CC BY
15
УДК 631.145:636.2+636.223.2
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА В КОРОВНИКАХ С РАЗЛИЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ
К. Мазур
Представлены результаты исследований 5 беспривязных коровников для молочных коров. Проведен анализ многих показателей коровников в области системы содержания, способа и уровня механизации технологических процессов, энергозатрат и выбранных микроклиматических условий, их элементов, а именно концентрация аммиака и диоксида углерода. Представлена характеристика строительных сооружений с учетом типа вентиляции и кубатуры. Ключевые слова: механизация, эксплуатационные расходы, расход энергии, система содержания скота, аммиак.
Устойчивое развитие сельского хозяйства предполагает строительство современных зданий, с учетом требований содержания животных, охраны окружающей среды, при одновременном обеспечении экономической эффективности производства молока. Выбор наилучшего решения является трудным, потому что он требует многомерного анализа имеющихся функционально -технологических решений. Инвестор новых зданий или производитель молочного скота модернизирующий свою ферму, должен выбрать соответствующий комплекс машин и оборудования для механизации работ при производстве молока, а также обеспечить благосостояние животных. В литературе нет широких исследований, которые включали бы в себя комплексную оценку коровников. Эта статья является попыткой проведения анализа современных коровников для молочных коров по ряду показателей.
Цель исследований
Главной целью работы был многокритериальный анализ коровников для беспривязного содержания молочных коров.
Следующими дополнительными целями были:
- определение величины трудоемкости и уровня механизации работ при производстве молока в отдельных коровниках;
- определение затрат на электрическую и механическую энергию;
- определение инвестиционных затрат на здания, устройства, машины и оборудование для механизации технологических процессов;
- определение эксплуатационных расходов на содержание зданий, машин и оборудования для механизации доения и обработки молока, подготовки и кормления, удаления и хранения навоза;
- измерение и анализ параметров микроклимата, в частности, концентра -ция аммиака, углекислого газа.
Методика
Область исследований включала коровники с концентрацией (плотностью) от 83 до 170 БПЕ (Большая Пересчетная Единица) и высокий уровень механизации, среди которых были коровники с роботами.
В табл. 1 представлена характеристика исследованных хозяйств, в том числе машин и оборудования для механизации различных процессов.
Таблица 1. Характеристика исследуемых хозяйств, в том числе технологическая
Коровник
Число БПЕ Производитель-ность стада [дм3]
Система содержания
Механизация процессов
Доение и охлаждение молока Тип установки Холодо-производительность [дм3]
Приготовление и раздача кормов объем/ м3, Мощность трактора/ линия подачи рациона
Удаление и хранения
навоза
Другие работы
144 7500
боксовая, с ограниченным количеством подстилки
„тандем 2x4(8)
2700 и 1500
20 м3/ 105 КМ/ ПКС
дельта-скрепер + транспортер поперечный с общей мощностью 4,5 кВТ
Электрическое устройство для удаления рогов, мощность 0,25 кВт
87 8000
глубокая подстилка
„елочка 2 х 4(8)
6700
10т3/ 82 КМУ 1 кормовая станция, транспортер спиральный, силос 13 м3
Глубокая подстилка, трактор 82 КМ+ фронтальный погрузчик
Электрическое устройство для удаления рогов, мощность 0,25 кВт
12 м3/ 150 КМ 2 кормовые станции спиральный транспортер, силос 12,5 м
109 9600
боксовая бесподстилочная
„елочка 2x5(10)
7000
Навозная жижа, глубокие каналы, трактор 77,2 КМ + вакуумная машина для ассенизации 10м
Электрическое устройство для удаления рогов, мощность 0,25 кВт
170 8500
боксовая бесподстилочная
2 робота
10000
14т3/ 95 КМУ питание 2 роботами, спиральный транспортер, силосы 14 м3 и 15 м3
11 м3/ 110 КМ/ Питание роботом и 1 кормовая станция, спиральный транспортер, силосы 8 м3 и 10 м3
Навозная жижа, глубокие каналы, трактор 160 КМ+ вакуумная машина для ассенизации 14,2 м
Электрическое устройство для удаления рогов мощностью 0,25кВт, 3 электрические щетки - 0,12кВт
83 9500
боксовая бесподстилочная
робот 5000
Навозная жижа, глубокие каналы, трактор 123 КМ + вакуумная машина для ассенизации 12,7 т
Электрическое устройство для удаления рогов, мощность, 2 е электрические
щетки мощностью 0,12 кВт
*) без транспорта и вывоза на поля
1
2
3
4
5
У исследуемых коровников была концентрация (плотность) от 83 БПЕ до 170 БПЕ, площадь сельхозугодий хозяйств составляла от 52 га до 802 га. Они расположены на территории Подляского воеводства (1 коровник) и Мазовецко-го (4 коровника). В 2 коровниках доение осуществлялось с помощью доильных роботов (Automatic Milking System или Voluntary Milking System), в остальных трех доение осуществляют в традиционных доильных залах. Охлаждение молока происходило в резервуарах охлаждения расположенных в помещениях для молока. Коровники имели разделенные, проходимые кормовые коридоры, в которых находились грубые корма ПКС (полнокормовые смеси) - в коровнике №1 или ЧКС (частичные кормовые смеси) - в остальных объектах.
Исследования проведены методом непосредственного направленного оп -роса, подготовлена фотография рабочего дня и хронометраж работ. Исследова -на концентрация аммиака и углекислого газа с помощью портативных измерителей концентрации газа MX6 iBrid™ американской фирмы Industrial Scientific Corporation - размер концентрации газа в четырех точках измерения, внутренняя память, питание: литиево-ионная батарея; обозначение MX6-1, MX6-2, MX6-3, MX6-4. Исследования были проведены в соответствии с нормой BN-86/880-03 [Norma Branzowa 1986].
Затраты на обслуживание рассчитаны в соответствии с руководством предложенным IBMER Музалевским [Музалевский 2010].
Удельные затраты на эксплуатацию зданий, оборудования и машин участвующих в механизации четырех процессов (вместе по различным процессам) представляют собой сумму удельных затрат на обслуживание и удельных зат -рат использования определены по формуле:
kej = Kutrz + Kuz [зл-БПЕ -1тод-1] (1)
ndjp
kej - эксплуатационные удельные затраты [зл-БПЕ -1]
Kutrz - удельные затраты обслуживания [зл-год-1]
Kuz - удельные затраты использования [злтод-1]
Ndjp - число шагов [Больших Пересчетных Единиц БПЕ]
Издержки обслуживания
Затраты на обслуживание представляют собой сумму амортизационных издержек зданий, машин и страхование зданий и оборудования (формула 2).
K с
Kutrz = K1 + 1^ +Kub +Kui [злтод-1], (2)
Kib- инвестиционные расходы зданий [зл]
Tb - предпологаемый срок службы здания [количество лет]
Kb - стоимость страхования здания [злтод-1]
Cmi - цена (стоимость) замены машины или устройства [зл]
Ti - срок службы машины [количество лет]
Ки1 - стоимость страхования машины и оборудования [злтод-1] Издержки использования
Кш = КееЬ + Kee + Kem + КпЬ + Кп + Кг [зл] (3)
Кееь - затраты на оплату электрической энергии здания [злтод-1] КпЬ - расходы на ремонт (техническое обслуживание) здания [злтод-1] Кее - затраты на электроэнергию машин и оборудования для механизации [злтод-1]
К^ - затраты на механическую энергию [злтод-1] Кп - расходы на ремонт машин и оборудования [злтод-1] ^ - затраты на рабочую силу [злтод-1] Затраты электроэнергии здания
Кееь=+ ^) • ^т, (4)
^ - потребление электроэнергии на вентиляцию [кВтчтод-1]
Nos - потребление электроэнергии на освещение Скт - цена за единицу электроэнергии [зл-кВтч-1] Затраты на электроэнергию машин и оборудования
Kee = Nee ' CkWh (5)
К66 - расход электроэнергии машин и оборудования [кВтчтод-1] ^- Стоимость 1 кВт-ч электроэнергии [зл^кВтч -1]
Затраты на энергию механическую машин и оборудования
Kem = Nem ' Cem (6)
Kem -затраты на механическую энергию [злтод-1] Nem - ежегодные расходы механической энергии [кмчтод-1] Cem - цена механической энергии [зл-кмч-1] Затраты на ремонт здания К-
—пъ = 8Ь- —^ [злтод-1] (7)
тъ
8ь = 0,2-0,5- коэффициент стоимости ремонта в течение всего срока
Затраты на ремонт машин и оборудования
(C Л
К =1 Sn --а- [злтод-1] (8)
V У
8п = 0,2-1,1 - в зависимости от машины или оборудования [Музалевски A.,2010]
Затраты на оплату труда
Кг = N1 - — [зл] (9)
N - затраты труда [рбч-год-1]
— - стоимость 1 рбч человеческого труда [эл-рбч-1]
Результаты исследований
Проведены исследования в 5 коровниках для беспривязного содержания, в том числе в 3 коровниках боксовых бесподстилочных, 1 коровнике боксовом с подстилкой и 1 коровнике на глубокой подстилке. В таблице 2 представлена характеристика зданий коровников, с учетом кубатуры, типа конструкции кры -ши и применяемого способа вентиляции и полученных значений параметров микроклимата. В четырех коровниках была конструкция крыши, поддерживаемая стропилами, только один коровник был бесстропильной конструкции в случае стальных каркасов. Стальная конструкция является более дорогим решением, однако рекомендуется для объектов до 30 м шириной. Это создает лучшие возможности для будущей, возможной адаптации здания в случае его расширения [Романюк и др. 2012г.]. Кроме того, естественная вентиляция в однопрост-ранственных коровниках может быть более эффективной, чем когда внутренние перегородки влияют на качество воздухообмена.
Таблица 2. Строительная характеристика коровников, вентиляция и параметры микроклимата в весенний период (4 коровника)
Ко- Конструкция Кубатура м3 БПЕ -1 Вентиляция/ Концентрация
ров- здания нагнетание/ № СО2
ник удаление воздуха среднее[ррт] среднее[ррт]
1 Трёхчасная 42,25 гравитационная/окна/
колонная отверстие вдоль крыльца 5 942
2 Трёхчасная 53,2 гравитационная /
колонная отверстия в стенах / отверстие вдоль крыльца 10 1360
3 Одная часть безколонная 39,74 гравитационная/окна/ отверстие вдоль крыльца 11 1500
4 Трёхчасная колонная 70,64 гравитационная / регулируемые завесы/ отверстие вдоль крыльца 12 846
5 Трёхчасная 74,43 гравитационная/окна/
колонная отверстие вдоль крыльца 6 666
В коровниках с навозной системой труднее поддерживать надлежащий микроклимат в сравнении с глубокой подстилкой или низкоподстилочной системой. Самая низкая концентрация аммиака наблюдается в коровнике боксовом подстилочном, в то время как самый высокий - в коровниках боксовых бесподстилочных № 3 и 4, в которых, однако, несмотря на это, чуть более половины приемлемой стандартами нормы 20 ррт. В коровнике №5 боксовом бесподстилочном, где используются роботы для очистки решеток, и кубатура была самой высокой, концентрация углекислого газа была низкой, а аммиака - менее трех коровников. Концентрация углекислого газа ни в одном из коровников не превышала половины концентрации допустимой стандартами.
В таблице 3 содержаться полученные результаты затрат: труда, электроэнергии, механической энергии, инвестиционные и эксплуатационные затраты зданий, машин и оборудования.
Самые низкие ежегодные затраты на единицу труда были расходы в двух коровниках с роботами доения, подачей кормов и очищением решеток - составили 4,9 рбч-год -1- БПЕ -1 и 5,5 рбч-год -1- БПЕ -1, в то время самые высокие в коровнике боксовом подстилочном с доением «тандем», что составляет 27,5 рбч-год -1- БПЕ -1.
Таблица 3. Энергетические и экономические показатели исследованных коровников
Коровник Характеристика коровника
Удельные инвестиционные затраты Удельные годовые затраты рабочей силы Удельные годовые затраты электроэнергии Удельные годовые затраты механической энергии Удельные издержки эксплуатации
зл-БПЕ-1 рбч-год-1- БПЕ -1 кВтч-год-1- БПЕ -1 кВтч -год-1- БПЕ -1 зл- год-1- БПЕ -1
1 11557 27,5 146,0 428 1711
2 16132 25,2 76,7 493 1860
3 14993 17,6 94,9 686 2089
4 22193 4,9 299,3 523 2671
5 26648 5,5 295,7 488 2888
Значительно более высокие капитальные затраты на здания с оборудованием, машины и устройства для механизации работ, а также эксплуатационные расходы были отражены в коровниках с роботами, при чем наиболее эффективным был тот, который был заполнен в 2 раза больше. Затраты механической энергии были самыми высокими w коровнике боксовом бесподстилочном № 3, где к машине подачи корма был использован трактор со слишком большой мощностью. Более высокие эксплуатационные затраты в роботизированных коровниках привели между тем к высоким инвестиционным затратам, и, примерно в 2 раза, по сравнению с остальными коровниками - затратам электроэнергии.
Заключение
1. Самые низкие ежегодные затраты на единицу труда были расходы в двух коровниках с роботами доения, подачей кормов и очищением решеток -боксовых бесподстилочных, среди которых был коровник с наибольшей плотностью и составляли они 4,9 рбч-год -1- БПЕ -1 и 5,5 рбч-год -1- БПЕ -1
2. Лучший климат в диапазоне концентраций вредных газов был боксо -вым бесподстилочным, где использовались роботы для очистки решеток и, где была наибольшая кубатура. Концентрация углекислого газа в этом коровнике была самая низкая и составляла 666 ppm, а аммиака - 6 ppm.
3. Самые высокие удельные затраты электроэнергии, инвестиционные за -траты и затраты эксплуатации в коровниках с роботами доения, подачи кормов и очистки решеток. Результаты анализа показали более высокие, более чем в два раза по сравнению с традиционной системой доения, расходы электроэнергии на доение.
4. Самые большие затраты механической энергии были в коровнике боксовом бесподстилочном, где, по сравнению с другими коровниками с этой системой, используется трактор для подачи корма с гораздо более высокой, чем необходимая мощность (150 ЛС).
5. Самые низкие годовые эксплуатационные удельные издержки зданий, машин и оборудования были в коровнике боксовом подстилочном с величиной 144 БПЕ, и они были более чем в полтора ниже, чем затраты в коровниках с роботами, что составило 1711 зл- год-1- БПЕ -1.
Литература:
1. Instrukcja obslugi miernika wielogazowego MX6 iBrid™ Delta Service, 2007. ss.29.
2. Mazur K. Ocena wielokryterialna obor wolnostanowiskowych dla krow mlecznych: rozprawa doktorska. Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, 2012. ss.157.
3. Muzalewski A. Koszty eksploatacji maszyn nr 25. ITP Falenty, 2010. ss.56.
4. Norma Branzowa BN-86/880-03 Mikroklimat w budynkach inwentarskich. Wydawnictwa Normalizacyjne „Alfa". s.287-290.
5. Romaniuk W., Overby T. Systemy utrzymania. Warszawa , 2005. ss.152.
6. Romaniuk W., Mazur K., Domasiewicz T. Ksztaltowanie warunkow srodowiskowych w chowie bydla mlecznego - stan istniej^cy i propozycje przebudowy // Inzynieria w Rolnictwie. 2012. nr 4. ss.92.
7. Romaniuk W., Rudnik K., Biskupska K. Ksztaltowanie obiektow budowlanych i dzialek zagrodowych w gospodarstwach specjalizuj^cych siç w chowie bydla- wytyczne projektowe // Inzynieria w Rolnictwie. 2012. nr 5. ss.152.
Камила Мазур Зыгма
Институт Тeхнoлoгии и Естественных Наук, Польша, отделение в Варшаве Тeл. +48 22 542-11- 13 E-mail: [email protected]
There were 5 free stall cattle barns for dairy cows presented. Multicriterial analysis of barns in the scope of housing systems, mechanization ways of technological treatments, energetic inputs and microclimate conditions of chosen elements, i.e. ammonia and carbon dioxide concentrations. Constructional characteristic was described
including kid of ventilation and cubage. Keywords: mechanization, exploitation tle, ammonia.
costs, energy inputs, housing systems of cat-
