и проверить механизированные технологии,дать им технико-экономическую оценку.Учитывая, что процессы загрузки и разгрузки башен,конструктивные параметры хранилища, оборудования и т.д.взаимоувязаны,при разработке технологии загрузки нужно учесть также возможность сохранения качества сенажа при его разгрузке и раздаче животным. Исходя из этого вытекают следующие задачи экспериментального исследования:
- проверка гипотезы о потоке сырья в течение сезона, как простейшем потоке;
- проверка гипотезы о потоке сырья в течение суток как простейшем потоке;
- определение продолжительности функционирования потока в течение суток, сезона и факторов, влияющих на показатели потока;
- определение величины требования, поступающего на обслуживание;
- определение продолжительности временного хранения сырья до загрузки в хранилище;
- разработка и опытно-производственная проверкаумеханизиро-ванных технологий загрузки, методов расчета и подбора оборудования;
- технико-экономическая оценка новых технологий в сравнении с базовыми.
Одной из основных задач при проведении исследований является получение на основе ограниченной выборки неискаженной характеристики всей генеральной совокупности достоверных и представительных опытных данных /108/. Поэтому нужно определить, какой объем экспериментальных работ необходимо выполнить: по территории (1,2,3..., Л" хозяйств); по годам (1,2,3... /7 лет); в уборочный сезон (1,2, 3..., /77дней); по массиву обследуемого сырья.
Проведенные исследования /63,139/ показывают, что превалирующее влияние на количественные и качественные показатели потока сырья оказывают погодные условия. Для оценки влияния метеоусловий на поступление сырья предложено /13,14,58,63,139/ использовать обобщающий показатель - дефицит влажности воздуха ( ,гПа), величина которого характеризует сушащую способность воздуха, и тесно связана с температурой воздуха, его относительной влажностью, количеством осадков.
Проведенный анализ агроклиматических ресурсов по Ленинградской области /13,14/, областям и автономным республикам Северо-Западного природно-экономического района /8,9,10,11,12,13,14,15,16,17/ показал, что дисперсия дефицита влажности воздуха по территории в пределах одного уборочного сезона имеет меньшую величину в сравнении с дисперсией по различным сезонам /58,63,139/. Это подтверждается и данными табл. 3.1 , в которой приведены средние многолетние декадные значения дефицита влажности воздуха d- по различным агроклиматическим районам Ленинградской области, а также значения с за время исследований по второму агроклиматическому району. На основании этого можно сделать вывод, что при исследовании потока сырья можно ограничиться данными одного хозяйства. Подобный анализ агроклиматических ресурсов (табл. 3.2 ) областей и автономных республик Северо-Запада позволяет распространить выводы, полученные в Ленинградской области, на районы Нечерноземной зоны РСФСР, имеющие сходные природно-климатические условия.
В то же время изменения метеоэлементов в течение сезона, значительные их колебания в благоприятные и неблагоприятные сезоны диктуют необходимость исследования потока сырья, условий (функционирования поточных линий в течение всего периода уборки, причем как в благоприятные, так и неблагоприятные уборочные сезоны.
