Содержание к диссертации
Введение
Состояние вопроса. Цель и задачи исследований 9
1.1 Некоторые положения технологаи кормления и содержания овец в зимний период 9
1.2 Анализ средств механизации, применяемых для раздачи рассыпного сена овцам 20
1.3 Цель и задачи исследований. 41
Теоретические исследования 42
2.1. Обоснование параметров самокормушки: радиуса, желоба и боковых стоек 42
2.2 Обоснование необходимых условий свободного схода материала и формы поверхности основания самокормушки 49
2.3 Расчет оптимального числа кормомест при свободном доступе животных к самокормушке , 60
Программа и методика экспериментальных исследований 73
3.1. Программа экспериментальных исследований 73
3.2 Описание экспериментальной установки 74
3.3 Общая методика исследований 76
3.4 Частные методики экспериментальных исследований 77
3.4 Л Методика определения расстояния между бо ковыми стойка ми круглой самокормушки 77
З А .2 Методика определения конструктивных параметров само кормушки 78
3.4.3 Методика определения коэффициента трения покоя 79
3.4.4 Методика определения усадки сена в самокормушке 80
3.4.5 Методика исследования процесса самоподачи материала в самокормушке 81
3.4.6 Методика определения временных характеристик потребления сена животными у самокормушки 87
3.5 Математическая обработка экспериментальных данных 88
4 Результаты экспериментальных исследований 90
4.1 Исследования по обоснованию параметров самокормушки: радиуса, боковых стоек и желоба 90
4.2 Определение и обобщение некоторых физико-механических свойств грубых кормов , 96
4.2.1 Определение коэффициента трения покоя 96
4.2.2 Исследование изменения усадки сена в стоге-самокормушке.. 99
4.3 Экспериментальное исследование процесса сползания материала
по различным поверхностям основания самокормушки , 102
4.3.1 Исследование процесса сползания материала по поверхности циклоидального конуса на модельной установке 103
4.3.2 Экспериментальное исследование процесса сползания материала по поверхности обычных конусов на модельной установке 108
4.4 Хозяйственные испытания самокормушки 112
4.5 Определение оптимального числа кормомест при свободном доступе животных к самокормушке 114
4.6 Проектирование и расчет кормовой площадки на голов овцематок 122
5 Экономическая и энергетическая эффективность технологического процесса скармливания сена овцам 127
5.1 Расчет экономической эффективности 127
5.2 Расчет энергетических затрат, 130
Общие выводы и предложения 133
Рекомендации производству 135
Список использованной литературы 136
Приложения 147
- Некоторые положения технологаи кормления и содержания овец в зимний период
- Обоснование параметров самокормушки: радиуса, желоба и боковых стоек
- Методика определения расстояния между бо ковыми стойка ми круглой самокормушки
- Исследования по обоснованию параметров самокормушки: радиуса, боковых стоек и желоба
Некоторые положения технологаи кормления и содержания овец в зимний период
При кормлении овец в зимний период подготовка кормов к скармли ванию, соблюдение режима, фронта и места кормления являются опреде ляющими факторами получения высокой шерстной и мясной продуктивно сти и снижения затрат кормов на единицу продукции. Щ Независимо от степени механизации производственных процессов, должны соблюдаться некоторые для всех ферм правила зимнего стойлового содержания овец, разработанные многолетней практикой овцеводства. На зиму должно быть запасено достаточное количество доброкачественных кормов. К началу зимовки овцы должны находиться в состоянии хорошей упитанности.
Академик РАСХН В.А. Мороз [1] отмечает, что в течение зимы кор мить овец следует на открытом воздухе и пользоваться всеми возможностями для зимней пастьбы не только в районах круглогодового пастбищного содержания и зимних тебеневок, но и во всех районах, где для этого есть условия.
Р.В. Горбелик [2], изучая поедаемость грубых кормов овцами, указывает, что кормить зимой овец необходимо на базу, так как свежий воздух благоприятно влияет на аппетит животных и поедаемость кормов. Только в непогоду кормление следует проводить в овчарнях.
С этим положением согласуются данные И.И. Ярова [3], который счи тает, что в благоприятную погоду осенью, зимой (до - 25С) и весной живот .ж ных необходимо кормить на открытом воздухе для более эффективного ис пользования малопитательных кормов: соломы, грубостебельчатого сена и Др.
В ряде стран в целях экономии труда и времени большое внимание уделяется организации кормления животных из самокормушек. В США, например, наиболее распространенным примером является регулярное двукратное кормление. Некоторая часть фермеров кормит овец 3 раза в день. Однако они считают, что большой разницы между трехкратным и двукратным кормлениями нет.
По сообщению СВ. Буйлова, ТЛ".Джапаридзе, А.И.Ерохина и В.М. Курганского [4], при стойловом откорме раздачу кормов следует организовывать 3 раза в день, через равные промежутки времени, в одни и те же часы.
М.Д. Чамуха [5] отмечает, что корма овцам зимой обычно задаются 3...4 раза в день. При больших морозах для лучшего согревания овец рекомендуется кормить их чаще. Однако И.В, Хаданович [6] указывает, что многократное кормление животных не имеет существенных преимуществ в использовании питательных веществ корма. Вместе с тем, увеличение кратности кормления приводит к повышению затрат труда и средств на эту операцию.
По принятой традиционной технологии, как отмечает В.И, Крисюк [7], скармливание кормов овцам может быть нормированным и ненормированным со свободным подходом животных к кормам в течение суток. Грубые корма в натуральном виде, силос и рассыпные кормосмеси скармливаются нормировано, а гранулированные, как правило, ненормированно. Для нормированного кормления обычно используются кормушки ясельного типа, для ненормированного - кормушки бункерного типа.
Исследования при университете штата Миннесота [8] показали, что можно ограничить время пастьбы овец до 50% без отрицательного влияния на последующую производительность шерсти и ягнят. Это позволит также увеличить число овец, пасущихся на акре пастбища. При таком питании овцы становятся менее разборчивыми в траве и действительно пасутся, а не бегают в поисках лучшей травы. Пастбище при этом менее утаптывается.
Ден Браун [8] считает, что овцы похожи на наемных рабочих. Когда они работают, мы им платим. Наши овцы работают на нас в течение того короткого времени - около 6 недель до окота и около 7 недель после окота - когда они ягнятся, вырабатывают молоко и кормят своих ягнят. В это время мы платим им, давая дополнительную пищу. Когда же они не работают, мы просто содержим их и готовим их к тому времени, когда они снова смогут произвести потомство. В течение этого времени они находятся на поддерживающем рационе.
Наблюдениями A.M. Яковенко [9] установлено, что после 2 ч кормления большинство овец практически не потребляют корм. Овцы также обладают широкими приспособительными возможностями к меняющимся условиям режима кормления. При высоком качестве подготовленных кормов и быстрой адаптации животных к меняющимся условиям, можно перейти к двукратному и ограниченному по времени кормлению.
По данным Пайпстоунского курса по овцеводству [8] с целью контроля потребления корма нужно допускать овец к тюкам с сеном хорошего качества на 3...б часов в день. Время такого кормления может зависеть от качества фуража, физического состояния овец и стадии производства. Если корма плохого качества, нужно обращать внимание на состояние овец. Дополнительное кормление или свободный доступ к тюкам может быть обусловлен необходимостью поддерживать нужное состояние овец.
Кормление порционным сеном служит облегчению труда и контролю над потерями. Прессование рекомендуется только в случае большого количества, т. к. прессование в тюки является дополнительными расходами по приобретению кормов.
Значительные различия природно-климатических условий в основных овцеводческих зонах страны обусловили существование нескольких технологических систем зимнего содержания овец, каждая из которых оказывает существенное влияние на выбор системы машин для механизации производственных процессов в овцеводстве.
Обоснование параметров самокормушки: радиуса, желоба и боковых стоек
Все приспособления для кормления животных характеризуются геометрически как прямолинейные или круглые. Теоретически прямолинейные самокормушки можно рассматривать как частный случай круглых (при R = со). Это позволяет свести исследование всевозможных вариантов кормушек к изучению одной группы, радиус которых варьирует от R — «э до Rmizv Определение значения радиуса способствует выяснению закономерности, позволяющей оптимизировать технические и технологические параметры, в данном случае это сводится к нахождению оптимального наружного диаметра самокормушки.
Известно, что животные во время кормления располагаются перпендикулярно продольной оси кормушки [15, 16, 17]. Фронт кормления при этом зависит только от наибольшей ширины животного, обозначенной величиной Ь на рисунке 2.1. Эта величина изменяется от 17±3 см для ягнят месячного возраста, до 25±3 см для трехмесячных ягнят и до 35±5 см для неостриженных овец. Очевидно, эти размеры можно принять за удельный фронт кормления для указанных категорий овец.
Если мысленно изгибать прямолинейную самокормушку, уменьшая величину радиуса Д„ заметим, что одновременно и животные, занявшие место у кормушки, изменят свое положение относительно друг друга. Часть тела животного, влияющая на его расположение у самокормушки, представляет в плане равнобедренную трапецию.
При определении величины радиуса Rc принимаем, что две трапеции плотно прижаты друг к другу так, что концы оснований совпадают, образуя углы многоугольника. В этом случае удельный фронт кормления оп 3 ределяется расстоянием а между лопатками овцы. Поскольку а Ь, можно заключить, что у круглой самокормушки на единицу длины фронта кормления может расположиться больше животных, чем у прямолинейной.
При определении величины радиуса Rc принимаем, что две трапеции плотно прижаты друг к другу так, что концы оснований совпадают, образуя углы многоугольника. В этом случае удельный фронт кормления определяется расстоянием животного между лопатками а. Поскольку а Ь, можно заключить, что у круглой самокормушки на единицу длины фронта кормления может расположиться больше животных, чем у прямолинейной.
Из приведенных рассуждений видно, что оптимальной величиной радиуса Rc круглых самокормушек, обеспечивающих наиболее эффективное их использование, является такой размер, при котором концы оснований а и Ъ трапеций совпадают- Для определения радиуса самокормушки необходимо еще знать расстояние между основаниями трапеции, т. е. длину туловища d. Тогда можно определить угол є, образованный продолжением боковых сторон трапеции, условно изображающий животное:
Одно из основных требований, предъявляемых к самокормушке - это обеспечить возможность самоподачи корма, т.е. его сползание от центра в пустоты, выеденные овцами у боковых стоек. Причем боковые стойки не должны препятствовать сползанию корма.
Существующие кормушки в овцеводстве имеют в сечении прямоугольную форму и располагаются только в горизонтальной плоскости. В рассматриваемом случае для возможности самоподачи сена необходимо знать закономерности взаимодействия животного в зоне кормления как в горизонтальной (обеспечить сползание корма от центра к периферии), так и вертикальной (исключить заклинивания корма) плоскостях.
При скармливании корма самокормушка должна иметь научно обоснованную высоту желоба и боковых стоек, учитывая конституцию самой овцы. При большой глубине желоба самокормушки овца не сможет достать корм со дна, а при малой - становится передними ногами в нее, что недопустимо.
Боковые стойки самокормушки по высоте не могут быть выше радиуса действия головы овцы, образованного длиной ее морды и шеи.
Первоначально выполним расчет для прямостоящих боковых стоек, т.е. имеющих в сечении прямоугольную форму.
Для устойчивой самоподачи овца должна доставать корм, проникая головой максимально возможно в глубь самокормушки.
Для решения этого вопроса нами были выполнены промеры экстерьера овец. В результате установлено, что на характер взаимодействия животного с самокормушкой оказывают влияние следующие параметры: высота шеи животного Z, длина шеи /; и размер головы 12.
Методика определения расстояния между бо ковыми стойка ми круглой самокормушки
При составлении общей методики исследования руководствовались работами профессора Г.П. Веденяпина [93].
По Веденяпину "в большинстве случаев в области техники нельзя обосабливать теоретические и экспериментальные исследования, так как в основе теоретических исследований лежит опыт, а обобщение опытных данных развивает теорию".
Первой ступенью активного наблюдения являлись поисковые опыты, которые предварительно ставились в назначенных условиях. Цель опыта - проверка отдельных частей разработанной методики, которые позволят осуществить самоподачу корма к животным с наименьшими потерями, а также энерго- и трудозатратами. Из теории ошибок известно, что количество опытов (или измерений одной и той же величины) зависит от стандарта измерений, заданной надежности и результата [93, 94, 95].
Под надежностью предполагается вероятность получения тех же результатов при проведении опыта в аналогичных условиях. Чем выше относительные колебания результатов и чем большую надежность опыта желательно получить, тем больше должно быть повторностей.
Для определения количества повторностей при определенной надежности необходимо задаваться ошибкой, взятой в долях стандарта ст. В наших опытах величина ошибки равнялась Да ±3ст. Для выполнения отдельных наблюдений были составлены частные методики. Целью исследования ставили определение для одного животного величины фронта кормления, которую можно рекомендовать, как расстояние между боковыми стойками для разработанной нами круглой самокормушки.
В процессе исследований были проведены промеры экстерьера: - наибольшей ширины туловища; - расстояния между лопатками; - длины туловища; - длины шеи; - длины головы. Они выполнялись у ягнят месячного, трех- и десятимесячного и возрастов, а также взрослых неостриженных овец в зимний период. Для каждого животного из возрастной группы, состоящей из десяти голов выполняли промеры и определяли их средние значения. Все данные заносили в журнал наблюдений для каждой возрастной группы животных.
Расстояние между боковыми стойками устанавливали равным расстоянию между лопатками для взрослых овец. Затем подпускали взрослых овец к самокормушке и определяли оптимальное значение расстояния между боковыми стойками, при котором овцы не проникают целиком во внутрь самокормушки.
Для эффективного применения самокормушки необходимо обосновать её конструктивные параметры. Для этого исследовали систему животное-корм-самокормушка.
Исследования взаимосвязи овец с самокормушкой имели целью определение высоты желоба и боковых стоек, что в итоге позволит осуществить самоподачу корма и уменьшение его потерь.
Исследования проводили на натурной экспериментальной самокормушке, установленной на кормовой площадке, к которой овцы подходили свободно в течение смены.
При исследовании траектории движения головы овцы в зоне кормления использовали фото-видеоаппаратуру. На основании опытных данных вычисляли статистические характеристики исследуемых показателей.
Для определения влияния высоты желоба на потерю кормов выполняли следующие опыты. Исследовали самокормушку с высотой желоба 0,3 м, 0,4 м и без желоба. В период зимнего откорма 12 голов овец имели свободный доступ к самокормушке в течение дня, который длился 8 ч.
Исследования по обоснованию параметров самокормушки: радиуса, боковых стоек и желоба
На основании расчетов, проведенных в теоретической части, были изготовлены экспериментальные самокормушки, производственная проверка которых проводилась в течение 2002...2005 годов в крестьянском фермерском хозяйстве Безрядина O.K. и крестьянском хозяйстве «Бересток» соответственно Кочубеевского и Петровского районов Ставропольского края.
Теоретически обоснованные параметры самокормушки требуют практических подтверждений при их взаимодействии с животными.
Важным показателем круглой самокормушки является обоснованная величина радиуса и фронта кормления на одно животное. Исследования по определению которых осуществлялись в соответствии с методикой, изложенной в подразделе 3.4.1. Для этой цели были выполнены промеры экстерьера овец различного возраста, и, после обработки полученных данных средние их значения, приведены в таблице 4.1.
Промерами установлено, что размеры животных изменяются в зависимости от пола, возраста и длины шерсти овцы.
На основании средних значений промеров овец и по формулам, выведенным в теоретической части, был определен оптимальный радиус круглой самокормушки для каждой возрастной группы овец, который представлен на рисунке 4.1. г се 0,28 0,26 0,24 0,22 0,2 0,18 0,16 0,14 0, Из графика видно, что размер радиуса зависит от возраста овец. Однако, для применения самокормушки в хозяйстве радиус должен быть величиной постоянной, поэтому была исследована взаимосвязь радиуса самокормушки и величины а, которая для круглой самокормушки является фронтом кормления и одновременно расстоянием между боковыми стойками. В таком случае закономерность по изменению расстояния между боковыми стойками, приведенную в таблице 4Л, следует учитывать при обосновании параметров самокормушки. Однако, как показьгоает практика животноводства, фронт кормления, преимущественно определяют по размерам взрослых животных. Это, безусловно, связано с преувеличением фронта кормления для ягнят, но с этим приходится мириться, так как недостаточный фронт кормления для S. взрослых овец приведет к их недокорму и эффективность применения самокормушки будет низкая.
Исходя из экстерьера овец, расстояние между боковыми стойками должно быть больше ширины головы, но меньше расстояния между лопатками, которое составляет 0,24.. .0,27 м.
Наблюдения показали, что для неостриженных взрослых овец с массой 45...60 кг наиболее обоснованное расстояние между боковыми стойками составляет 0,25 м. При данном расстоянии боковые стойки ограничивают резкие движения животных головами и предотвращают проникновение их вовнутрь самокормушки, что уменьшает разбрасывание корма и снижает его потери. Фрагмент опыта приведен на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 - Опыт по определению фронта кормления
Оптимальный радиус, при котором вокруг самокормушки размещается максимальное число взрослых животных, при расстоянии между боковыми стойками в 0,25 м, в соответствии с графиком на рисунке 4.1, составит 1,5 м.
При обосновании высоты желоба и боковых стоек вступает в силу показатель самоподачи корма, для чего овца должна проникать головой макси 93 мально возможно вглубь самокормушки, а боковые стойки не должны быть выше возможностей овец доставать корм по высоте. Потери корма должны быть минимальными и не превышать установленных для самокормушек норм 10... 15 % от общей массы съедаемого корма [62, 63, 100]. В зоне кормления животные также должны чувствовать себя комфортно.
Опыт, проведенный в крестьянском фермерском хозяйстве Безрядина О.К. по обоснованию высоты желоба и боковых стоек, состоял в следующем.
Доступ овец к самокормушке был свободным в течение смены. Во время опыта был изучен процесс взаимосвязи овец с самокормушкой. Полученные данные опыта были обработаны и получены графическая и математическая зависимости, характеризующие этот процесс, который представлен на рисунках 4.3 и 4.4.
Наблюдениями установлено, что максимальное проникновение овцы вглубь самокормушкн составляет не более 0,35...0,50 м, а сверху они могут достать корм с высоты 1,0...1,1 м.
По периметру самокормушки доступная для овец зона кормления огра-ничивается кривой у = - 40,005дг + 17,574х - 2,1638х + 1,0971. При этом возможный объем поедания животными корма у боковых стоек составит Р==3,2 м3, что соответствует средней массе 220...250 кг. Результаты исследования показывали, что высота боковых стоек не должна превышать 1,1 м и при поедании сена вглубь кормушки до 0,5 м (на основе теоретических расчетов) высота желоба для взрослых овец находится в пределах 0,3...0,4 м. Одним из главных показателей, характеризующих эффективность применения самокормушки, является коэффициент потери кормов. Наблюдениями установлено, что наибольшее влияние на потерю кормов оказывает высота желоба. С этой целью были проведены следующие опыты.
