Подходы к рациональному использованию кормов

 

Наиболее технологичным и экономичным типом кормления скота является сено-силосно-сенажный. Широкий набор кормов в зимний период позволяет нормализовать процессы пищеварения и получать высокие надои молока хорошего качества.

В хозяйствах часто применяется силосно-концентратный тип кормления молочных коров, который наиболее опасен ввиду нарушений обмена веществ.[8]

Кормление коров кукурузным силосом в течение 1,5 месяца с начала стойлового периода вызывает нарушение рубцового пищеварения. В организм поступает значительное количество молочной кислоты в результате реакции содержимого рубца в кислую сторону. При этом нарушаются процессы пищеварения в рубце, подавляется развитие в нем микрофлоры, которая служит у жвачных источником полноценного белка, витаминов группы В. Для нейтрализации избыточной кислоты расходуется большое количество солей натрия, калия, кальция, нарушается фосфорно-кальциевый обмен, наступает ацидоз у коров. Кормление коров силосом, рН которого составляет 3,6 - 4,0, также вызывает ацидоз, а в дальнейшем накопление в тканях недоокисленных продуктов.

Скармливание кукурузного силоса совместно с сеном или соломой способствует стабилизации кислотности в рубце на уровне рН 6 - 7. Для снижения кислотности силоса и предупреждения ацидоза рубца необходимо использовать аммиачную воду, мел кормовой, соду.

Протеины кукурузного силоса быстро распадаются в рубце до аммиака, и возможны потери белка вследствие быстрого нарастания концентрации аммиака, в рубцовой жидкости. Это возникает в результате дефицита сахаров для обеспечения синтетических процессов в рубце. Поэтому необходимо силос скармливать в сочетании со свеклой, патокой, концентратами. Следует учитывать, что суточную норму углеводистых кормов (жома, комбикорма, дерти, свеклы) необходимо скармливать дробными порциями в 4 - 6 приемов.

За один прием корове необходимо задавать 3 - 5 кг свеклы, 1 - 1,5 кг сырого жома, 1 - 1,5 кг концкормов с целью предупреждения ацидоза в рубце. Целесообразно вначале раздавать силос и одну порцию концкормов и свеклы, а после доения - следующую порцию свеклы и концентратов, то есть сначала скармливаются менее вкусные и привлекательные для коров корма, а затем более энергонасыщенные и хорошо поедаемые. [5, c.200]

В зимний стойловый период в рацион молочных коров желательно включать люцерновый сенаж. Сенаж занимает промежуточное положение между сеном и силосом. В сенаже лучше, чем в сене, сохраняются питательные вещества, а в сравнении с силосом он имеет меньшую кислотность. Замена силоса и сена в рационе коров сенажом не сказывается отрицательно на обмене веществ и продуктивности. При скармливании сенажа удои коров выше, чем при кормлении силосом. Однако наиболее эффективное влияние сенажа наблюдается при наличии в рационе силоса. При этом увеличиваются удои коров и технологические свойства молока.

Скармливание концентратов имеет важное значение, особенно для коров в новотельный период, когда суточная норма их может составлять 12 кг (суточный удой 30 кг и выше). Концкорма необходимо скармливать дозами 6 раз в сутки и не более чем 2 кг за один прием. Во избежание снижения жирности молока необходимо в концкорма добавлять ацетат или диацетат натрия в количестве 100 - 150 г на голову в сутки.

Комбикорма дают в сухом виде, чтобы увеличить секрецию слюны и нейтрализовать избыточную кислотность при их брожении в рубце. Если концкорма дают в замоченном виде, то после них желательно раздать сено, гранулы или брикеты.

С целью нормализации процессов пищеварения в преджелудках перспективно использование кормосмесей. Установлено их положительное влияние на поедаемость кормов и переваримость питательных веществ.

В зависимости от состава кормосмеси подразделяются на полнорационные и объемистые. Полнорационные кормосмеси содержат в своем составе весь набор кормов в необходимом количестве (сено, силос, сенаж, свеклу, кормовую патоку, концкорма, жом). Объемистые кормосмеси готовят из сена, сенажа, силоса, свеклы, патоки, жома и т. д. В их составе отсутствуют концкорма.

При кормлении кормосмесями следует использовать как минимум два их состава: для коров, находящихся в первой стадии лактации, и для коров второй и последней трети лактации.

Полнорационная кормосмесь для высокопродуктивных коров должна содержать в 1 кг сухого вещества 10,5 - 11 МДж обменной энергии, 16 - 17% сырого протеина, 18% сырой клетчатки. Она должна быть приемлемой для жвачных физической структурой, с содержанием 45 - 55% сухого вещества. Для приготовления 1 т такой кормосмеси требуется люцернового сена 60 кг, люцернового сенажа - 260 кг, кукурузного силоса - 340 кг, кормовой патоки - 40 кг, комбикорма - 300 кг.

Для кормления коров следует использовать только свежеприготовленные кормосмеси, срок хранения которых не превышает 2 - 3 часов.

При кормлении коров в зимний период низкокачественными, грубыми кормами (сено, сенаж, силос, солома) применяется их измельчение, запаривание, сдабривание патокой, свеклой, концкормами, подсаливание, дрожжирование.

В рационах коров почти постоянно встречается дефицит кальция и фосфора, потому его необходимо покрывать за счет использования минеральных добавок, содержащих эти элементы: кормовой преципитат, мел (порошок), обесфторенный фосфат и т. д. Высокопродуктивные коровы получают с кормами недостаточное количество натрия, потому требуется дополнительно включать в рацион поваренную соль или динатрийфосфат. В дефиците из макроэлементов могут быть магний и сера. Для его покрытия в рацион включают 50 г окиси магния или 100 г карбоната магния, 50 г глауберовой соли.

Из микроэлементов в рационах скота обычно встречается недостаток кобальта, меди, йода, марганца, цинка. В практических условиях добавка в рационы микроэлементов и витаминов осуществляется на основе использования комбикормов, производимых промышленным путем. В местных кормоцехах можно приготовить премикс на основе солей недостающих микроэлементов и наполнителей (отруби, шрот). Например, в стойловый период для коров с продуктивностью за лактацию 5 - 7 тыс. кг молока разработан премикс, на 1 т вводится: медь - 450 г, марганец - 1040 г, цинк - 2000 г, кобальт - 100 г, йод - 176 г, витамин А - 2500 млн. МЕ, витамин Д - 270 млн. МЕ, витамин Е - 200 г, наполнитель - отруби пшеничные. Для стабилизации витаминов необходимо в премикс вводить сантохин в количестве 0,5 кг/т.

Одна из ключевых проблема кормления – непрерывное обеспечение организма глюкозой. Чем выше молочная продуктивность коровы, тем больше требуется крахмала, который покидает рубец неразложившимся, переваривается в кишечнике и, не снижая кислотности рубца, доставляет энергию для образования молока. В разных кормах содержание «устойчивого крахмала» (стабильного) меняется. Так, в кукурузном зерне содержится 40%, а в ячмене – 15% стабильного крахмала от его общего уровня.

Как и протеиновые добавки (которые характеризуются высокой степенью потока из рубца), защищенные протеины также являются важным компонентом в питании молочного скота благодаря низкому содержанию переваримого, нерасщепляемого рубцом, протеина (ПНРП) в большинстве кормовых средств. Однако основной рацион, чаще всего, в избытке содержит расщепляемый рубцовый протеин (РРП), но дефицитен по ПНРП.

Восстановить азотный баланс рубца можно зерном, кукурузным силосом, жомом сахарной свеклы или мелассой, картофелем (при положительном балансе), а при отрицательном балансе – высокобелковыми кормами (жмыхами, шротами и др.).[1, с.115]

1.3 Характеристика основных моделей оптимизации использования кормов в стойловый период

Представлены характеристики экономико-математических моделей оптимизации программы использования кормов в стойловый период авторов Р.Г. Кравченко и А.М. Гатаулина. Также проведен анализ сходств и различий между моделями.

Кравченко считает, что оптимизация означает, что при использовании кормов, которыми располагает хозяйство, должно быть получено максимальное количество животноводческой продукции.

Увеличение производства продукции при известном количестве кормов определенной стоимости означает снижение затрат на единицу продукции, то есть производство максимума дешевой продукции.

Оптимальный план расхода кормов на осенне0зимний период должен содержать ответы на следующие вопросы:

1. Какие виды кормов из имеющихся в хозяйстве и в каком количестве должны быть закреплены за каждой группой скота.

2. Какие рационы кормления необходимо установить по каждой группе скота; в каком соотношении должны быть отдельные виды кормов, исходя из общей экономической эффективности использования кормовых ресурсов и удовлетворения всех зоотехнических потребностей.

3. Какие корма, в каком количестве целесообразно обменять, продать, приобрести.

4. Какие минеральные корма, витаминные добавки, химические вещества нужно приобрести, в каком количестве и для каких групп скота.

Все эти вопросы должны быть решены при условии максимизации производства животноводческой продукции.

Основными переменными системы линейных соотношений являются:

-количество кормо-дней по каждой половозрастной группе животных;

-количество различных видов кормов, выделяемых из общего запаса для данной половозрастной группы животных (в кг или ц);

-количество покупных кормов различных видов (в кг или ц);

-излишки собственных кормов, которые целесообразно обменять или продать (в кг или ц);

При помощи вспомогательных переменных определяют, на сколько целесообразно увеличить группы животных при наличии кормов сверх потребности для планового поголовья.

Основными ограничениями записывают условия по балансу кормов и различных кормовых средств. Коэффициентами при переменных по этим ограничениям являются данные о содержании питательных веществ в единице корма и потребности количества питательных веществ в суточном рационе для обеспечения намеченной продуктивности.

Дополнительными ограничениями записывают количество кормо-дней пребывания в хозяйстве каждой половозрастной группы животных за установленный период времени и баланс распределения между группами животных кормов, имеющихся в хозяйстве, а также приобретенных. Коэффициентами по дополнительным ограничениям служат коэффициенты связки между объемами ограничений и значениями переменных.

Вспомогательные ограничения вводят для записи соотношения отдельных видов кормов в составе основных кормовых групп, а также для учета зоотехнических требований при формировании оптимальных рационов кормления. Коэффициентами по этим переменным являются данные о содержании кормовых единиц в кормах, о допустимых пределах по отдельным группам кормов в общем количестве кормовых единиц рациона и коэффициенты пропорциональности.

Оценками переменных в целевой функции служит стоимость продукции по половозрастным группам животных в расчете на кормо-день пребывания их в хозяйстве.

Матрица имеет блочную структуру.

В каждом «рабочем блоке» объединены переменные и ограничения, обеспечивающие формирование оптимального рациона для данной группы скота при заданных общих кормовых ресурсах.

Вспомогательный блок позволяет учесть экономические требования при покупке и обмене кормов.

При помощи ограничений связывающего блока обеспечивается учет количества кормо-дней пребывания в хозяйстве каждой половозрастной группы животных, а также распределение по рабочим блокам кормов, имеющихся в хозяйстве.

Целевая установка задачи – максимизировать валовую продукцию животноводства:

F_max = ∑c_rx_r→max.

(r = 1).

Условия задачи:

1) x_{r min} ≤ x_r ≤ x_{r max}

(r = 1, 2, …, R)

(ограничения по возможности развития отдельных половозрастных групп животных по количеству кормо-дней их пребывания в хозяйстве, не зависящие от наличия кормов: трудовые ресурсы, постройки и т.д.).

2) ∑x_jr ≤ D_j + x́_j – x̋_j

(j = 1, 2, …, n)

(ограничения по наличию кормов);

3) ∑v_ijx_jr ≥ a_ihrx_r

(i = 1, 2, …, I; h = 1, 2, …, H; r = 1, 2, …, R)

(ограничения по кормовому балансу);

4) ∑ć_jx́_j ≤ S + ∑c̋_jx̋_j

^{i∈M i∈М1}

(ограничения по возможности приобретения кормов);

5) x_jr ≥ 0; x́_j ≥ 0; x̋_j­ ≥ 0

(условия неотрицательности задачи).

Для записи структурной экономико-математической модели использованы следующие обозначения:

x_r – количество кормо-дней по r-й половозрастной группе животных;

x_{r min} – минимальное, x_{r max} – максимальное допустимое значения x_r;

D_j – количество заготовленных в хозяйстве кормов j-го вида;

v_ij – содержание i-го питательного вещества в единице j-го вида корма;

a_ihr – количество i-го питательного вещества в h-й группе кормов, которые следует расходовать в день по r-й группе животных для обеспечения заданной продуктивности;

c_r – стоимость валовой продукции r-й группы животных в расчете на 1 кормо-день;

x_jr – количество j-го вида кормов, выделяемых для r-й половозрастной группы животных;

означает, что суммирование производится по всем видам кормов, принадлежащим h-й кормовой группе;

x́_j – количество закупаемого корма j-го вида;

ć_j – цена единицы закупаемого корма j-го вида;

x̋_j – количество продаваемого корма j-го вида;

c̋_j – цена единицы продаваемого корма j-го вида;

М – множество индексов переменных, обозначающих количество закупаемых кормов;

М₁ – множество индексов переменных, обозначающих количество продаваемых кормов;

S – деньги, отпущенные за покупку кормов.

В представленной модели запись третьего условия упрощена для облегчения составления структурной экономико-математической модели. [2, c.212]

В модели А.М. Гатаулина вопросы оперативного планирования использования кормов, заготовленных на стойловый период, представляют практический интерес. Оптимальный план должен обеспечить наиболее рациональное распределение запасов корма между половозрастными группами и видами скота с одновременным определением рационов для каждой группы. При этом необходимо знать, какие корма следует докупать или продавать (обменивать), а также сколько кормо-дней целесообразно содержать животных для получения максимального количества продукции животноводства.

Предпочтительным критерием оптимальности является максимум валовой продукции животноводства.

F_max = ∑C_rx_r, (r ∈ R),

где C_r – коэффициент целевой функции, отражающий стоимость продукции в расчете на 1 кормо-день r-й группы или вида животных.

В соответствии с постановкой задачи в модели будут следующие группы переменных:

виды кормов и кормовых добавок, из которых составляют оптимальные рационы для учитываемых групп скота;

кормо-дни пребывания животных в хозяйстве;

приобретаемые или продаваемые (обмениваемые) корма.

Первые две группы переменных дифференцируются по половозрастным группам и видам скота. Они образуют вместе с ограничениями по структуре отдельные блоки модели. Таких блоков столько, сколько групп и видов животных, учитываемых в модели. Таким образом, модель оптимизации плана использования кормов имеет блочную структуру.

В модели учитываются все условия, влияющие на структуру использования кормов, что находит отражение в следующих группах ограничений:

- по питательным веществам

∑v_ijrx_jr + a_irx_r ≤ 0 (i ∈ I₁, r ∈ R),

^j∈A

где i – номер (или индекс) ограничений; I₁ – множество, включающее номера ограничений по питательным веществам; j – номер переменной; A – множество, включающее номера переменных, обозначающих виды кормов; R – множество, включающее номера переменных, обозначающих виды и группы животных (в кормо-днях); r – номер переменной, обозначающей виды и группы животных; x_jr – переменная, обозначающая искомое количество корма j-го вида, идущего на корм r-й группе скота; x_r – переменная, показывающая количество кормо-дней пребывания в хозяйстве r-й группы скота; v_ijr – технико-экономический коэффициент, показывающий содержание i-го питательного вещества в единице j-го вида корма, который скармливается r-му виду или группе скота; a_ir – технико-экономический коэффициент, означающий потребность в i-м питательном веществе в расчете на 1 кормо-день r-й группы или вида скота.

- соотношению отдельных групп и видов кормов в существующих группах

∑v_ijrx_jr + a_irx_r ≤ 0 (i ∈ I₂, r ∈ R),

^J∈A

где I₂ – множество, включающее в себя номера ограничений по кормовым единицам для отдельных групп кормов.

 

- кормо-дням пребывания отдельных групп и видов скота в хозяйстве

B́_ir ≤ x_r ≤ B̋_ir (i ∈ I₃, r ∈ R),

где I₃ – множество, включающее номера ограничений по кормо-дням пребывания скота в хозяйстве; B́_ir и B̋_ir – константы, обозначающие нижние и верхние границы пребывания r-й группы или вида скота в хозяйстве.

 

- оптимальному распределению (использованию) каждого вида корма

с учетом возможной покупки и (или) продажи

∑x_ir ≤ D_j + x́_j - x̋_j (i ∈ I₄),

^r∈R

где I₄ – множество, включающее номера ограничений по распределению кормов; D_j – константа, означающая запас j-го корма в хозяйстве; x́_j – переменная, показывающая размер покупки j-го корма; x̋_j – переменная, определяющая размер продажи избытка j-го вида корма.

 

- использованию денежных средств на покупку недостающих кормов

∑ś_j x́_j ≤ S + ∑s̋_j x̋_j (i ∈ I₅),

^r∈R

где I₅ – множество, включающее номера ограничений по использованию материально-технических средств на покупку кормов; S – константа, показывающая размер выделенных средств; ś_j и s̋_j – технико-экономические коэффициенты, означающие цены приобретения и реализации кормов за единицу.

Первые две группы ограничений присутствуют в каждом блоке, и с их помощью определяются оптимальные нормы кормления соответствующей группы или вида животных. Три остальные группы являются ограничениями связующего блока и обеспечивают увязку всех условий в модели.

Для записи указанных групп условий должны быть известны следующие технико-экономические коэффициенты и константы:

содержание питательных веществ в 1кг кормов и добавок;

потребность в питательных веществах в расчете на 1 кормо-день каждой группы или вида скота;

допустимые интервалы потребности в кормовых единицах по группам кормов для каждой группы или вида скота;

допустимые интервалы содержания отдельных групп или видов скота в хозяйстве в кормо-днях;

денежные средства, выделяемые на покупку недостающих кормов;

цены на все виды покупаемых и продаваемых кормов и добавок.

Коэффициентами целевой функции служат показатели стоимости продукции в расчете на 1 кормо-день по всем учитываемым группам и видам скота. [3, c.158]

Дав характеристики данным моделям, можно заметить, что существуют различия между ними. Они проявляются в структуре моделей, и в их ограничениях.

Но для решения нашей задачи больше всего подходит модель И.И. Ленькова, т.к. она наиболее адекватна на сегодняшний день и практически полностью отражает ситуацию в данном вопросе. [6, c.165]