Молочная продуктивность коров в связи с совершенствованием технологий и технических средств, используемых в молочном скотоводстве (стр. 1 )

.

На правах рукописи

Андрианов

Евгений Александрович

МОЛОЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ КОРОВ В СВЯЗИ С

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ

СРЕДСТВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В МОЛОЧНОМ СКОТОВОДСТВЕ

Специальности: 06.02.04 – частная зоотехния, технология

производства продуктов животноводства;

05.20.01 – технологии и средства

механизации сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Белгород – 2007

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. »

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ,

доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

;

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

;

заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Мичуринский ГАУ»

Защита состоится « 25 » апреля 2007 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.004.01 во ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия» Белгородская область, Белгородский район, п. Майский, ул. Вавилова, 1, тел.

Факс (47

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан «23» марта 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцент

1. ОБЩАЯ ХАРАКТРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В настоящее время эффективность отрасли молочного скотоводства находится на низком уровне. За последнее десятилетие поголовье крупного рогатого скота уменьши­лось почти в два раза, производство молока сократилось на 41 %. Наблюдается недостаточная техническая оснащенность производства.

Прогресс животноводства должен базироваться на применении интенсивных технологий и конструктивно-режимных параметров технических средств, обеспечивающих имитацию анатомических, морфологических и физиологических параметров лактирующих животных и, в конечном счете, позволяющих максимальное использование их генетического потенциала. Однако в настоящее время это не достаточно изучено.

Известно, что важным резервом повышения молочной продуктивности первотелок, адаптации их к машинному доению является подготовка нетелей к лактации путем массажа вымени. Массаж укрепляет емкостную систему, улучшает кровообращение и лимфообращение в вымени, что существенно влияет на синтез молока, а также повышает резистентность к маститу (,1985).

Все возможные факторы, предшествующие дойке и сопровождающие ее, приобретают сигнальное значение. В результате у животного создается стойкий стереотип, нарушение которого может сильно влиять на эффективность молокоотдачи. Установлено, что если у коров в течение длительного времени закрепились условные рефлексы молокоотдачи, на ее эффективность не влияет даже значительное изменение безусловных раздражителей (, 1964, , 1972, , 1982).

Следовательно, прочно выработанные в определенных условиях условные рефлексы могут превалировать над безусловными. Поэтому одним из путей реализации генетического потенциала коров должно быть их приучение к технологиям машинного доения.

В период с 1997 по 2002г. затраты труда на производство одного центнера молока увеличились на 40 %. По различным причинам, связанным с функциональным и конструктивным несовершенством доильного оборудования, в совокупном дойном стаде России средние потери молока на одно животное достигают 700… 2000 кг в год, маститом болеют более 50 % коров. Согласно документальным источникам за последние 10 лет количество крупных молочных ферм и комплексов снизилось на 40 %, в то же время наблюдается рост числа мелких фермерских хозяйств (до 20 %, , 2003).

В настоящее время расширяется производство молока в условиях мелких и средних молочно-товарных ферм, механизация которых должна двигаться не только в направлении возобновления старого доильного оборудования, но и его усовершенствования и перевода на качественно новый технический уровень.

Решение вопроса реализации генетического потенциала коров должно двигаться в направлении создания конструкций доильного аппарата, который бы обладал высокой производительностью и, одновременно, был бы адекватным физиологии животного.

Быстрое ухудшение упругих свойств сосковой резины сказывается на характере ее воздействия на сосок в процессе доения. В результате «хлопка» (резкого сжатия сосковой резины) и действия вакуума часто возникают гиперемические явления, что предшествует появлению мастита у коровы.

Следовательно, интенсификация животноводства и в частности молочного скотоводства должна базироваться на использовании новых и усовершенствованных существующих технологий и технических средств, адаптированных к физиологическим особенностям животных.

Целью работы является – реализация генетического потенциала молочной продуктивности коров на основе совершенствования механизированных технологий и средств в молочном скотоводстве, а также снижение энергетических, трудовых и материальных затрат.

Задачи исследований:

-  разработать основы концептуального подхода к определению путей развития и совершенствования технологий и технических средств для реализации потенциала молочной продуктивности коров

-  проанализировать теоретическую модель процесса выращивания нетелей, изучить молочную продуктивность первотелок и качество молока, рост и формирование молочной железы, адаптацию первотелок к машинному доению, резистентность молочной железы к маститу в связи с усовершенствованным способом подготовки нетелей к лактации;

-  разработать и апробировать устройство для пневмомеханического массажа вымени нетелей;

-  изучить молочную продуктивность первотелок в связи с приучением их к машинному доению;

-  разработать способ и устройство для приучения первотелок к машинному доению;

-  разработать технологию машинного доения коров и усовершенствовать конструкцию адаптивного доильного аппарата

-  изучить молочную продуктивность коров в связи с предлагаемой технологией машинного доения

-  изучить влияние устройств для поения коров на их молочную продуктивность и разработать устройство для поения животных

-  дать оценку экономической эффективности усовершенствованных способов и устройств.

Объектом исследования были технологии и технические средства обслуживания лактирующих коров и первотелок.

Научная новизна работы заключается в том, что созданы:

новые способы подготовки нетелей к лактации (а. с. №1 а. с. № 000);

пневмомеханическое устройство для массажа вымени нетелей (а. с. № 000), позволяющее повысить эффективность подготовки их к лактации, улучшить морфофункциональные свойства вымени, существенно уменьшить заболеваемость маститом, значительно снизить время на адаптацию к машинному доению, а также снизить затраты энергии оператора и повысить безопасность его работы;

способ приучения первотелок к машинному доению и устройство для его осуществления (а. с. № 000)

устройство для оценки технического состояния сосковой резины по ее удлинению под действием стандартного груза (св.№ 000);

способ испытания сосковой трубки доильного аппарата, выполненной отдельно от молочной (патент № 000)

предложен способ комплектования сосковых трубок в группы по жесткости (патент № 000) и дана методика комплектования сосковых трубок с учетом их длины и удлинения;

способ машинного доения (полож. реш. от 01.01.2001), включающий устройство для преддоильной обработки вымени с контролируемым временем обмывания и гидромассажа (патент№ 000) и доильный стакан с освобождаемой сосковой резиной (патент № 000);

устройство для поения коров, снабженное регулятором уровня воды (а. с. № 000)

Дана биологическая, технологическая и экономическая оценка эффективности применения предложенных способов и устройств.

Практическое значение полученных результатов. Разработаны адаптивные технологии и технические способы и средства повышения молочной продуктивности коров.

Внедрена технология и устройство для массажа вымени нетелей в период подготовки их к лактации, которая обеспечивает увеличение промеров вымени по ширине, длине, обхвату и глубине передних четвертей на 10-15% и объема вымени на 37%; сокращение времени на адаптацию первотелок к машинному доению в 3 раза; повышение молочной продуктивности первотелок на 24,5% и снижение на 0,19 руб. затрата корма на 1 кг молока.

Предложена технология приучения коров к машинному доению и устройство для ее осуществления, которая при авансированном кормлении концентратами в жидком виде позволяет повысить молочную продуктивность в среднем на 16,9%, сократить время на адаптацию животных к машинным технологиям на 30%.

Разработана и внедрена технология машинного доения коров с адаптивным и наиболее благоприятным воздействием на организм животного, которая обеспечивает снижение заболеваемости коров маститом на 10%, увеличение интенсивности молоковыведения в среднем на 7,2%, повышение удоев на 9,9%, снижение затрат корма на 1 кг молока на 0,08 руб., что составляет в расчете на корову при удое 4200 кг 338 руб.

Усовершенствована система безнапорного автопоения животных с регулятором уровня воды, позволяющая увеличить ее надежность и снизить затраты труда на обслуживание, а также повысить потребление воды животными, и, как результат, увеличить удои на 5,4%.

Результаты исследований широко апробированы в хозяйствах Воронежской, Липецкой, Белгородской и Курской областей.

Материалы научных разработок используются в учебном процессе Воронежского государственного аграрного университета при чтении лекций и проведении лабораторных и практических занятий, выполнении курсовых работ и дипломных проектов.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены:

- на научно-исследовательских конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Воронежского государственного аграрного университета в 1995…2006г. г.

- на производственных совещаниях специалистов АО «Бороздиновское» Новохоперского района, совхоза »Дмитряшевский» Хлевенского района Липецкой области, ПСК им. Мичурина Терновского района Воронежской области в г. г., АММК «Верный Путь», «АМКК-Советское», «АМКК-Копанная» Алексеевского района Белгородской области.

- на заседаниях сотрудников кафедр частной зоотехнии, кормления с/х животных и механизации животноводства ВГАУ г. г.

Основные положения, выносимые на защиту

·  пневмомеханический массаж вымени нетелей в период подготовки к лактации обеспечивает: увеличение глубины, ширины и объема вымени; сокращение времени на адаптацию первотелок к машинному доению; повышение устойчивости молочной железы к маститу и удоя первотелок.

·  усовершенствованный способ подготовки нетелей к лактации позволяет осуществлять приучение к пневмомассажу разряжением 4-5 кПа при частоте пульсаций 60-65 мин-1 и устройство для массажа АПМ-Ф-7 сокращает время на установку и снятие устройства в среднем на 32% и снижает затраты энергии оператора в 1 ,9-2,1 раза;

·  массаж вымени нетелей в период 6-8 месяцев стельности устройством АПМ-Ф-7 оказывает благоприятное воздействие на развитие молочной железы (объем вымени увеличивается на 9,8%) и повышает ее устойчивость к маститу, позволяет более полно освободить вымя от молока, особенно альвеолярного, повысить содержание жира и белка в молоке, увеличить удои на 20.5% и снизить затраты корма на 1 кг молока

·  приучение первотелок к машинному доению разработанным способом и устройством сокращает время адаптации первотелок к машинному доению в 2.5-3 раза;

·  приучение первотелок к машинному доению разработанным способом при авансированном кормлении концентратами в жидком виде повышает молочную продуктивность (на 16,9%) и содержание белка в молоке, снижает затраты корма на 1 кг молока;

·  усовершенствованный способ машинного доения, включающий устройства для преддоильной обработки вымени и адаптивный доильный аппарат с возможностью хранения сосковой резины в «свободном» состоянии обеспечивает оптимальные параметры стимуляции молокоотдачи, повышение молочной продуктивности коров на 7.5%, качества молока и резистентности молочной железы к маститу;

·  предложенное устройство для поения коров повышает молочную продуктивность на 5,34%;

· предложенные способы экономически эффективны.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликована 53 научные работы, в том числе учебное пособие с грифом УМО, получено 10 патентов и 12 авторских свидетельств, одно положительное решение и одно свидетельство на полезную модель, 25 статей - 4 из них в ведущих журналах.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, теоретических исследований, методики и результатов исследований, выводов и предложений производству, списка литературы, приложений.

Работа содержит 47 таблиц, 52 рисунков и 29 приложений. Список литературы включает 347 наименования, их которых 56 иностранные.

2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнены в период 1г. г.

Было проведено пять научно-хозяйственных опытов в условиях сельскохозяйственных предприятий Новохоперского, Терновского, Ольховатского, Россошанского районов Воронежской области, Хлевенского и Добринского районов Липецкой области, Алексеевского района Белгородской области.

Общая методика их выполнения отражена на рисунке 1.

При выполнении работы использованы зоотехнические, физико-химические, технические, биометрические, математические и экономические методы исследований.

В опытах использовали крупный рогатый скот красно-пестрой и черно-пестрой породы, разводимый в Центрально-черноземной зоне России. Работа выполнена на поголовье свыше 5.6 тыс. голов, в том числе в экспериментальных опытах – 170 коров и первотелок.

Подопытные животные были подобраны по принципу парных аналогов (по удою, возрасту, породе, лактации, времени отела).

Коров контрольной и опытных групп содержали в одинаковых условиях на общехозяйственном рационе. Эффективность оценивали по среднесуточному удою, интенсивности молоковыведения и жирномолочности.

Массаж вымени проводили перед отелом в часы предполагаемого доения в течение 68 дней. За три недели до отела массаж вымени прекращали.

При приучении нетелей к массажу оператор проводил «сухой массаж» вымени и обтирание его увлажненным теплым полотенцем (температура воды 45-50оС). При этом адаптировали животных к звуку работающего аппарата. Затем приступал к следующему этапу приучения путем пневмомассажа вымени импульсами разряжения 4-5 кПа с частотой пульсаций вакуума 60-65 мин-1.

После приучения приступали к пневмомеханическому массажу вымени нетелей по общепринятой методике в течение 5 минут. В связи с этим использовали массажный колокол с установленной в нем платформой-деформатором.

С целью изучения режима работы усовершенствованного устройства для массажа проводили лабораторные испытания на базе доильной установки АИД-1 для индивидуального доения коров.

Оценку морфологических признаков и функциональных свойств вымени изучали по методике (1974).

Объем вымени животного (, 1999) определяли по формуле:

, (1)

где Н – глубина вымени, см; a, b - полуоси эллипса, соответствующего сечению эллиптического параболоида у основания вымени, см.

, (2)

где bп и bз - расстояние между передними и задними сосками, см.

При этом разница определения объема вымени, полученная разными способами: теоретическая и экспериментальная, колеблется от 1,20 до 2,52%.

При приучении коров к машинному доению устройством (а. с. № 000) фиксацию доильных стаканов на сосках вымени животных осуществляли посредством вакуума величиной 5 кПа, создаваемого упругим пустотелым элементом. При этом массаж, частичное выдаивание осуществляли при соотношении тактов сосания и отдыха в интервале 6:1 – 4:1.

Подкормку животных опытной группы зерносмесью в жидком виде (8л теплой воды + 0,8кг зерносмеси) начинали с 5-го дня после отела и осуществляли три раза в сутки в промежутки между дойками.

Контрольные дойки проводились каждые 10 дней.

Преддоильную обработку вымени осуществляли путем гидромассажа теплой водой (40-50 оС) в течение наполнения емкости для сбора воды.

Техническое состояние сосковых трубок оценивали при установке в аппарат и через каждые два месяца эксплуатации после мойки и суточного «отдыха» путем определения их удлинения с помощью разработанного устройства. Натяжение сосковых трубок в доильных стаканах рассчитано по формуле:

(3)

где - масса груза, 6 кг, Lр - расстояние от кольцевой линии перехода в месте присоска сосковой трубки до кольцевого буртика на молочной трубке в месте ее соединения с гильзой стакана, мм; Lг - высота гильзы доильного стакана, мм; - удлинение комплекта сосковая трубка- молочная под действием стандартного груза, мм.

При этом разница экспериментального и теоретического способов определения натяжения колеблется от 1.5 до 2.5%

Оценка технических показателей сосковых трубок при их освобождении от натяжения между дойками проведена на доильных аппаратах АДУ-1 в течение 6 месяцев. Для эксперимента сосковые трубки базового и опытного вариантов подбирали по принципу парных аналогов (по удлинению и натяжению в доильном стакане).

Для определения расхода энергии операторами при выполнении массажа вымени и ручных технологических операций использовали методику (1982).

Влияния давления в магистральном трубопроводе на показатели работы индивидуально-групповой автопоилки изучали в лабораторных условиях. Расход воды определяли при различном давлении в воздушно-водяном котле. Необходимое давление в клапанном механизме регулятора уровня опре­деляли согласно зависимости:

(4)

где Рк - давление воды на клапан регулятора, Н/м2;

- удельный вес воды, Н/м3;

h - показания водомерного стекла воздушно водяного котла, м.

Интервал изменения давлений по манометру с учетом показаний водо­мерного стекла принимали с учетом свободного напора в водопроводной сети коровника 0,2...1,6 кгс/см2.

Для каждого показания давления определяли расход воды через клапан регулятора. Для этого использовали мерный сосуд (корпус регу­лятора) и секундомер СМ-10.

Клапан регулятора открывали путем нажатия на поплавок уст­ройства. Для измерения усилия на клапане использовали пружинный динамометр, при помощи которого создавали усилие на поплавке. Далее с учетом момен­тов от усилия на клапане и усилия на поплавке определяли усилие, создаваемое водой на клапан.

Для определения количества воды, выпиваемой одним животным в сутки в водоподводящую сеть каждой автопоилки был установлен счетчик воды СВК15-3-2.

Молочную продуктивность коров учитывали путем прове­дения ежемесячных контрольных доек в течение двух смежных дней. Удой по месяцам установили умножением его в контроль­ную дойку на дни месяца. Пробы молока исследовали ежемесяч­но. Для этого отбирали суточную пробу за смежные сутки про­порционально удою. В качестве консерванта использовали пере­кись водорода. Состав и свойства молока изучались в лаборато­рных условиях в соответствии с методическим рекомендациями по технике анализа молока и молочных продуктов (ВИЖ, 1983) и по методике и (1988) с использо­ванием для оценки следующих стандартов:

- определение белка - методом формольного титрования, ГОСТ ;

- количество жира - стандартным сернокислым способом, ГОСТ 5867-90;

- плотность - с помощью ареометра типа АМ, ГОСТ 3625-84;

- кислотность - титрометрическим методом, ГОСТ 3624 92;

- размер и количество жировых шариков - подсчетом в ка­мере Горяева.

Результаты экспериментальных исследований обрабатывали с использованием известных методов математической статистики и пакета математических программ «ЕХСЕL» для вычислительных машин, а также согласно руководству по биометрии для зоотехников (, 1969).Экономическую эффективность рассчитывали согласно «Методике определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений» (1980)

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Молочная продуктивность первотелок в связи с подготовкой нетелей к лактации путем массажа вымени

Научно-хозяйственный опыт проведен на 3-х группах (контрольная, 1-я опытная и 2-я опытная) животных по 16 нетелей в каждой. Подопытные животные красно-пестрой породы на 6-ом месяце стельности были распределены на группы по принципу парных аналогов и содержались на одном рационе. У нетелей опытных групп проводили в течение двух месяцев массаж вымени устройствами АПМ-Ф-1 и АПМ-Ф-7. Эффективность действия массажа оценивали по развитию молочной железы, адаптации первотелок к машинному доению, устойчивости к маститу и молочной продуктивности.

Конструктивные особенности устройства для массажа вымени АПМ-Ф-7 и особенности его использования. С целью снижения стрессов-факторов, уменьшения затрат труда оператора, повышения эффективности массажа и удобства использования нами усовершенствован способ подготовки нетелей к лактации и устройство для массажа:

при подготовке нетелей к массажу приучение осуществлять путем пневмомассажа разряжением 4-5 кПа и частоте пульсаций 60-65 мин-1;

разработана съемная рукоятка, при помощи которой оператор может легко и безопасно устанавливать устройство на вымени и при этом точно контролировать открытие дренажного отверстия в момент четкой фиксации массажного колокола (рис. 2);

предложена новая модель воздушного патрубка, который выполнен изогнутым с возможностью вращения относительно оси, что позволяет устанавливать устройство с любой стороны от животного;

разработана новая конструкция массажных элементов устройства, которые выполнены в виде платформы с закрепленными на ней эластичными жгутами;

внутри колокола ниже уплотнения установлена кольцевая камера с гофрированной мембраной, в результате чего размер массажного устройства может легко изменяться под различное вымя животного путем накачивания воздуха в полость упомянутой камеры.

В рабочем такте массажный колокол 1 устройства АПМ-Ф-7 поднимается вверх к вымени животного. Причем эластичные стенки кольцевой гофрированной камеры 12 массажного колокола сжимают вымя с боков, а снизу вымя несколько сжимается эластичными жгутами 5, которые имитируют массаж руками оператора.

Морфологические признаки вымени. Промеры вымени животных контрольной, 1-й опытной (базовая технология массажа) и 2-й опытной (усовершенствованная технология массажа) групп свидетельствуют, что у нетелей 2-й опытной группы длина, ширина, обхват и глубина вымени (табл.1) больше, чем у нетелей 1-й опытной группы в среднем на 2-3%, а по отношению к контрольной – на 9.9-14.9%.

Таблица 1 – Промеры вымени у животных в связи с массажем

Промеры вымени, см	Группы	% контр.
контрольная Х±m	1-я опытная Х±m	2-я опытная Х±m
Ширина вымени	25,51,5	29,01,6*	29,31,6*	14,9
Длина вымени	28,91,7	30,71,8	31,71,8*	9,6
Обхват вымени	95,87,5	104,57,7	105,57,7	10,1
Глубина передних четвертей	25,71,4	27,21,5*	28,71,5*	11,6
Объем вымени, см3	7656	9756	10723	39,7

* - Р>0.95

При этом массаж вымени (рис.3) обеспечивает дополнительное развитие объема молочной железы животных на 21,8-36,8% в 1-й опытной группе и на 29,8-41,9% в 2-й опытной группе. Перед отелом разница в объеме вымени нетелей опытных групп составила 9,2% или 774 см3, а после отела – 9,9% или 967 см3.

месяцы стельности

Рис. 3 Объем вымени нетелей и первотелок в связи с массажем

1 - контрольная группа ; 2 – 1-я опытная группа; 3 – 2-я опытная группа

Следовательно, массаж вымени нетелей в период 6-8 месяцев стельности устройством АПМ-Ф-7 оказывает более благоприятное воздействие на развитие молочной железы: промеры вымени увеличиваются в среднем на 2-3%, а объем вымени на 9,8%.

Адаптация первотелок к машинному доению. За первый день лактации (табл. 2) 5 из 16 или 31,3% коров 1-й опытной группы, 9 из 16 или 56,25% коров 2-й опытной группы и 1 корова или 6,3% коров контрольной группы спокойно реагировали на машинное доение, а за 2 дня лактации 11 из 16 или 75% животных 1-й опытной группы, 100% животных 2-й опытной группы и 4 из 16 или 25% животных контрольной группы были приучены к машинному доению (рис.4).

Таблица 2 – Приучение первотелок к машинному доению в связи

с массажем вымени

Группы	Количество приученных животных по дням лактации
1	2	3	4	5	6	7	8
контрольная	1	3	3	2	2	2	2	1
1-я опытная	5	7	4	-	-	-	-	-
2-я опытная	9	7	-	-	-	-	-	-

На третий день лактации все коровы 1-й опытной группы спокойно вели себя при машинном доении, тогда как в контрольной группе положительная реакция животных на машинное доение была достигнута только на 8-й день лактации (табл. 2).