CC BY
24
УДК 636.084.413
ПЕРСПЕКТИВЫ ОПТИМИЗАЦИИ РАСЧЕТА РАЦИОНОВ
Д.А. Юрин, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ФГБНУ «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт животноводства» E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье приводятся результаты использования новой программы расчета рационов для животных. Описываются интерфейс, возможности, пример расчета для молодняка крупного рогатого скота. Задачи работы: изучить предметную область; разработать техническое задание для создания информационной системы; моделировать программное обеспечение; написать код программы. Для работы с программой необходим компьютер, удовлетворяющий следующим минимальным требованиям: операционная система: Windows XP или более новая; процессор: Pentium 3 и выше; оперативная память: 1024 Mb и выше; место на жестком диске: 10 Mb; монитор: с разрешением 640 х 480; устройства ввода: клавиатура, мышь. В разработанной программе заложены универсальные решения, позволяющие повы-шать эффективность работы как специалистам, непосредственно связанным с кормлением и содержанием сельскохозяйственных животных, так и преподавателям средних и высших учебных заведений в качестве учебного пособия по специальности зоотехния. В разработанной программе имеются возможности сохранения структуры рациона для последующего использования; коррекции содержания питательных веществ в корме; добавления новых видов кормов. Присутствует справочник и подсказки поль-зователю. В проведенных нами исследованиях рационы рассчитывались с помощью программы помесяч-но: от 1 до 6 месяцев. Рационы соответствовали потребностям животных, представленным нормами кормления. Экономический эффект на 1 телку за 6 месяцев выращивания составляет при кормлении комбикормом-стартером 757,8 руб., при кормлении смесью из комбикорма-стартера и цельного зерна овса - 952,9 руб. по сравнению с принятой на ферме традиционной технологией. Программа расчета рационов для животных может использоваться на сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности, а также в средних и высших учебных учреждениях в качестве учебного пособия. Ключевые слова: рацион, потребность в питательных веществах, соотношение питательных веществ, животноводство, анализ кормления.
Введение. Актуальность работы обусловлена тем, что от соответствия питательности рационов научно обоснованным нормам зависят удои, привесы, показатели воспроизводства, развитие животных и сохранность их здоровья, продукционного генетического потенциала [1]. Современная наука характеризует питательность рационов десятками компонентов питания. Устаревшая модель рациона при ограниченном наборе кормов, которым располагают хозяйства, часто не обеспечивает нахождение оптимального решения - удовлетворить требуемые ограничения при составлении рационов не представляется возможным [2-4].
Планирование рационов - многофакторная оптимизационная задача, и ее решение требует применения математических методов и компьютерной техники для получения минимальной стоимости рациона при обеспечении его заданной питательности (опре-
деляемой устанавливаемыми интервалами допустимых значений компонентов питания и их соотношений) [5, 6].
Программа расчета рационов должна быть профессиональным инструментом для технологов сельскохозяйственных предприятий, сотрудников научных учреждений и преподавателей. Необходимо, чтобы она содержала современные нормы кормления, обширную базу кормов и набор функций для простого, быстрого и наглядного расчета сбалансированных рационов кормления [7, 8]. Имеющиеся отечественные и зарубежные программы для расчета рационов сложны для освоения и имеют высокую стоимость, что является препятствием для их использования во многих сельскохозяйственных предприятиях [9, 10].
Методы проведения работ. Целью являлась разработка программы, повышающей эффективность расчета рациона животных.
Journal of VNIIMZH №3(27)-2017
181
Задачи работы: изучить предметную область; разработать техническое задание для создания информационной системы; моделировать программное обеспечение; написать код программы.
Экспериментальная база, ход исследования. Работа проводилась в ФГБНУ «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт животноводства», г. Краснодар.
Программа разработана в системе программирования VBA. Для нормальной работы необходим компьютер, удовлетворяющий следующим минимальным требованиям: операционная система: Windows XP или более новая; процессор: Pentium 3 и выше; оперативная память: 1024 Mb и выше; место на жестком диске: 10 Mb; монитор: с разрешением 640^480; устройства ввода: клавиатура, мышь. Создан интуитивно понятный, максимально простой и удобный интерфейс.
Программный продукт отвечает следую -щим требованиям к функциональным характеристикам: требования к надежности; на-страиваемость; условия эксплуатации; требования к составу и параметрам технических средств; требования к информационной и программной совместимости; требования к документации.
В программе заложены универсальные решения, позволяющие повышать эффективность работы как специалистам, непосредственно связанным с кормлением и содержанием сельскохозяйственных животных, так и преподавателям средних и высших учебных заведений в качестве учебного пособия по специальности зоотехния.
Основные задачи и возможности программы для фермеров и зоотехников предприятий: зоотехнический и экономический анализ рационов, по которым кормят животных; планирование рационов с оптимизацией по тем или иным критериям; формирование производственных заданий и заявок на обеспечение животных кормами; расчет кормового плана; планирование кормовой базы; анализ рынка кормовых продуктов по соотношению цены и эффективности продукта. Научные сотрудники и преподаватели могут применять программу с разными целями:
разработка эталонных рецептов рационов различным видам животных в разные периоды их физиологического цикла; оценка влияния новых компонентов питания на показатели рациона при их включении в нормы кормления; выработка рекомендаций по рационализации кормления; обучение студентов нормированию кормления животных.
Работа с программой расчета рационов животным начинается из меню. При расчете рациона учитываются: вид животного; возраст, живая масса, продуктивность; количество животных; состав кормов, их соотношение по сухому веществу, стоимость.
В программе имеются возможности сохранения структуры рациона для последующего использования; коррекции содержания питательных веществ в корме; добавления новых видов кормов.
Присутствует справочник и подсказки пользователю. Процентное содержание корма в рационе устанавливается по сухому веществу. Содержание сухого вещества в рационе и потребность в питательных веществах можно скорректировать, увеличив или уменьшив по сравнению со значением, рассчитанным программой. Масса корма в натуральном веществе рассчитывается автоматически на основе потребности животных в сухом веществе. Происходит расчет массы корма и его стоимости на указанное количество животных.
В таблице приводится рассчитанный рацион, нормы потребности и процент от потребности в питательных веществах. Внизу окна приведен анализ рациона: затраты энергетических кормовых единиц на 1 кг продукции; затраты обменной энергии на 1 кг продукции, МДж; затраты сухого вещества на 1 кг продукции, кг; затраты сырого протеина на 1 кг продукции, г; кальций-фосфорное отношение; энергетических кормовых единиц в 1 кг сухого вещества; содержание клетчатки в СВ, %; содержание сырого протеина в 1 кг СВ, г.
В окне с детальным рационом приводится содержание питательных веществ по каждому виду корма в отдельных строках. Ниже строка «Итого» с суммой содержания каждо-
го питательного вещества в рационе. В строке «Потребность», расположенной ниже, приводится автоматически рассчитанная норма содержания питательных веществ.
Строки «В % выше потребности» и «В % ниже потребности» содержат отклонения количества питательных веществ в рационе от нормы. В строке «В 1 кг сухого вещества» произведен пересчет содержания питательных веществ на 1 кг сухого вещества рациона. Кнопки «Сохранить рацион» и «Восстановить рацион» позволяют продолжить работу с ранее сохраненным рационом.
В справочнике можно добавлять корма, редактировать их питательность. По желанию пользователя в программу могут быть добавлены виды животных, скорректированы параметры расчета потребности в питательных веществах, внесены другие изменения. Таким образом, данная программа содержит большое количество возможностей
для расчета рационов животных, удовлетворяя предъявляемые к нему требования со стороны заказчика.
Результаты исследования. Результаты работы внедрены на предприятии Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт животноводства» (ФГБНУ СКНИИЖ). Например, в опыте, проведенном в ОПХ «Рассвет», СКНИИЖ изучалось влияние различных схем выращивания телят. Первая группа выращивалась при традиционной системе, а вторая - при новой экспериментальной. Опыт проводился в двух повторностях.
В таблице 1 приведены рационы кормления телят контрольной и опытной групп. Рационы во всех опытах рассчитывались с помощью программы помесячно: от 1 до 6 месяцев. Рационы соответствовали потребностям животных, представленных нормами.
Таблица 1. Рацион кормления телят, рассчитанный с помощью программы
Показатели Возраст, месяцев
1 2 3 4 5 6
группы группы группы группы группы группы
I II I II I II I II I II I II
Молоко, кг 4 3 3 2 2,0 1,0
Комбикорм, кг 0,5 0,8 0,5 1,4 1,4 1,9 0,8 2,0 2 2 2 2
Сено, кг 0,5 1 0,4 0,9 1,0 1,4 1,6 2,1 2,1 2,5 2,5
Силос, кг 1,5 1,5 2,0 2,3 2,1 2,1 2,5 2,5
Соль, г 5 5 10 10 10,0 10,0 15 15,0 20,0 20,0 20 20
Мел, г 5 5 10 10 15,0 15,0 20 20,0 20,0 20,0 25 25
Потребление сухого вещества, кг/гол/сут. 1,39 1,1 1,71 1,85 2,65 2,92 3,42 3,72 4,09 4,09 4,53 4,53
Потребление сухого в-ва на 100 кг живой массы, кг 3,06 2,49 2,70 2,93 3,21 3,48 3,32 3,51 3,29 3,16 3,10 2,96
Обменная энергия, МДж 18,52 16,68 22,39 24,38 31,08 33,32 38,12 40,29 43,08 43,08 46,6 46,6
ЭКЕ 1,85 1,67 2 4 2,44 3,11 3,33 3,81 4,03 4,31 4,31 4,66 4,66
Сырой протеин, г 320 277 393 429 539 591 675 720 787 787 855 855
Сырой жир, г 199 170 200 190 219 185 231 217 229 229 245 245
Сырая клетчатка, г 196 65 237 238 506 578 732 833 974 974 1129 1129
Крахмал, г 224 350 443 617 634 854 818 911 915 915 922 922
Сахар, г 244 184 220 185 220 152 220 193 218 218 241 241
Кальций, г 15,3 9,4 18,2 17,5 27,5 28,4 36,6 39,02 44,7 44,7 51,9 51,9
Фосфор, г 9,6 9 11,8 13,0 15,1 16,3 18,3 19,12 20,5 20,5 21,9 21,9
Магний, г 3,6 2,5 4,9 5,6 8,1 9,7 11,2 12,5 14,2 14,2 15,9 15,9
Калий, г 19,2 10,8 21,9 21,9 35,7 38,9 48,6 53,5 62,4 62,4 71,2 71,2
Сера, г 4,2 3,8 5,6 6,4 8,1 9,3 10,4 11,2 12,3 12,3 13,3 13,3
Железо, г 177 211,0 291 375 499 614 652 725 745 745 795 795
Медь, г 12,3 8,4 16,7 18,9 26,8 32,2 37,1 41,6 47,8 47,8 53,3 53,3
Цинк, г 56,1 51,6 79,7 94,5 120,7 144,8 159,4 175,7 192,1 192,1 208,4 208,4
Марганец, г 43,1 37,5 65,7 79,8 104,8 130,8 143,8 161,4 179,6 179,6 196,4 196,4
Лоигпа! оГ УШТ^Н №3(27)-2017
183
Экономический эффект на 1 телку за 6 месяцев выращивания составляет при кормлении комбикормом-стартером 757,8 руб., при кормлении смесью из комбикорма-стартера и цельного зерна овса - 952,9 руб. по сравнению с принятой на ферме традиционной технологией.
Выводы. Программа расчета рационов для животных может использоваться на сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности, а также в средних и высших учебных учреждениях в качестве учебного пособия.
Литература:
1. Интенсивное выращивание телок до 6-мес. возраста / Головань В.Т. и др. // Тр. СК НИИЖ. 2014. Т. 3.
2. Использование КД «Споротермин» и «Ковелос» в рационах молодняка с.-х. животных/ Юрина Н. и др. // Современные технологии с.-х. пр-ва и приоритетные направления развития аграрной науки. 2014. С. 263.
3. Эффективность использования пробиотиков Бацелл и Моноспорин в рационах коров и телят / Горковенко Л.Г. и др. // Зоотехния. 2011. №3. С. 13-14.
4. Анохин Н. Голштинизированные первотелки различных генотипов // Животноводство России. 2005. №11.
5. Казанцев А.А. Эффективность выращивания молодняка КРС на рационах кормления с включением про-биотика Бацелл // Тр. Кубанского ГАУ. 2011. №33.
6. Гузенко В.И., Ляпина И.В. Результаты выращивания ремонтных телок молочных пород // Повышение продуктивных и племенных качеств с.-х. животных. 2010.
7. Воздействие пробиотиков на молочную продуктивность коров // Инновационные подходы в ветеринарной и зоотехнической науке и практике. 2016. С. 263.
8. Юрин Д.А., Дахужев Ю.Г., Иванько Н.А. Эффективные элементы технологии выращивания телят-молочников // Эффективное животноводство. 2008. №1.
9. Юрин Д.А., Юрина Н.А. Оптимизация расчета рационов для с.-х. животных // Тр. СК НИИЖ. 2016. №5.
10. Юрин Д.А., Юрина Н.А., Чернышов Е.В. Усовершенствование расчета рационов для с.-х. животных // Инновации и современные технологии в производстве и переработке с.-х. продукции. 2016. С. 301-304.
Literatura:
1. Intensivnoe vyrashchivanie telok do 6-mes. vozrasta Golovan' V.T. I dr. // Tr. SK NIIZH. 2014. T. 3.
2. Ispol'zovanie KD «Sporotermin» i «Kovelos» v racio-nah molodnyaka s.-h. zhivotnyh / YUrina N.A. i dr. // So-vremennye tekhnologii s.-h. pr-va i prioritetnye napravle-niya razvitiya agrarnoj nauki. 2014. S. 263.
3. EHffektivnost' ispol'zovaniya probiotikov Bacell i Mo-nosporin v racionah korov i telyat / Gorkovenko L.G. i dr. // Zootekhniya. 2011. №3. S. 13-14.
4. Anohin N. Golshtinizirovannye pervotelki razlichnyh genotipov // ZHivotnovodstvo Rossii. 2005. №11.
5. Kazancev A.A. EHffektivnost' vyrashchivaniya molodnyaka KRS na racionah kormleniya s vklyucheniem pro-biotika Bacell // Tr. Kubanskogo GAU. 2011. №33.
6. Guzenko V.I., Lyapina I.V. Rezul'taty vyrashchivaniya remontnyh telok molochnyh porod // Povyshenie produk-tivnyh i plemennyh kachestv s.-h. zhivotnyh. 2010.
7. Vozdejstvie probiotikov na molochnuyu produktivnost' korov // Innovacionnye podhody v veterinarnoj i zootekh-nicheskoj nauke i praktike. 2016. S. 263.
8. YUrin D.A., Dahuzhev YU.G., Ivan'ko N.A. EHffektiv-nye ehlementy tekhnologii vyrashchivaniya telyat-molo-chnikov // EHffektivnoe zhivotnovodstvo. 2008. №1.
9. YUrin D.A., YUrina N.A. Optimizaciya rascheta raci-onov dlya s.-h. zhivotnyh // Tr. SK NIIZH. 2016. №5.
10. YUrin D.A., YUrina N.A., CHernyshov E.V. Usover-shenstvovanie rascheta racionov dlya s.-h. zhivotnyh // Innovacii i sovremennye tekhnologii v proizvodstve i pererabotke s.-h. produkcii. 2016. S. 301-304.
THE PROSPECTS OF RATIONS CALCULATION OPTIMIZATION D.A. Yurin, candidate of agricultural sciences senior research worker FGBNY "North-Caucasian scientific-and- research institute of livestock breeding"
Abstract. The article presents the animals rations calculating new program using results. It describes the interface, opportunities, example of calculation for young cattle. The working objectives are: subject area to study; technical task for an information system creation to develop; software to model; program code to write. To work with the program are required computer met the following minimum requirements: operating system: Windows XP or later; processor: Pentium 3 or higher; operational memory RAM: 1024 Mb or higher; space on hard disk: 10 Mb; monitor's resolution: 640 x 480; input devices: keyboard, mouse. In the developed program had done the universal solutions allow to strengthen the operating efficiency for professionals directly related to the farm animals feeding and keeping and teachers of secondary schools and high educational institutions as a textbook in zootechnical field of art. In the developed program had done the possibilities of the ration structure saving for later use; nutritional substances' content in the feed correction; new types of feed adding. There are a Handbook and help for user. In our studies the rations were calculated by the program using monthly: from 1 till 6 months. The rations are met the animals needs represented by the feeding rate. The economic effect per 1heifer for 6 months of growing is at feeding of forage-starter 757,8 rub, at feeding of feed-starter and whole grain oats mixture - 952,9 rub in compared to adopted on the farm traditional technology. The program of animals rations calculation can be used in agricultural enterprises of different forms of ownership, as well as in secondary and high educational institutions as teaching book. Keywords: ration, nutrient requirements, nutrient balance, livestock, feeding analysis.
