CC BY
30
УДК 631.153.4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛЮЩЕНОГО ЗЕРНА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ КОРМОВ
А.Н. Перекопский, кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства E-mail: [email protected]
Аннотация. Предложено в качестве концентрированных кормов использовать влажное плющеное зерно. Поставлена задача - определить максимум дохода от разницы суммарной реализационной стоимости произведенной животноводческой продукции (молока) и суммарной стоимости кормов, затраченных на производство продукции. Определена математическая зависимость суммарного количества кормовых единиц (корм. ед.) использованного корма от годового надоя коров. По каждому из видов кормов заданы пределы изменения (min, max). Общая питательность всего объема корма оценивается суммарным содержанием кормовых единиц и переваримого протеина. Эти переменные вводятся в задачу в виде ограничений «больше или равно». На основании соотношений разработана задача линейного программирования размерностью 25x8 для оценки структуры кормов с учетом использования плющеного зерна, обеспечивающая получение максимального дохода. Для решения задачи использована система Excel в режиме «Поиск решения». При работе в системе Excel программой предоставляется услуга «Сохранение сценария», что позволяет на модели выполнить исследование по принципу «... что будет, если ...». Для решения были приняты показатели необходимых объемов кормов в ОАО «Красногвардейский» Ленинградской области. При себестоимости плющеного зерна свыше 3,0 руб/кг происходит резкое снижение дохода, увеличивается потребление силоса и покупных концкормов. Представленная в статье математическая модель позволяет проигрывать возможные сценарии применения технологий заготовки кормов для конкретных условий сельскохозяйственных организаций и анализировать влияние стоимостей различных видов кормов на рациональную структуру и стоимость всего объема кормов. Ключевые слова: математическая модель, виды кормов, плющеное зерно.
Введение. В мировой практике наряду с высушиванием применяют такие способы сохранения влажного фуражного зерна, как герметизация и химическое консервирование. Консервирование зерна путем герметизации основано на том, что жизнедеятельность зерна и микроорганизмов снижается до безопасного для качества зерна уровня за счет резкого ограничения кислорода. Химическое консервирование основано на смешивании зерновой массы с веществами, которые вызывают угнетение микрофлоры и жизнедеятельности зерна и ликвидируют таким образом основные причины интенсивного дыхания зерновой массы, ее самосогревания и плесневения. Технологическое и инженерное решение первого способа сохранения влажного зерна сложнее, менее надежно в рядовой практике.
Основным способом обработки влажного фуражного зерна на длительный срок хранения в Северо-Западном регионе РФ является
высушивание. Однако этот способ требует значительных капитальных вложений и большого потребления жидкого (газообразного) топлива, не всегда удается высушить сырое зерно за 2-3 суток, затем оно самосогревается и портится. В связи с этим в последнее десятилетие все большее распространение в России находит химический способ консервирования влажного зерна с плющением. Плющение как технологическая операция, по некоторым данным, повышает переваримость зерна, в отличие от сухого дробленого зерна плющеное зерно не пылит, лучше поедается животными.
При использовании метода консервирования плющеного зерна его обмолот и закладка на хранение производится в тот момент, когда в нем содержится максимальное количество питательных веществ (фаза восковой спелости и влажность 35-40%). При этом уборка зерновых начинается на 10-15 дней раньше, что очень важно для Северо-
Западного региона РФ с неустойчивой погодой, где до 80% объема валового производства зерновых используется на фураж [1, 2].
Методика исследований. Главные задачи кормопроизводства состоят в повышении энергетической и протеиновой питательности производимых кормов и увеличении производства кормов до объемов, удовлетворяющих животноводство. Конкретные параметры в решении этих задач устанавливаются в зависимости от уровня продуктивности скота и объемов производства его продукции.
Основным потребителем собственных кормов в сельскохозяйственных организациях СЗ региона РФ является дойное стадо, на которое приходится до 80% общего их расхода. Основное назначение кормопроизводства - получение дешевой животноводческой продукции в необходимом объеме.
Тогда в качестве целевой функции математической модели можно записать соотношение, определяющее максимум дохода от полученной продукции:
(2Сжив.пр. — 2Скор.) -^тах, (1)
где ЕСжив.пр. — суммарная реализационная стоимость произведенной животноводческой продукции (молока); ЕСкор. — суммарная стоимость кормов, затраченных на производство продукции.
Основной продукцией крупного рогатого скота (КРС) является молоко, объем производства которого зависит от объемов и видов используемого корма. В существующих руководствах по кормлению КРС приведены табличные данные зависимости продуктивности животных от видов корма, объема скармливания, содержания в кормах питательных веществ.
По данным [3] представлена зависимость суммарного количества кормовых единиц (корм. ед.) использованного корма от годового надоя. Зависимость аппроксимировали соотношением:
Сгод = -0,0397Gnw2 + 1,256аГОд + 0,0131, (2) где Сгод - количество использованного корма, т корм. ед.; Gre« - годовой надой на 1 голову КРС, кг.
Суммарная стоимость объема кормов определяется суммой стоимостей кормов по каждому виду: ЕСкор = ЦСкорг • X), (3)
где Скорг , X - стоимость и объем кормов z'-го вида.
Общий объем полученной продукции зависит от объема полученных кормовых единиц. Удельный расход корма зависит от продуктивности коров и определяется отношением:
g = С"год / Сгод, , кг/кг корм.ед. (4)
Подставляя (2) в (4), получим формулу для определения удельного расхода кормов: g = Gгод /(-0,0397Grc«2+ 1,256Gre«+0,0131). (5) Суммарный объем продукции получим пр о из в едени ем :
EG = ЕКкорм.ед • g, (6)
а стоимость всей продукции: ЕСжив. пр. = EG • См, (7)
где ЕКкорм.ед. - суммарное количество кормовых единиц во всем объеме используемого корма, корм.ед.; См - реализационная стоимость 1 т продукции (молока), руб.
В разрабатываемую математическую модель войдут следующие виды кормов (табл. 1) [3, 4]. По каждому из кормов необходимо задать пределы изменения (min, max). Общая питательность всего объема корма оценивается суммарным содержанием кормовых единиц и переваримого протеина.
Таблица 1. Данные по кормам для определения структуры кормов
Наименование Концентрированный корм (КК-62) Зерно плющеное Картофель Солома Сено Силос Зеленый корм
Обозначение Xi Х2 Хз Х4 Х5 Хб Х7
Содержится в 1 кг натурального корма СВ, кг 0,855 0,65 0,22 0,84 0,86 0,288 0,332
корм.ед., кг 1,18 1,13 0,28 0,22 0,48 0,17 0,20
переваримый протеин, кг 0,133 0,07 0,01 0,009 0,051 0,0192 0,022
Условия min, кг 100 500 100 - 500 8000 4000
max, кг 1500 2000 500 - 2000 24000 7000
Эти переменные вводятся в задачу в виде ограничений «больше или равно (>)» или «равно (=)». Для получения максимальной продуктивности необходимо использовать ограничения «больше или равно».
В соответствии с зоотехническими требованиями в модели должны быть учтены ограничения по составу использования концентрированных кормов, грубых и сочных кормов, корнеклубнеплодов.
Результаты исследований. В соответствии с обозначениями (таблица 1) система ограничений по структуре тогда будет:
- ограничения по сочным кормам: 0,28Хз + 0,17Хб + 0,2X7 > 0,39Екорм.ед., 0,28Хз + 0,17Хб + 0,2X7 < 0,5бЕкорм.ед.; (8)
- ограничения по корнеклубнеплодам: 0,22Хз > 0,0бЕкорм.ед.,
0,22Хз < 0,15Екорм.ед. (9)
- и т.д.,
где Екорм.ед. - суммарное количество кормовых единиц в объеме корма.
На основании соотношений (8) и (9), таблицы 1 и других ограничений разработана задача линейного программирования размерностью 25x8 для оценки структуры кормов с учетом использования плющеного зерна, обеспечивающая получение максимального дохода.
При решении задачи задаются следующие данные: планируемая (ожидаемая) продуктивность КРС; реализационная стоимость продукции (молока); стоимость всех видов используемых кормов; ограничения по минимальному содержанию в кормах кормовых единиц и переваримого протеина; возможные изменения по каждому из видов корма. Для решения задачи используется система Excel в режиме «Поиск решения». При работе в системе Excel программой предоставляется услуга «Сохранение сценария», что позволяет на модели выполнить исследование по принципу «... что будет, если ...». Такое исследование позволяет проследить влияние некоторых переменных на показатель, например, доход. Для решения были приняты следующие показатели
необходимых объемов кормов в ОАО «Красногвардейский» Ленинградской области: сухое вещество > 6946,0 т; кормовые единицы > 6000,0 т; переваримый протеин = 712,0 т. Возможные вариации по видам кормов: зеленые корма - 7000 т; силос (подвяленный корм) - 10000,0...20000,0 т; солома - 50,0 т; сено - 1000,0.. .2500,0 т; картофель -100...1000,0 т; концкорма - 100.1500,0 т; плющеное зерно - 1000,0.2000,0 т. Использование разработанной математической модели позволяет проигрывать различные возможные сценарии и, в частности, проанализировать влияние стоимостей различных видов кормов на рациональную структуру и стоимость всего объема кормов. К примеру, значительный интерес представляет влияние себестоимости плющеного зерна на доход и общую стоимость кормов [5].
Решение задачи по методу «. что будет, если .» при изменении расхода плющеного зерна приведено на рис. 1.
10,5 10 9,5 9
8,5 8
7,5 7
500 800 1000 1200 1500 1800 2000 ИКонц.корма--Стоимость Плющеное зерно,т
8,5 8,4
748 735 701
П.П.П
ю а
«
о
S
а
§
л н о о S S о н О
Рис. 1. Влияние объемов использования плющеного зерна собственного производства на общую стоимость кормов
Представленное на рисунке влияние объемов использования плющеного зерна на объем использования концкормов и общую стоимость кормов показывает, что использование плющеного зерна приводит к снижению общей стоимости кормов и снижению необходимого количества концкормов.
Вывод. При себестоимости плющеного зерна свыше 3,0 руб/кг происходит резкое снижение дохода, увеличивается потребление силоса и покупных концкормов. Один из вариантов рациональной структуры кормов приведен на рис. 2.
т а,
м р
рок
о в т с е
12 000,0 10 000,0 8 000,0 6 000,0 4 000,0 2 000,0
о К
0,0
10429,8
7000,0
2000,0
577,4
Рис. 2. Вариант решения задачи расчета структуры кормов при различных объемах использования плющеного зерна
Литература:
1. Перекопский А.Н., Чугунов С.В. Формирование технологий уборки и послеуборочной обработки влажного зерна для хозяйств молочного направления СЗ региона РФ // Инновации в с. х. 2015. №3(13).
2. Перекопский А.Н., Чугунов С.В. Основные положения стратегии развития технологий производства фуражного зерна в СЗ регионе // Вестник ВНИИМЖ. 2015. №4.
3. Региональная целевая программа интенсификации кормопроизводства «Корма» Ленинградской области на 2000-2005 гг. СПб., 2000. 133 с.
4. Валге А.М., Перекопский А.Н., Горнак В.Н. Оценка влияния вида кормов из трав на продуктивность молочного стада КРС // Актуальные проблемы инженерного обеспечения АПК. Ч. III. Ярославль, 2003.
5. Перекопский А.Н. Моделирование уборки зерновых культур в зависимости от погодных условий // Меж-
Область применения результатов. Разработанная математическая модель позволяет проигрывать возможные сценарии для конкретных условий сельскохозяйственных организаций и анализировать влияние стоимостей различных видов кормов на рациональную структуру и стоимость всего объема кормов. В частности, значительный интерес представляет влияние себестоимости плющеного зерна собственного производства на доход и общую стоимость кормов. В рассмотренном случае для условий ОАО «Красногвардейский» Ленинградской области доход значительно падает при себестоимости плющеного зерна выше 3 руб/кг.
дународный журнал ЭО. 2013. №10-2.
Literatura:
1. Perekopskij A.N., CHugunov S.V. Formirovanie tekh-nologij uborki i posleuborochnoj obrabotki vlazhnogo zerna dlya hozyajstv molochnogo napravleniya SZ regio-na RF // Innovacii v s. h. 2015. №3(13).
2. Perekopskij A.N., CHugunov S. V. Osnovnye polozhe-niya strategii razvitiya tekhnologij proizvodstva furazhno-go zerna v SZ regione // Vestnik VNIIMZH. 2015. №4.
3. Regional'naya celevaya programma intensifikacii kor-moproizvodstva «Korma» Leningradskoj oblasti na 20002005 gg. SPb., 2000. 133 s.
4. Valge A.M., Perekopskij A.N., Gornak V.N. Ocenka vli-yaniya vida kormov iz trav na produktivnost' molochnogo stada KRS // Aktual'nye problemy inzhenernogo obespe-cheniya APK. CH. III. YAroslavl', 2003.
5. Perekopskij A.N. Modelirovanie uborki zernovyh kul'-tur v zavisimosti ot pogodnyh uslovij // Mezhdunarodnyj zhurnal EO. 2013. №10-2.
THE FLATTEN GRAIN USING AT THE FEED STRUCTURE MODELING A.N. Perekopsky, candidate of technical sciences, associate professor, leading research worker The institute of agroengineering and ecological problems of agriculture industry
Abstract. The wet flatten grain it is proposed to use as concentrated feed. The given task is to determine the maximum income from the difference between the total realizable value of the produced livestock products (milk) and total feed cost spent on productivity. The mathematical dependence of the used feed units (feed. un.) total number spend on annual cows milking is defined. For each of the feed types the variation limits (min, max) are specified. Total feed nutritional value is estimated by a total content of feed units and digestible protein. These variables are entered into the task as constraints "greater or equal". Based on the ratios by the linear programming problem of 25x8 dimension to assess the feed structure with the flatten grain using, maximum income is provided. To solve the task Excel system at the "solution search" regime are used. At Excel working the service provided "Saving script" program that allows to perform a study on the model at the "... what if..." principle. For decisions there were made indicators of necessary feed volumes in OAO "Krasnogvardeysky" in Leningrad region. At a cost of flatten grain over a 3,0$/kg there was income sharp declining, the silage consumption and purchased concentrated feed increasing. The mathematical model presented in the paper allows to play the possible scenarios of forage harvesting technology application for agricultural organizations specific conditions and the feed various types costs impact on the rational structure and the feed entire volume cost to analyze. Keywords: mathematical model, types of feed, flatten grain.
