Модель определения живой массы свиньи за откормочный период Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал _ПАЭП. 2018. Вып. 97_'

technological features of the automatic drinking trough]. Sel'skii mekhanizator. 2018. N 1: 2829. (In Russian)

5. Osokin V.L., Makarova Yu.M. Teoreticheskie predposylki sozdaniya novogo ustroistva vodopodgotovki v pomeshcheniyakh soderzhaniya KRS [Theoretical background to create a new device of water treatment in the areas of cattle breeding]. Bulletin of Nizhniy Novgorod State Engineering and Economic University. 2105. N 4(47): 72-76. (In Russian)

6. Nigmatov L.G., Medvedev V.E., Bibarsov V.Yu. Sovershenstvovanie konstruktsii gruppovoi avtomaticheskoi poilki dlya krupnogo rogatogo skota [Improving the design of group automatic cattle drinker]. Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017. N 2 (148): 144-150. (In Russian)

7. Obolenskii N.V, Shevelev A.V. Osnovnye napravleniya modernizatsii sistem poeniya na fermakh KRS [The main directions of the modernization of the water system on the cattle farm], Bulletin of Nizhniy Novgorod State Engineering and Economic University. 2016. N 10(65): 111-118. (In Russian)

8. Taran E.A., Minina E.S. Klassifikatsiya gruppovykh avtopoilok s termosifonnoi

tsirkulyatsiei vody [Classification of group autodrinking bowls with thermosiphon circulation of water]. // Vestnik agrarnoi nauki Dona [Don Agrarian Sience Bulletin]. 2013. N 4(24):14-17. (In Russian)

9. Yukhin G.P., Katkov A.A., Makarovskaya Z.V., Averkiev A.A. Tsirkulyatsionnaya sistema vodosnabzheniya v korovnike s podogrevom [Circulation system of water-supply in cow sheds with heating]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. N 5(55): 89-90. (In Russian)

10. Shmatko N.N., Muzyka A.A., Kirikovich S.A., Moskalev A.A., Timoshenko M.V. Vodoobespechenie korov na selektsionno-plemennoi molochnoi ferme [Water supply of cows on a breeding dairy farm]. Zootekhnicheskaya nauka Belarusi. 2016. Vol. 51. N 2: 325-332. (In Russian)

11. Bogomolov V., Golovnya E. Kachestvu pit'evoi vody - povyshennoe vnimanie [Drinking water quality needs an increased attention]. Kombikorma. 2012. N 6: 85-86. (In Russian)

12. Babii A. Vliyanie poeniya na udoi [Effect of watering on milk yield]. Sel'skokhozyaistvennye vesti. 2012. N 1: 46. (In Russian)

УДК 611.363631.277.01 637.11 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10111

МОДЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИВОЙ МАССЫ СВИНЬИ ЗА ОТКОРМОЧНЫЙ ПЕРИОД

И.Е. Плаксин1; С.И. Плаксин2 ,канд. физ.-мат. наук

A.B. Трифанов1, канд. техн. наук;

'Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

2ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный педагогический университет», Новосибирск, Россия

Свиноводческий сектор производит более трети объема мяса в России. В период с 2007 по 2017 год объём производства свинины вырос более чем на 1,5 млн. тонн, и, по дальнейшим прогнозам, рынок будет только расти. Данные показатели обусловлены высоким спросом населения на данный

234

вид мяса, рентабельностью производства, составляющей 25-30%, а также ежегодным увеличением экспорта свиноводческой продукции. Строительство новых и реконструкция старых ферм и комплексов, предусматривающих применение современного наукоемкого оборудования и использование животных с высоким генетическим потенциалом, позволило достичь показателя самообеспеченности России свининой на 95%. Но одновременно с ростом объема производства наблюдается увеличение конкуренции, для выдерживания которой товаропроизводителям необходимо поддерживать конверсию корма на уровне 2,8-2,9 килограммов и получать от одной свиноматки не менее 3 тонн мяса в год. Для достижения этих показателей необходимо рациональное использование производственных ресурсов и постоянный мониторинг физиологического состояния животных. На основе нормативных данных потребления кормов, воды, а также зависимости изменения потребления воды от увеличения массы свиньи разработана математическая модель определения живой массы свиньи за откормочный период производственного цикла. Масса свиньи в течении откормочного периода производственного цикла определяется решением дифференциального уравнения, которое учитывает конверсию корма и воды, потребление корма одной свиньей в зависимости от суток откорма и потребление воды свиньей. Причем конверсия корма и воды является аддитивной величиной и определяется ввиде суммы нормативных значения данный показателей. Дифференциальное уравнение решалось численно, для этого была написана программа, на языке Pascal ABC. Полученная модель позволяет определить время, составляющее 171 и 165 суток, необходимое животному для набора массы в 100 килограммов при начальной массе откорма равной 35 и 39 килограммов соответственно.

Ключевые слова: сельское хозяйство, свиноводство, откорм, производственный ресурс, конкуренция, математическая модель.

Для цитирования: Плаксин И.Е., Трифанов А.В., Плаксин С.И. Модель определения живой массы свиньи за откормочный период // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 4(97). С.234-241

LIVE WEIGHT ESTIMATION MODEL OF A PIG OVER THE FATTENING PERIOD

I.E. Plaksin1; S.I. Plaksin2, Cand. Sc. (Physics and

A.V. Trifanov1, Cand. Sc. (Engineering); Mathematics)

'institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

2Novosibirsk State Pedagogical University, Novosibirsk, Russia

The pig sector produces more than one third of meat in Russia. Between 2007 and 2017 the pork production increased by above 1.5 million tons, and, according to forecasts, in the future the market is anticipated to grow. These indicators are attributed to the great demand of the population for this type of meat, the production profitability of 25-30% as well as the annual increase in pig product exports. Construction of new and reconstruction of old farms and complexes involving installation of modern hightech equipment and the use of animals with high genetic potential has made it possible to achieve a 95% self-sufficiency indicator in Russia for pork. The increase in production, however, enhances the competition. To be competitive the farmers need to maintain the feed conversion at the level of 2.8-2.9 kg and to receive at least 3 tons of meat per year from one sow. The rational use of production resources and continuous monitoring of the physiological state of animals may contribute to achieving these indicators. A mathematical model to estimate the body weight of a pig over the fattening period in the production cycle was created using the regulatory data of feed and water consumption as well as the variation of water

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал.

_ПАЭП. 2018. Вып. 97_|_

consumption with the pig weight increase. The body weight of a pig is defined by solving the differential equation, which takes into account the feed and water conversion, feed and water consumption by one pig depending on the day of fattening. In this case, the conversion of feed and water is an additive value, defined as the sum of the normative values of these indicators. The differential equation was solved numerically. To accomplish this, a programme was written in Pascal ABC language. The resulting model allowed to determine that the animal with the initial mass of 35 (39) kilograms required 171 (165) days to gain the mass of 100 kilograms, accordingly.

Key words: agriculture, pig rearing; fattening; production resources; competition; mathematical model.

For citation: Plaksin I.E., Trifanov A.V., Plaksin S.I. Live weight estimation model of a pig over the fattening period. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. 4(97): 234-241 (In Russian)

Введение

Свиноводство является наиболее скороспелой отраслью животноводства, производящей более 34 % общего объема мяса в России. За последние десять лет ёмкость рынка свиноводческой продукции увеличилась более чем на 1,5 млн. тонн. По дальнейшим прогнозам, объем производства свинины будет только расти. За первый квартал 2018 года свиноводческий сектор вырос на 10% по сравнению с 2017 годом (рис.1). [1]

Рис.1. Диаграмма изменения производства свинины в России, тыс. тонн

Рост объема производства

свиноводческой продукции обусловлен рядом факторов, таких как: рентабельность производства 25-30%, востребованность продукции на потребительском рынке, снижение объема производства говядины, увеличение экспорта свинины. [2]

На сегодняшний день самообеспечение свининой в России находится на уровне 95%.

Достичь данного показателя удалось за счет строительства новых и реконструкции существующих крупных свиноводческих ферм и комплексов, применения

технологического оборудования и животных с высоким генетическим потенциалом.

Но, наряду с высокой рентабельностью, в свиноводческом секторе наблюдается жёсткая конкуренция, в рамках которой показатель конверсии корма не должен превышать 2,8-2,9 килограмм, а получение мяса от одной свиноматки должно достигать 3-3,5 тонн в год.

Достижение данных показателей возможно только при рациональном использовании производственных ресурсов (корма, вода, электроэнергия, трудозатраты), а также постоянном мониторинге физиологического состояния животных, позволяющем своевременно реагировать на изменение их продуктивности [3].

математическая модель определения живой массы свиньи за цикл откорма с учетом ежесуточного потребления кормов и воды.

Данная математическая модель позволяет определить массу свиньи в любой момент времени откорма при соблюдении заданных конверсий корма и воды, а также в соответствии с нормативными показателями

ежесуточного расхода корма и воды в зависимости от возраста животных. Методы исследований Для определения массы откормочной свиньи был применен метод математического моделирования,

конструктивный подход, основанный на использовании нормативных и

статистических данных по потреблению кормов и воды и определению на их основе изменения живой массы свиньи за цикл откорма.

обрабатывались с использованием программных средств: MS Excel и MS Word. Для написания программы использовался язык программирования Pascal ABC. [4] Результаты и обсуждение Откорм является заключительным периодом производственного цикла в процессе производства продукции на свиноводческом предприятии. Основными параметрами при откорме свиньи являются потребление кормов и воды. На основе нормативных данных потребления кормов, воды, а также зависимости изменения потребления воды от увеличения массы свиньи разработана математическая модель определения живой массы свиньи за откормочный период производственного цикла.

Считаем, что срок откорма свиньи заканчивается при наборе живого веса равного 100 кг. При этом начальная масса животного при постановке на откорм варьируется в промежутке от 35 до 39 килограммов. [3]

Согласно разработанной модели, живая массы свиньи т(1) в течении откормочного периода производственного цикла определяется решением дифференциального уравнения:

где - приращение живой массы свиньи в

некоторый момент времени X, кг/сут; К-конверсия корма и воды; тк(*;)- потребление корма одной свиньей в зависимости от суток откорма, кг/сут; 1;(т(£))- потребление воды свиньей, кг/сут; текущие сутки откорма, сут.

Конверсия корма и воды является аддитивной величиной и определяется в виде суммы нормативных значения конверсий корма и воды: [5-8]

К — Кк + Кв — 10,4 (2)

где Кк= 2,9 - конверсия корма; Кв= 7,5 -конверсия воды.

Для определения количества

потребляемого корма за откормочный период производственного цикла

используются нормативные показатели расхода корма в зависимости от суток откорма свиньи (таблица 1) [4]

Изменение потребления кормов свиньей в зависимости от дней содержания

Сутки, (t) 91-100 101105 106-117 118129 130-141 142-153 154165 166177 178189

Расход корма, кг/сут (^•к.норм) 1,25 1,55 1,65 1,75 2,00 2,15 2,25 2,35 2,55

Таблица 1

Зная нормативные показатели потребления воды свиньей в зависимости от

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ПАЭП. 2018. Вып. 97_|_

ее массы (таблица 2), можно определить свиньи. [9] количество воды необходимое для откорма

Таблица 2

Нормативные показатели потребления воды откормочной свиньей в зависимости от ее массы

Масса свиньи, т (кг) 20 - 25 25-50 50-80 80-100

Нормативное потребление воды, v (л/сут) 3-4 4-5 5-8 8-10

откормочной свиньей воды р(гп) в каждом из четырех нормативных массовых

пропорционально ее массе [3], а именно: -т — 1, если 20 < т < 25

—т + 3, если 25 < т < 50

= <251 (3)

—т, если 50 < гп < 80 ю 1

—гп, если 80 < т < 100

4 ю

Уравнение (1) решается численно при начальных условиях: t=90 дней и 35<т(90)<39 кг. Программа, написанная на языке Pascal ABC, и результаты ее выполнения представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Текст программы и результаты ее выполнения

В связи с нелинейностью правой части уравнения (1) на каждом шаге по времени использовались итерации. Численные расчеты показали, что достаточно выполнение двух итераций. [10]

Изменение живой массы свиньи в течение откормочного периода

производственного цикла наглядно представлено на графике (рис.3). А именно, приведено сравнение результатов расчета живой массы свиньи, полученной по данной математической модели, в которой учтено потребление кормов, воды и зависимость потребления воды от массы откормочной

свиньи, с результатами, полученными по ежесуточных привесов в зависимости от ранее предложенной математической потребления корма свиньей на откорме [3]. модели, учитывающей изменение

Рис. 3. Изменение живой массы свиньи в течение откормочного периода производственного цикла

Полученные результаты показывают, что набор свиньей живой массы в 100 килограммов происходит раньше по разработанной модели, нежели по модели предложенной ранее. [3] Это объясняется учетом потребляемой откормочной свиньей воды в разработанной модели.

Выводы

Разработана математическая модель, позволяющая определить живую массу откормочной свиньи в любой момент

производственного цикла. Указанная модель учитывает нормы потребления кормов, воды и зависимость изменения потребления воды от увеличения массы откормочной свиньи. Полученная модель позволяет определить время, составляющее 171 и 165 суток,

необходимое животному для набора массы в 100 килограммов при начальной массе откорма равной 35 и 39 килограммов соответственно.

Для удобства использования

разработанной математической модели написана программа на языке Pascal ABC, результаты выполнения которой отражают оптимальные значения показателя живой массы откормочной свиньи в любой момент времени производственного цикла.

Полученные результаты численного расчета живой массы откормочной свиньи позволяют оперативно определять отклонения в наборе свиньей живой массы в любой момент времени откормочного периода производственного цикла и своевременно приступать к их устранению.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Национальный Союз Свиноводов [Электронный ресурс] www.nssrf.rn (дата обращения 14.11.2018 г.)

2 Плаксин И.Е., Трифанов A.B. Результаты исследований параметров микроклимата

технологического модуля для откорма поросят // Технологии и технические средства механизированного производства

животноводства. 2015. № 86. С. 147-156.

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал _ПАЭП. 2018. Вып. 97_'

Математические модели определения технологических параметров модуля для откорма ПОРОСЯТ // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. № 92. С. 192-201.

4 Цветков A.C. Язык программирования PASCAL. Система программирования ABC Pascal. Учебное пособие СПб. 2016. 46 с.

5 РД-АПК 1.10.02.04-12 «Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и комплексов» М. Росинформагротех. 2012. 144 с.

технологического модуля для откорма поросят // Технологии и технические средства механизированного производства

животноводства. 2014. № 85, С. 108-115.

7 Плаксин И.Е., Трифанов Результаты

исследования_технико-технологических

параметров модуля для откорма поросят в зимне-весенний период // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. №93. С. 124-133.

8 Сорокин Н.Т., Виноградов В.Н., Ильин И.В., Смолинский A.A. и др. Методические рекомендации по проектированию технологий содержания, кормления и поения свиней различных половозрастных групп. М.: ФГНУ «Росинформагротех». 2009.86 с.

9 SOFT-AGRO Кормление свиней. Нормы потребления воды для свиней. [Электронный ресурс] https://soft-agro.com/svini/normy-potrebleniya-vody.html (дата обращения 14.11.2018 г.)

10 Математическая энциклопедия gufo.me/dict/mathematics_encyclopedia/Hrepa

REFERENCES

1. Nacional'nyj Soyuz Svinovodov [National Pig Farmers Union]. Available at: www.nssrf.ru (accessed 14.11.2018) (In Russian)

2. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Rezul'taty issledovanij parametrov mikroklimata tekhnologicheskogo modulya dlya otkorma porosyat [Research outcomes of microclimate parameters in a technological module for piglet fattening]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2015. N 86: 147-156. (In Russian)

3. Plaksin I.E., Trifanov A.V., Plaksin S.I. Matematicheskie modeli opredeleniya tekhnologicheskih parametrov modulya dlya otkorma porosyat [Mathematical models to determine the technological parameters of the module for piglet fattening]. Tekhnologii i

tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017. N 92: 192-201. (In Russian)

4. Tsvetkov A.S. Yazyk programmirovaniya PASCAL. Sistema programmirovaniya ABC Pascal. Uchebnoe posobie [PASCAL programming language. ABC Pascal programming system. Textbook]. Saint Petersburg. 2016: 46. (In Russian)

5. RD-APK 1.10.02.04-12. Metodicheskie rekomendacii po tekhnologicheskomu proektirovaniyu svinovodcheskih ferm i kompleksov [Management Directive for Agro-Industrial Complex RD-APK 1.10.02.04-12. Recommended Practice for Engineering Designing of Pig Farms and Complexes]. Moscow: Rosinformagrotekh, 2012: 144 (In Russian)

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства_

6. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Rezul'taty proizvodstvennoj proverki tekhnologicheskogo modulya dlya otkorma porosyat [Test results of a technological module for piglets feeding]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2014. N 85: 108-115. (In Russian)

7. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Rezul'taty issledovaniya tekhniko-tekhnologicheskih parametrov modulya dlya otkorma porosyat v zimne-vesennij period [Study of technical and technological parameters of the module for fattening of pigs in winter and spring]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017. N 93: 124-133. (In Russian)

8. Sorokin N.T., Vinogradov V.N., Il'in I.V., Smolinskij A.A. et al. Metodicheskie rekomendacii po proektirovaniyu tekhnologij soderzhaniya, kormleniya i poeniya svinej razlichnyh polovozrastnyh grupp [Guidelines for designing of technologies for housing, feeding and watering pigs of different age and sex groups]. Moscow: Rosinformagrotekh Publ. 2009: 86. (In Russian)

9. SOFT-AGRO Kormlenie svinej. Normy potrebleniya vody dlya svinej [Feeding of pigs. Water consumption rates for pigs]. Available at: https://soft-agro.com/svini/normy-potrebleniya-vody.html (accessed 14.11.2018) (In Russian)

10. Matematicheskaya ehnciklopediya [Mathematical encyclopedia. Iteration method]. Available at: gufo.me/dict/mathematicsencyclopedia/Hrepa ipra (accessed 14.11.2018) (In Russian)

УДК 631.22 Б01 10.24411/0131-5226-2018-10112

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА НАВОЗОСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ

ДОИЛЬНЫХ ЗАЛОВ

В.В. Гордеев, канд. техн. наук; В.Н. Миронов, канд. техн. наук

Т.Ю. Миронова;

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

Навозосодержащие стоки доильного зала представляют собой смесь естественных выделений животных и технологической воды. Выход стоков для каждого хозяйства разный, и зависит от многих факторов. Определение количества навозосодержащих стоков доильных залов на этапе проектирования и принятия технологических и планировочных решений позволит минимизировать их выход. Определены факторы, влияющие на выход навозосодержащих стоков доильных залов, и представлена методика расчета их количества. На её основе, исходя из данных нормативных документов и среднестатистических методов ведения хозяйства, получены уравнения регрессии выхода навозосодержащих стоков доильного зала с установками типа «Ёлочка», «Параллель» и «Карусель». Данные уравнения могут быть использованы для определения примерного суточного выхода навозосодержащих стоков для соответствующего типа доильной установки, зная размер технологической группы, размер доильной установки, количество моек пола и поголовье дойного