Содержание к диссертации
Введение
1. Проблемы совершенствования отбора молочного скота и технических средств для массажа вымени нетелей и доения коров
1.1. Отбор и создание молочного скота, отвечающего требованиям современных технологий производства
1.2. Технические средства для массажа вымени нетелей и доения коров . 27
1.2.1. Анализ исследований по разработке технических средств для массажа вымени нетелей 27
1.2.2. Основные направления совершенствования доильных алпаратов 42
2. Материалы и методы исследований 64
3. Результаты собственных исследований -комплексный подход к фуіжционированию биотехнической системы «человек - машина -животное» 77
3.1. Совершенствование методов отбора молочного скота желательного типа и прогнозирования его продуктивности 79
3.1.1.Прогнозирование молочной продуктивности коров 19
3.1.2. Оценка и отбор коров по стрессоустойчивости 86
3.1.3 Оценка коров по равномерности развития четвертей вымени 95
3.1.4.Рейтинговая оценка молочного скота 102
3.2. Разработка устройств для массажа вымени нетелей, обоснование параметров и режимов работы 111
3.2.1. Моделирование подсистемы «вымя- массажное устройство» 111
3.2.2. Определение поверхности вымени коров 118
3.2.3. Определение частоты воздухообмена в рабочей камере массажного устройства 126
3.2.4. Испытание упругих массажных элементов на растяжение и прогиб 134
3.2.5. Влияние сечения дроссельного отверстия и частоты пульсаций на изменение вакуума в рабочей камере массажного устройства 138
3.2.6. Влияние объема рабочей камеры массажного устройства на изменение в ней вакуумметрического давления 140
3.2.7. Определение вертикальной деформации вымени 142
3.2.8. Определение сил, действующих на вымя животного при пневмомеханическом массаже 144
3.2.9. Совершенствование устройств для массажа вымени нетелей 150
3.2.10. Влияние массажных устройств на морфофункциональные свойства вымени и качество молока 159
3.3. Разработка доильных аппаратов и совершенствование технологии доения 176
3.3.1. Разработка и испытание доильных аппаратов 176
3.3.2. Сравнительная оценка эксплуатации доильных агрегатов и повышение эффективности машинного доения коров 198
3.3.3. Физиологические требования при испытании доильных аппаратов
и оценка функциональных свойств вымени коров 228
4. Технико-экономическая эффективность внедрения инновационных разработок в молочном скотоводстве 233
4.1. Экономическая оценка отбора коров-первотелок по стрессоустойчивости 233
4.2. Экономическая эффективность механизированного массажа вымени нетелей 237
4.3. Технико-экономическая оценка использования доильного аппарата ДА-УР 241
5. Обсуждение результатов исследований 245
6. Выводы 263
Практические предложения 265
7. Список использованной литературы 266
Приложения 306
- Анализ исследований по разработке технических средств для массажа вымени нетелей
- Совершенствование методов отбора молочного скота желательного типа и прогнозирования его продуктивности
- Влияние массажных устройств на морфофункциональные свойства вымени и качество молока
- Экономическая эффективность механизированного массажа вымени нетелей
Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных условиях молочное скотоводство основано на прогрессивной технологии производства, которая базируется на стандартизации условий воспроизводства, содержания и эксплуатации животных. Для производства конкурентоспособной продукции необходим желательный тип скота> отселекционированный по стрессоустойчивости, пригодности к машинному доению, обладающий крепкой конституцией, устойчивостью к болезням, определенным типом обмена веществ (Л.С. Жебровский, 1987; Л.К. Эрнст и др., 1997), Проблема создания такого типа животных рассматривалась в работах МГ. Спивака, Ю.Н. Григорьева и др. (1979), ЭЛ. Кокориной (1986), И.ГВелитока (1987), А.И. Прудова и др. (1989), К.К. Аджибекова и др. (1990), А.С. Всяких и др. (1990), И.М. Дунина и др. (1990, 1996), В,М. Кузнецова, Л. Ютановой (1997), Г.В. Родионова (1997), Ю.Н. Григорьева и др. (1998), ДВ. Карликова и др. (2000, 2001), А.А.Старкова (2000), П.Н.Прохоренко (2001) и др. Ими показано, что при промышленной технологии производсгва молока традиционные методы совершенствования молочного скота мало эффективны. Они занимались разработкой более ускоренных методов улучшения молочного скота, основанных на принципах крупномасштабной селекции, математического моделирования селекционного процесса и использования биологических тестов оценки животных. Такие методы необходимо использовать, прежде всего, для решения проблем раннего прогнозирования молочной продуктивности коров, оценки и отбора их по устойчивости к стрессам, улучшения морфофункциональных свойств вымени и комплексной рейтинговой оценки технологических признаков молочного типа скота, что позволит значительно ускорить создание животных желательного типа. Комплексный подход к решению данной проблемы - одновременное осуществление селекционных мероприятий, совершенствование технических средств доения, а также целенаправленная подготовка нетелей к лактации - позволит повысить эффективность отрасли и получить конкурентоспособную продукцию.
Исследованиями ряда авторов (А.А. Попова и др., 1991; И. Вьрляков и др,, 1992; В.Ф. Ужик, 1995; ЕГ.Васянин, 1997; P.M. Шарипов, 1999 и др) установлено, что механизированный массаж вымени нетелей стимулирует морфофунк-циональное развитие секреторно-моторных образований этого органа, улучшает кровообращение в тканях молочной железы, повышает обменные процессы, ведет к лучшему развитию вымени, оказывает позитивное влияние на повышение молочной продуктивности первотелок (43 6,2...20%) и от4 до 10 раз снижает их заболеваемость маститами. Для проведения массажа вымени нетелей разработаны и предложены производству различные массажные устройства (СВ. Жужа и др., 1987; А.А. Курочкин и др., 1988; В.И. Береговой, 1990; Н.И. Тарцаков и др., 1990; П.М. Михайлюк и др., 1990; О.П. Жестоканов и др., 1992; Л.П. Карташов и др., 2002 и др.). Анализ их конструкций и результатов производственных испытаний показал, что при разработке этих устройств еще недостаточно полно решены вопросы соответствия параметров, режимов массажа физиологическим требованиям животных. Для устранения этих недостатков необходимо выработать концепцию совершенствования массажных устройств, осуществить теоретическое обоснование и практическое подтверждение их параметров, режимов работы для обеспечения адекватных воздействий на вымя.
При эксплуатации животных желательною типа большое значение имеет машинное доение коров. В этой связи совершенствованию доильной техники и технологии доения коров посвящено обширное количество работ (У.Г. Уитглстоун, 1964; И.А. Барышников, 1970; В.Ф, Королев, 1972; А А. Скроманис, 1973; Д.Р. Кэмпбелл, Р. Маршал, 1980; Л.П. Карташов, 1982, 1997; Mayntz М. и др., 1990; Ф.Ф. Юлдашов и др., 1996; П.И. Огородников и др., 1994, 1997; В.Л. Дриго и др., 1997; Ю.А. Ушаков, 1997, А.Н. Петухов и др., 1997; В.Ф. Ужик и др., 1997; Ю.А.Цой и др.т 2000; С.А. Соловьев и др., 2002 и др.). Доильные аштараты должны соответствовать комплексу физиологических, зооветеринарных и инженерных требований, удовлетворение которых обеспечивает полноценный рефлекс молокоотдачи, поддержание его во время доения и работу
аппарата в щадящем режиме. Однако существующие доильные аппараты не всегда обеспечивают ожидаемые результаты, вследствие чего происходит уменьшение количества, снижение качества получаемой продукции, а также возникновение болезней вымени, В этой связи создание доильного аппарата с регулируемым режимом работы в зависимости от интенсивности молоковыведения, физиологического состояния животных, обеспечивающих полноценную реализацию рефлекса молокоотдачи и охрану здоровья коровы, яаляется актуальной проблемой.
Изложенное выше послужило основанием для определения цели исследований и решения связанных с нею задач.
Работа выполнялась (с 1981 по 2001 г.г.) по госбюджетной теме (№ госрегистрации 01990001970), включена в межвузовскую научно-техническую программу «Новые селекционные, молекулярно-генетические и техногенные методы повышения продуктивности животных и улучшения качества продукции», проводилось по внебюджетной тематике фундаментальных научных исследований (гранту) Академии наук и договору с МСХиП Республики Татарстан.
Цель н задачи исследования. Целью настоящей работы являлось совершенствование отбора молочного скота с использованием новой технологии массажа вымени нетелей* доения коров и получение конкурентоспособной продукции.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
повышение точности раннего прогнозирования молочной продуктивности коров по данным за первую лактацию и коэффициентам прогноза;
разработка и совершенствование методов оценки, отбора коров по стрессоустойчивости и их рейтингу;
создание новых устройств для массажа вымени нетелей, обоснование их параметров и режимов работы;
моделирование подсистемы «вымя - массажное устройство»;
аналитическое описание поверхности вымени коров;
исследование влияния новых массажных устройств на морфофункцио-нальныё свойства вымени первотелок, качество молока и эффективность их использования:
создание и испытание новых доильных аппаратов;
проведение сравнительной оценки эксплуатации доильных агрегатов и повышение эффективности машинного доения коров.
Научная новизна. Разработка методики раннего прогнозирования молочной продуктивности коров по данным за первую лактацию и коэффициентам прогноза. Предложение новый способ оценки стрессоустойчивости коров.
Создана методика комплексной рейтинговой оценки молочного скота, позволяющей объективно оценить гено- и фенотип животных на ранней стадии онтогенеза.
Разработана модель подсистемы «вымя - массажное устройство» и вычисления поверхности вымени коров по основным промерам вымени, используемых для оценки их пригодности к машинному доению.
Создание и апробирование в условиях производства массажных устройств и доильных аппаратов, работающих в щадящем режиме и отличающихся высокими технико-экономическими показателями.
Научная новизна работы подтверждена техническими и методическими разработками, защищенными 14 авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ.
Практическая ценность работы. На основе проведенных исследований разработаны методические основы раннего прогнозирования молочной продуктивности коров по данным за первую лактацию и коэффициентом прогноза, оценки и отбора животных по стрессоустойчивости, рейтингу, позволяющие осуществить ускоренное формирование стад желательного типа. Созданы новые технические средства для массажа вымени нетелей и доения коров. Показана высокая их производительность, практическая значимость, эффективность, превосходство над существующими прототипами.
Научно-методическая и техническая продукция, созданная при выполнении работы, доведена до состояния, пригодного для широкого практического использования.
Реализация результатов исследовании* По результатам исследований разработаны практические рекомендации «Машинное доение коров и про-
филактика маститов» (Казань, 1987. - 70 с), «Рекомендации по повышению молочной продуктивности коров» (Казань, 1988. - 89 с), «Повышение эффективности селекции молочного скота и совершенствование технологии производства молока» (Казань, 1991. - 60 с), «Машинное доение коров» (Казань, 1986, 1989); в «Системе ведения АПК РТ» (Казань, 1992), изданы учебные пособия - «Повышение эффективности машинного доения коров» (1991. - 88 с, 1997. - 235 с), «Справочник фермера-животновода» (Казань, 1993. - 198 с.) и монография «Управление процессами совершенствования дойного стада и технологии производства молока» (Казань, 1997. - 156 с).
Материалы разработки новых пневмомеханических устройств для массажа вымени нетелей и доильных аппаратов переданы для внедрения в Казанский МИЗ и Экспериментально-производственный завод ВКНИИ ВОЛТ (г. Казань). Изготовленные в количестве более 250 шт. массажные устройства используются в республиках Татарстан, Марий Эл и Кировской области.
Результаты исследований и разработанные методы прогнозирования, оценки и отбора молочного скота, аналитические приемы определения основ-ных параметров и режимов работы пневмомеханических массажных устройств используются в учебном процессе зооинженерных факультетов ВУЗов.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и получили одобрение: на ежегодных научных конференциях Казанской ГАВМ в 1981-2001 гг., на IV Всесоюзном (Таллин, 1988) и VIII (Оренбург, 1995), IX (Переславль-Залесский, 2000), XI (Казань, 2002) Всероссийских симпозиумах по машинному доению сельскохозяйственных животных, на Международных научных конференциях (Витебск, 1996), посвященных 125-летию КГАВМ (Казань, 1998) и 70-летию зооинженерного факультета КГАВМ (Казань, 2000), на научных конференциях КГСХА (Казань, 1999, 2000), на юбилейной научной конференции, посвященной 275-летию АН РФ (Казань, 1999), на научном совете АН Татарстана (Казань, 1999), на ежегодных республиканских научно-производственных конференциях (1986-2000), на Всероссийской научно-
практической конференции, посвященной 10-летию АН Республики Татарстан (Казань, 2001). Отдельные конструктивные разработки демонстрировались на ВДНХ Татарстана (1988-1990, 1999-2000 гг.) и Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (2002).
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 73 печатных работах, в том числе - 14 авторских свидетельствах СССР и патентах РФ, четырех рекомендациях, двух учебных пособиях и одной монографии.
Объем н структура диссертации. Диссертация изложена на 305 странице машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, выводов, практических предложений, списка использованной литературы, включающего 369 наименований отечественных и 32 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 57 таблицами, 48 рисунками и приложением. Основные положения, выносимые на зашиту:
методические основы раннего прогнозирования молочной продуктивности коров по данным за первую лактацию, коэффициентам прогноза, оценки и отбора животных по стрессоустойчивости и комплексному показателю их рейтинга;
методика определения поверхности вымени коров по его промерам, используемых для оценки пригодности их к машинному доению;
— математическая модель подсистемы «вымя - массажное устройство», ра
циональные параметры, режимы работы технических средств для массажа выме
ни нетелей и доения коров, обеспечивающие их работу в щадящем режиме;
— результаты экспериментальных исследований и производственной
проверки разработанных методик раннего прогнозирования молочной про
дуктивности коров, оценки по стрессоустойчивости, рейтингу, использова
ния технических средств для массажа вымени нетелей, доения коров и их
технико-экономическая эффективность.
Анализ исследований по разработке технических средств для массажа вымени нетелей
Многочисленные научные исследования и практика передовых хозяйств убедительно показали, что в системе племенной работы с молочным скотом одним из важнейших элементов интенсификации отрасли является направленное выращивание телок, их своевременное осеменение, подготовка к отелу и лактации. При введении в стадо высокопродуктивных коров-первотелок важное значение имеет адаптация их к машинной технологии получения молока. Актуальность данной проблемы объясняется и тем, что современные доильные аппараты, как отечественного, так и зарубежного производства, оказывают неадекватное воздействие на организм лактирующего животного. При целенаправленной подготовке нетелей к лактации происходит некоторое сглаживание недостатков, присущих современным доильным аппаратам. Народнохозяйственное значение данной проблемы подтверждается и тем, что ежегодно в производственное стадо страны вводится около 25 % первотелок.
Потенциальные продуктивные возможности животных большие. Так, изменчивость, податливость и способность вымени подвергаться резким изменениям на протяжении короткого времени является самым характерным доказательством неограниченных возможностей для целенаправленного воздействия на вымя и в целом на организм молочного скота (В.А. Шаумян, 1951). Со времени Ламарка и Дарвина считалось установленным, что усиленная функция того или иного органа ведет к лучшему его развитию. Механическое воздействие на вымя с целью стимуляции морфофизиологического развития секреторно-моторных образований этого органа сопровождается улучшением кровообращения в тканях молочной железы, работы дыхательной системы, повышением обменных процессов, а в конечном итоге, ведет к лучшему развитию вымени.
Начиная с 17... 18 месяца жизни у нетелей проявляется уменьшение силы тормозного процесса, неуравновешенность нервных процессов, повышение возбудимости, что, по-видимому, связано с наступлением половой зрелости, гормональной перестройкой организма. Нормализация свойств нервных процессов наступает после первого отела (Э.П, Кокорина, 1986).
Ряд авторов отмечают, что интенсивное развитие вымени в период беременности у телок начинается с 5.. .6 месяца. Воздействия на рецепторный аппарат вымени с этого времени активизируют эндокринные механизмы, способствующие усилению роста и развития молочной железы, вызывают формирование положительных реакций на операции, связанные с процессом доения (В.Ф- Ужик, 1995; В.Ф. Красота, ТТ. Джапаридзе, 1999). Первые работы по проведению массажа вымени у нетелей появились в 1950 годы (В.А. Шаумян, 1951; В.Ф. Королев, 1969). Механизированный массаж вымени у нетелей способствует повышению силы тормозного процесса, поддержанию уравновешенности нервных процессов, обучению, направленному на формирование определенных форм поведения, свойственных лактирующему животному. В этой связи проведение механизированного массажа вымени и первичной адаптации нетелей к условиям машинного доения следует считать физиологически целесообразным.
Раздражения вымени, вызываемые доильными стаканами современных агрегатов, не стимулируют, а наоборот, угнетают гормонообразовательную и выделительную функции аденогипофиза, обеспечивающие поддержание секреторного процесса в молочной железе. Особого внимания заслуживают исследования, проведенные А.Г, Тараненко (1997), Он установил, что при ручном доении по сравнению с машинным в среднем более чем на 30 % повышается исходный уровень в крови гормона пролактина, о чем впервые в 1928 году описали Strieker, Gructer и Г.Н. Азимов (1933). Установлено, что пролактин увеличивает скорость выдаивания на 18. ..20 % а среднесуточного удоя - на 10...20 %. Между количеством поступающего в кровь пролакти-ном и секреторной активностью молочной железы у коров имеется высокая положительная корреляция (г = 0,96; Р 0,01).
R.W. Turkington, et al., (1973), 3-Н. Касимов (1985) также отмечают, что оптимальный стереотип машинного доения - совокупность адекватных безусловно- и условнорефлекторных его компонентов - приводит в разгар лактации к значительному, но относительно кратковременному увеличению содержания пролактина в крови коров.
Учитывая, что функция молокоотдачи у коров формируется под влиянием не только наследственных факторов, переданных родителями, но и при сильном воздействии на них условий внешней среды, в том числе и технологических факторов, поэтому следует каждому животному создать такие условия, которые бы позволяли полностью реализоваться наследственным задаткам его молочной продуктивности. Так, массаж вымени нетелей способствует более активному связыванию лактогенных гормонов, эта реакция усиливается по мере приближения срока отела.
Развитие половой системы нетелей и формирование их молочной продуктивности тесно связаны между собой. Раздражения рецепторов вымени, вызываемые массажем, передаются в гипоталамус и гипофиз, которые реагируют на это выделением активно действующих гормонов, влияющих на общий уровень обмена веществ и на развитие половой системы. При этом активизируется деятельность яичников, выделяемые ими гормоны: эстрогены и прогестерон, стимулируют рост и развитие железистой ткани вымени,
В литературе имеются многочисленные исследования (М.Г. Закс, 1964 и др,), связанные с воздействием на молочную железу беременных животных с целью увеличения их молочной продуктивности. Это делалось или путем введения гормонов, или - стимуляции нейро-гормональных систем, регулирующих маммогенез, или влиянием на общий физиологический фон, на котором происходит развитие молочных желез до их полного формирования.
Более перспективны методы, рассчитанные на стимуляцию нейро-гормональных систем животного, регулирующих маммогенез. Воздействия на рецепторы молочной железы способствуют образованию импульсов, которые регулируют выведение молока, поддержании его секреции, видимо, и могут влиять и на маммогенез в целом. В процессе которого обеспечивается систематическое раздражение и тренируются рефлекторные приборы, ответственные за регуляцию лактации. Такой прием подготовки вымени стимулирует лактотропную функцию гипоталамо-гипофизарной системы, обеспечивающей максимальное проявление генетически детерминированного потенциала молочной продуктивности
Совершенствование методов отбора молочного скота желательного типа и прогнозирования его продуктивности
Интенсификация молочного скотоводства и перевод его на промышленную технологию сопровождаются повышенной выбраковкой коров, что снижает срок их использования в стаде. Необходимо жесткую выбраковку проводить среди первотелок. Это позволит значительно повысить среди них удой, живую массу и количество коров довести до 80 %, соответствующих требованиям бонитировочному классу элита и элита-рекорд. В то же время «Инструкция по бонитировке крупного рогатого скота молочных и молочно-мясных пород» (1975) предусматривает проводить оценку полновозрастньгх коров по удою за любые три лактации, то есть объективная оценка коровы может быть получена только к 5-6 летнему возрасту, а оценка быков-производителей по качеству потомства - еще позднее.
Молочная продуктивность коров наследуется полигенно, и возможности точного ее прогнозирования ограничены. Ни один из существующих методов прогнозирования не позволяет точно предсказать удой конкретной коровы за полновозрастную лактацию, так как применяемые коэффициенты перевода удоев коров за первую лактацию в удои и полновозрастные лактации являются усредненными и не учитывают того, что соотношение между удоями за первую и полновозрастные лактации у коров с продуктивностью 3000 и 8000 кг за первую лактацию сильно различается (1,34 и 0,96). Отсутствие же надежных критериев ранней оценки прогнозирования удоя и содержания жира в молоке коров ведет к неоправданным расходам на кормление и содержание низкопродуктивных животных, снижает рентабельность и эффективность отрасли.
Вместе с тем, нами установлено, что у коров существует высокая зависимость молочной продуктивности за полновозрастную лактацию от продуктивности их за первую лактацию (г = 0,6...0,9) и она устойчиво сохраняется на протяжении длительного периода совершенствования стад, что позволяет достоверно и объективно прогнозировать молочную продуктивность коров.
Общепризнанно, что наиболее рационально оценивать потенциальные продуктивные качества полновозрастных коров по продуктивным качествам их за первые 3 лактации. С учетом этого следует разработать во всех хозяйствах объективные коэффициенты прогноза. Это показано на примере стада черно-пестрого скота Пермского конного завода. Все коровы распределены на классы по молочной продуктивности с разницей между классами по удою в 500 кг (2001...2500; 2501 ...3000...) и содержанию жира в молоке в 0,1 % (3,61...3,70; 3,71...3,80.,.). Разделив средний фактический удой коров за первые 3 лактации на средний удой их за первую лактацию и соответственно содержание жира в молоке за первые 3 лактации на содержание жира в молоке за первую лактацию получают показатели, отражающие соотношение между продуктивными качествами коров за указанные лактации по каждому классу удоя и жирномолочности, сложившееся в стадах в процессе их эволюции, т.е. фактически - коэффициенты прогноза Уэ (табл. 5).
Однако использовать эти коэффициенты для прогноза продуктивности коров еще нельзя, т.к. общую закономерность они отражают с небольшими искажениями из-за того, что в разных классах молочной продуктивности находится неодинаковое количество коров и на величине этих показателей сказывается неодинаковое влияние условий внешней среды на разных этапах совершенствования стад. Например, в классе удоя 2501...3000 кг имеются коровы с удоем 2501, 2750» 2999 кг молока и т.д., а при прогнозе их удоя за первые 3 лактации пришлось бы использовать один и тот же коэффициент прогноза- 1735.
Изучение графической зависимости молочной продуктивности коров за первые 3 лактации от продуктивности их за 1-ю лактацию показало (рис. 9), что связь между удоями каждой конкретной коровы в стаде за первую лактацию и коэффициентами прогноза можно описать математически. Наиболее точно она описывается уравнением: м в + х где Ум - уточненные коэффициенты прогноза удоев; х - средние удои коров за первую лактацию; а, в, с - коэффициенты, значения которых находят при решении уравнения методом избранных точек (Ш.С. Маневич, 1970).Зависимость прогнозируемого удоя коров за первые три лактации от фактического удоя за первую лактацию и уточненного коэффициента прогноза
Вычисление коэффициентов а, в, с производят методом избранных точек с построенного графика (рис. 9), Для этого берут три группы точек, соответствующих средним удоям коров за первую лактацию и наиболее близко расположенных к графической кривой: 1750 и 2250; 4250 и 4750; 6750 и 7250. Им соответствуют следующие экспериментальные коэффициенты прогноза (У,): 1,51 и 1,48; 1,14 и 1,12; 1,01 и 0,97.
Влияние массажных устройств на морфофункциональные свойства вымени и качество молока
Исследование изменения вакуумметрического давления в рабочей камере массажного устройства и вертикальной деформации вымени нетелей в условиях хозяйства проводились согласно разработанной методике. Во всех случаях режим работы УМВН - величина вакуума в вакуум-проводе и частота пульсации - поддерживался в заданных пределах (50,3 кПа; 1,08... 1,25 Гц).
Величина вертикальной деформации вымени (D), как показали результаты полученных данных, зависит от двух факторов - вакуумметрического давления в рабочей камере и срока беременности нетелей. Последний влияет на объем вымени, рабочей камеры, а также - на интенсивность изменения воздухообмена в вышеуказанной камере массажного устройства. Таким образом, при выбранной частоте пульсаций (п. 3.2.5), варьировании объема рабочей камеры устройства (п. 3.2.6), вертикальная деформация вымени зависит ог усилия, которое определяется сечением дроссельного отверстия.
С целью определения физиологически возможной деформации вымени исследования были проведены без упругих, крест-накрест расположенных, массажных элементов. Величина вертикальной деформации вымени с изменением срока беременности животных также растет. При этом характер ее изменения зависит от сечения дроссельного отверстия. Так, в начальный период пневмомеханического массажа, когда срок беременности нетелей составляет 6,5 месяца, уменьшение сечения дроссельного отверстия (F) с 13,85 до 0,79 мм2 привело к увеличению вертикальной деформации вымени в 2,21 раза (рис. 20), а на завершающем этапе - в 1,42 раза. При этом в обоих случаях, характер изменения D по мере уменьшения F происходит менее интенсивно. Такая закономерность изменения D связана с физиологической особенностью развития и размерами вымени животного. Пневмомеханический массаж вымени нетелей, когда величина параметра X колеблется от 0,45 до 0,55 (п. 3,2.3), является положительным стресс-фактором. При уменьшении сечения дроссельного отверстия до 3,14.. ,0,79 мм2 и параметра X соответственно до 0,29.. .0,15 вышеуказанный вид массажа превращается в отрицательный стресс-фактор. Последнее имеет определяющее значение при обосновании параметров и режимов работы УМВН.
С уменьшением сечения дроссельного отверстия величина усилия (Р), действующая на молочную железу, изменяется в значительных пределах. По мере увеличения срока беременности нетелей происходит уменьшение прососа воздуха в рабочую камеру УМВН.
Изменение вертикальной деформации вымени и действующего усилия на него в зависимости от сечения дроссельного отверстия и периода беременности нетелей (Р„ = 50,3 кПа) Это приводит к увеличению поверхности контакта вымени с уплотнителем массажного устройства. Так, при уменьшении F от 13,85 до 0,79 мм2 величина Р возрастает в 1,91 раза. При этом, если параметр X имеет оптимальное значение (0,45..,0,55), то действующее усилие на молочную железу колеблется от 110,41 до 141,12 Н. Проведенные исследования позволяют утверждать целесообразность комплектования пневмомеханического массажного устройства упругими, крест-накрест расположенными, элементами. Это позволит уменьшить вертикальную деформацию молочной железы и создать условия работы устройства в щадящем режиме. На основании ранее проведенных расчетов и результатов исследований (п.: 3.2.3 и 3.2.7) установлено, что в соответствии с формой и размерами вымени нетелей целесообразно пневмомеханические массажные устройства изготовлять трех размеров № 1 (190 х 170 х 140 мм), № 2 (210 х 190 х 140 мм) и № 3 (220 х 210 х 140 мм). Параметры ПММУ-2 определяются как породным различием, так и прогнозируемой продуктивностью животных. Вакуум-метрическое усилие, действующее на вымя животного и работоспособность устройства, зависят от правильного определения профиля поверхности контакта его и вымени животного, с увеличением срока их беременности оно изменяется. Это приводит к тому, что на завершающем этапе механизированного массажа величина вакуумметрического усилия Р больше, чем в начальный период. Вертикальное перемещение вымени в необходимых физиологических пределах, зависит от жесткости упругих элементов кэ. Конструкция ПММУ-2 позволяет управлять процессом массажа вымени нетелей с учетом его физиологического состояния, что отличает его от ранее известных пневматических устройств (АПМ-Ф-1). Ширина массажных элементов, как показали хозяйственные исследования, зависит и от параметров вымени, и напряжения, которая создается при работе ПММУ-2. Минимальное расстояние между сосками вымени в начальный период массажа (срок беременности - 6,0 мес.) составило (32,9 ±1,2) мм. Из пяти массажных элементов, исследованных нами (п. 3.2.4), с учетом промеров вымени и сосков их ширина принята равной 26 мм. Усилие PQ зависит от величины вакуумметрического давления в рабочей камере ПММУ-2, сечения дроссельного отверстия Fs жесткостей упругих элементов кэ и вымени нетелей кв. Последняя имела значительные колебания в зависимости от физиологического состояния животных. Используя данные (рис- 20), находим кв в области линейной зависимости при изменении сечения дроссельного отверстия F от 7,07 до 13,85 мм (A. = 0,44.,,0,62). Величина кн при сроках беременности 6,5 и 7,5 месяца соответственно равняется 6043,6 и 2557,8 Н/м (прил. 26).
Экономическая эффективность механизированного массажа вымени нетелей
Адаптивный механизированный массаж оказывает положительное влияние на поведение нетелей и структурно-физиологическое состояние вымени, формирование ответньрс условно-рефлеісгорного раздражения. Животные после этого охотно идут на первое и последующие доения, У них формируется более полноценная доминанта лактации, вырабатывается защитная реакция, препятствующая распространению вакуума в емкостную систему вымени, выражающаяся в увеличении тонуса сфинктера соска при значительном повышении вакуумметрического давления. Механизированный массаж сопровождается раздражением механорецепторов вымени, увеличением потока центростремительных импульсов, повышением тонуса нервных центров вышеназванных систем через ретикулярную формацию, усилением рефлекторнсьтрофических влияний на железистую и емкостную системы вымени. В результате усиливаются кровоснабжение, обменные процессы, что способствует более интенсивному формированию протоков и альвеолярно-дольчатой структуры вымени, увеличению их размеров.
Главная цель массажа вымени нетелей - развить емкостную систему и подготовить вымя будущей первотелки к размещению больших объемов молока при двукратном доении. Под влиянием массажа в альвеолярном отделе вымени нетелей начинается и постепенно усиливается образование молозивного секрета, который заполняет все развившиеся полости. Это приводит к резкому увеличению внутриполостного давления, в результате гладкая мышечная ткань не только расслабляется и растягивается до возможных физиологических пределов, но и увеличивается в размерах в результате роста, дополнительной грануляции клеточных структур и других морфологических изменений гладких мышц. Процессы, возникшие под влиянием массажа, способствуют увеличению емкости вымени у нетелей.
Учитывая физиологическую роль массажа в процессе роста и развития вымени, мы изучили влияние механического и пневмомеханического массажа вымени на их дальнейшую молочную продуктивность эта работа проведена в различных хозяйственных условиях республики.
Из 9 устройств для массажа вымени нетелей, разработанных нами, (прил. 4...12), как показали результаты предварительных хозяйственных испытаний, наилучшими по комплексу физиологических и продуктивных показателей оказались механическое - патент № 2083093 (рис. 27) и пневмомеханическое - патент № 2127039 (рис. 31).
Механический массаж вымени применяли на нетелях швицкой породы в нескольких хозяйствах республики. Массаж оказал заметное влияние на морфологические признаки и функциональные свойства вымени (табл. 29). Данные таблицы показывают, такая целенаправленная подготовка нетелей к лактации в условиях КП «Мелля Тамак» намного улучшила морфологические показатели вымени. Так, промеры обхвата, длины, ширины и глубины вымени возросли в среднем от 4,7 до 6,7 % (при от Р 0,05 до Р 0,001). Также увеличились промеры как передних, так и задних сосков от 2,9 до 5,1 %- Возросло расстояние между передними, а также - задними сосками в среднем на 7,К..7,5 % (при Р 0,05). При анализе функциональных свойств вымени установлено, что применение механического массажа позволило увеличить интенсивность молоковыведения по сравнению с контрольной группой на 6,5 %, индекс вымени - на 1,4 , удой за 305 дней лактации - на 8,5 (при Р 0,001) и содержание жира - на 1,0 %.
Пневмомеханическое массажное устройство (ПММУ), оказывающее на вымя животного общее воздействие, отличается простотой конструкции, удобством и безопасностью эксплуатации, особенно в течение первой недели - в период адаптации нетелей к условиям механизированного массажа. При использовании ПММУ по сравнению с механическим (рис.: 32, 33) затраты времени на его фиксацию на вымени нетелей уменьшаются в 5V62 раза (табл. 30).
В КП «Чулпан» My ел юмо веко го района РТ для массажа вымени нетелей использовали пневмомеханическое массажное устройство ПММУ-2. Данные таблицы 31 показывают, что при такой подготовке нетелей к лактации намного улучшились морфофункциональные показатели вымени. Например, промеры обхвата, длины, ширины и глубины вымени возросли в среднем от 5,0 до 9,1 % (Р 0,05). Увеличилось расстояние между передними, задними сосками соответственно на 9,6 и 5,5 %. Применение пневмомеханического массажа позволило увеличить интенсивность молоковыведения, в сравнении с контрольной группой, на 11,9 % (Р 0,05), индекс вымени - на 2,8, удой за 305 дней лактации на 9,6% (Р 0,001) и содержание жира- на 3,3 %,
Использование пневмомеханического массажа на нетелях холмогоро-голштинских помесей II и III поколений в условиях учебного хозяйства КГАВМ также оказало заметное влияние на морфологические признаки и функциональные свойства вымени (табл. 32). У нетелей опытной группы из 10 промеров вымени - 8 (или 80 %) соответствуют наивысшему оценочному баллу - 5, тогда как в контрольной группе наивысшим баллом было оценено 4 (или 40 %) промера. Наибольшие различия в промерах в пользу опытной группы наблюдались по обхвату 7,7 % (Р 0,001) и длине 9,7 (Р 0,01) вымени.
