Эффективность балансирования рационов кормления коров на раздое адресными комбикормами-концентратами

В странах, где используются технологии с высокой интенсивностью производства молока, уделяют большое внимание балансированию рационов путем приготовления так называемых «адресных» комбикормов-концентратов. Такой подход позволяет более тщательно сбалансировать рационы с учетом качества объемистых кормов, которое варьирует в широких пределах в зависимости от массы факторов, включая ботанический состав, фазу вегетации растений, технологию заготовки, погодные условия и многое другое. Сущность рассматриваемой методики заключается в том, что рацион конструируется в два этапа. На первом этапе находят оптимальное соотношение основных групп кормов — концентратов и объемистых, а также соотношение сочных и грубых кормов. Затем рассчитывают соотношение ингредиентов в зерновой группе и, наконец, подбирают премикс. Такой подход позволяет более гибко управлять распределением ресурсов, особенно дефицитными дорогостоящими протеиновыми кормами.

Отечественная комбикормовая промышленность продолжает производство комбикормов по универсальным рецептам, которые чаще всего плохо подходят к рационам кормления в хозяйствах с различной кормовой базой. Они не учитывают особенности заготовки травяных кормов, качество которых может существенно различаться. Вследствие чего в рационах наблюдается либо избыток, либо недостаток питательных веществ, полноценность кормления снижается, а себестоимость продукции возрастает.

В настоящее время, когда в животноводстве используются высокоинтенсивные технологии производства, появилось множество проблем. Неправильное кормление вызывает у животных глубокие нарушения обмена веществ, снижение продуктивности, болезни [2, 3, 4]. Получение высокой молочной продуктивности во многом зависти от рациона и техники кормления животных, особенно в период раздоя [1, 3, 4]. Именно в этот период желудочно-кишечный тракт еще в недостаточной степени адаптирован к потреблению большого количества кормов, тогда как продуктивность максимальная. Снижение продуктивности лишь на 1 кг молока в сутки при раздое влечет потерю 200 кг и более за лактацию [4, 6, 7]. Чаще всего кормление в начале лактации оказывается недостаточным именно по этой причине, что не позволяет выйти на продуктивность, обусловленную генетическим потенциалом, и снижает эффективность производства в целом. Для удовлетворения потребности животных в энергии и питательных веществах и реализации высокого генетического потенциала в этот период необходимо повышать их концентрацию в сухом веществе рациона через увеличение доли дорогостоящих концентрированных кормов [2, 8]. Многое зависит от состояния и возможностей кормовой базы. Достаточный ассортимент объемистых и зерновых кормов улучшает комбинаторику подбора рациона и обеспечивает возможность выбора оптимального варианта средствами компьютерных информационных технологий [5, 8, 9]. Целью работы было испытать возможность замены комбикорма промышленного производства рецепта КК-61С, выпускаемого на комбикормовом заводе в Лошнице специально для высокопродуктивных коров, на зерносмесь, рецепт которой рассчитан средствами компьютерной модели многоцелевого программирования исходя из:

• — потребности лактирующих коров в энергии и питательных веществах;
• — реального качества и количества заготовленных в хозяйстве кормов;
• — запасов зерновых кормов в хозяйстве и их стоимости;
• — возможностей технологии содержания и кормления скота на ферме, обеспечивающих дифференцированное кормление животных по фазам лактации и продуктивности.

Исследования проводились в СПК «Кищино-Слободской» Борисовского района в зимне-стойловый период 2008;2009 гг. Направлением производства является молочно-мясное скотоводство. В хозяйстве имеется 1775 голов КРС, в том числе дойного стада — 721 голова. Удой на одну корову за 2008 г. составил 6565 кг.

Объектом исследований явились лактирующие коровы (48 голов) с продуктивностью от 26 до 30 кг молока в сутки в период раздоя (в среднем 8−9 недель лактации).

Основные качественные показатели кормов получены из данных лаборатории зоотехнического анализа кормов, образцы которых были сданы для исследования специалистами хозяйства в начале стойлового периода. Сюда относятся такие показатели, как сухое вещество, сырой протеин, сахар, зола. Другие характеристики кормов взяты из справочников и скорректированы с учетом реального содержания сухого вещества. Количество обменной энергии рассчитано по уравнению регрессии Аксельсона.

Рационы оптимизировались средствами компьютерной программы «Конструктор рационов кормления», разработанной на кафедре кормления сельскохозяйственных животных УО БГСХА. Средствами этой программы рассчитывался оптимальный рецепт смеси ингредиентов. Для удовлетворения потребности животных в микроэлементах и витаминах использовался специальный премикс для коров с продуктивностью более 20 кг молока в сутки.

В отличие от традиционных представлений о модели оптимизации рационов, когда целевая функция представлялась как минимизируемся сумма произведений стоимости кормовых ингредиентов на их количество, мы избрали принципиально иной подход. Мы использовали целевое программирование, которое позволяет вплотную подойти к решению различных целей и ограничений и рассматривается как попытка математической интерпретации понятия «удовлетворительности». В практике экономико-математического моделирования достаточно часто возникает ситуация, когда требуется отыскать не оптимальное, а «достаточно хорошее» решение. Иными словами, требуется довести несколько целей одновременно хотя бы до минимально удовлетворительных уровней.

В нашей модели минимизируется сумма переменных отклонений (как недостаток, так и избыток) потребления жизненно важных элементов питания с учетом коэффициентов их значимости. Значимость элементов питания связана с особенностями физиологии пищеварения жвачных животных и по существу косвенно определяет потенциальные потери продукции на единицу отклонения того или иного показателя от значения, рекомендованного научно обоснованными нормами. В этом и заключается основная цель решения модели. Этот алгоритм реализован в нашей компьютерной программе.

Моделировались два варианта кормления, которые рассматривались в сравнительном плане с существующим рационом кормления, составленным специалистами хозяйства. Все рационы имеют либо нормативное, либо избыточное количество питательных веществ и энергии, тем самым обеспечивая плановую продуктивность. Но они различаются по количеству входящих в них кормов, причем все рационы составлены из кормов, заготовленных в хозяйстве, за исключением концентратов. Экономические расчеты основаны на различной стоимости рационов при удовлетворительной их сбалансированности.

Первым шагом в решении задачи оптимизации кормления высокоудойных коров явился анализ существующих в хозяйстве рационов. Рацион для новотельных коров достаточно разнообразен и включает по 20 кг силоса кукурузного и сенажа из злаковых трав с незначительным присутствием клеверов (8−12%).

В кормосмесь добавлено сено (1 кг) и солома ячменная (2 кг). Ввод полусахарной свеклы не выходит за пределы рекомендуемого нормами количества и составляет 10 кг (табл. 1).

Для поддержания сахаропротеинового отношения специалисты приняли решение о добавлении 0,3 кг мелассы, занимающей всего 1,1% по питательности. С точки зрения теории сбалансированного питания данный рацион избыточен по содержанию в нем сухого вещества (табл. 2). При норме 20,9 кг здесь содержится 25 кг, что недопустимо, так как животные не могут потребить такое количество сухого вещества и, вероятнее всего, откажутся от потребления некоторой части объемистых кормов. Такое «избыточное кормление» не оказывает отрицательного влияния на пищеварение, но может снижать продуктивность из-за недостаточного количества питательных веществ, потерянных с «недоеденными» кормами. Кроме того, экономически такое кормление необоснованно, поскольку увеличивает затраты кормов на единицу производимой продукции и снижает рентабельность производства молока в целом.

Таблица 1. Рационы кормления лактирующей коровы на раздое массой 600 кг, суточной продуктивностью 28 кг.

Дополнительное скармливание подсолнечникового и рапсового жмыхов приводит к необоснованному расходу протеина в рационе (табл. 1), где его содержится на 563 г больше, чем по норме. Отсюда не только возникает расход дефицитных белковых кормов, но и создается напряжение азотистого обмена. Протеин указанных жмыхов относится к корма с высокой расщепляемостью протеина в рубце, и его избыток недопустим.

Комбикорм, выпускаемый Лошницким комбикормовым заводом рецепта КК 61 С, имеет высокий процент ввода белковых кормов (табл. 2). Сюда включают 6,1% жмыха рапсового и 27% жмыха подсолнечникового. Содержание протеина в комбикорме находится на уровне 18,1% по массе. Отсюда возникает сомнение в необходимости дополнительного скармливания белковых компонентов в рационе.

При традиционном расчете рационов комбикорм рассматривается как один из кормов. Составляющие комбикорма входят в него в заданных пропорциях. При этом оптимизация рациона дает худшие результаты по сравнению с вариантом, когда составляющие комбикорма могли бы по отдельности входить в набор кормов: число степеней свободы уменьшается.

В нашей программе предусмотрена возможность оптимизации рецептов комбикормов и премиксов одновременно с оптимизацией рационов. При этом составляющие комбикормов и премиксов рассматриваются в «россыпи» наравне с основными кормами. Комбикорма и премиксы, изготовленные по сформированным таким образом рецептам, наилучшим образом дополняют корма хозяйства.

При этом в ряде случаев включение в рацион премиксов приводит не к удорожанию, а к удешевлению рациона за счет того, что не требуется расходовать основные корма специально на балансирование рациона по микроэлементам и витаминам.

Таблица 2. Комбикорм КК 61 С для высокопродуктивных коров на стойловый период

Из табл. 2 видно, что стоимость комбикорма без НДС составляет 435 435 руб. Завод реализует этот продукт по цене 655 тыс. рублей за тонну. Это статья основных затрат в себестоимости производства молока, и потому заслуживает интереса поиск иных вариантов балансирования рационов по энергии и протеину.

Таблица 3. Потребление питательных веществ коровами.

комбикорм жмых корова рацион Здесь не приведена информация об уровне сбалансированности микроэлементов и витаминов, так как они восполнялись с вводом премикса.

Минеральные вещества и витамины вводились с премиксом, и их количество было не ниже потребности на продуктивность 32 кг молока в сутки.

В рационе наблюдается недостаток сахара (119 г) при избытке протеина как сырого, так и переваримого (521 г и 563 г). Эти отклонения увеличиваются в том случае, когда животные не могут потребить 25 кг сухих веществ, что и происходит на практике.

Здесь не приведена информация об уровне сбалансированности микроэлементов и витаминов, так как они восполнялись с вводом премикса.

Мы ориентировались на рекомендации по нормированному кормлению с учетом потребления сухого вещества. В зимних рационах при ограниченном скармливании сочных кормов количество сухого вещества из расчета на 100 кг живой массы животного не должно превышать 3−3,5 кг. Так, например, корове живой массой 500 кг можно максимально скармливать в сутки при насыщении рациона сеном и соломой 17,5 кг кормов в переводе на сухое вещество. В зимний период, если в рационе много сочных кормов, потребление сухого вещества крупным рогатым скотом возрастает до 4 кг на каждые 100 кг живой массы. Для учета количества сухого вещества в рационе можно пользоваться следующими нормативами: в 1 кг грубых и зерновых кормов содержится 0,85 кг сухого вещества, кормовых корнеплодов — 0,1; картофеля — 0,2; силоса — 0,2−0,3; сахарной свеклы — 0,22−0,24; жмыха — 0,9 кг. Эти параметры заложены в математическую модель рациона, и процедура оптимизации не выходит за пределы обозначенных ограничений.

Во втором варианте кормления мы исключили из рациона комбикорм КК 61 С и приготовили смесь из зерновых кормов собственного производства, в которую включался 1% стандартного премикса для высокоудойных коров. С точки зрения математической оптимизации такой набор кормов оказался более предпочтительным, так как мы могли изменять рецепт самого комбикорма в зависимости от физиологических потребностей животных и, естественно, существующих ограничений на ввод ингредиентов.

Из имеющихся запасов кормов зерновой группы нам были доступны овес, ячмень, пшеница и горох. Жмых закупался дополнительно на комбикормовом заводе в Лошнице. Ввод каждого из перечисленных ингредиентов осуществлялся исходя из рациональности, определяемой математической оптимизационной моделью, и физиологической потребности, определяемой наукой о кормлении сельскохозяйственных животных. Тем не менее идеально сбалансировать рацион на кормах, заготовленных в хозяйстве, не удалось (табл. 3). Оптимизированный вариант обеспечил удовлетворение потребности животных в сухом веществе, обменной энергии, сыром и переваримом протеине, сахаре, крахмале, сыром жире. Отклонений от нормы по энергии, протеину и легко ферментируемым углеводам удалось избежать, остальные показатели незначительно превышали рекомендуемые нормой значения. Так, избыток сухих веществ составил 0,98 кг, что не может превысить допустимую границу. Считается, что коровы массой 600 кг могут потреблять от 3,0 до 3,3 кг сухого вещества на 100 кг массы тела. Это составляет от 18 до 21 кг в сутки. Мы имеет 21,88 кг, что нельзя считать серьезным отклонением. Существует, однако, опасность снижения потребления сухих веществ на ранней стадии лактации (первый месяц), но далее она снижается, и пик потребления кормов наступает на 12−14 неделе лактации. Эта цифра достигает 4 кг на 100 кг массы, но при условии высокого качества объемистых кормов — 9,8 МДж ОЭ/кг СВ и выше.

Оптимальный вариант рациона идеально сбалансирован по сырому протеину: норма и потребление совпадают и составляют 3325 г на голову в сутки. Этот показатель предпочтительнее для суждения о протеиновом питании жвачных животных, а переваримый протеин теряет свое значение в свете современных представлений науки. Более точным считается нормирование именно по сырому протеину.

Затраты питательных веществ на производство продукции показано в табл. 4. Наименее предпочтительно выглядит первый вариант кормления, где затраты сухого вещества составляют 0,892 кг в расчете на 1 кг произведенного молока. Здесь наблюдается повышенный расход обменной энергии и кормовых единиц на 0,86 МДж и 0,053 к.ед. соответственно.

Таблица 4. Затраты питательных веществ на 1 кг молока.

Все варианты рассматриваемого нами кормления соответствуют перечисленным требованиям и могут считаться удовлетворительными, но не равноценными. Так, стоимость оптимизированного рациона с включением зерновых кормов собственного производства составила 6,93 тыс. рублей по сравнению с 9,48 тыс. рублей в контрольном варианте.

Экономическая эффективность основана на снижении себестоимости рациона при равноценной продуктивности (статистически достоверного различия между группами обнаружено не было ввиду значительного разброса данных — от 25 до 32 кг). Это не противоречит основным закономерностям теории адекватного питания.

Таблица 5. Расчет экономической эффективности.

Из табл. 5 видно, что разница в стоимости кормов первого и второго вариантов составляет 2,55 тыс. рублей. На центнер произведенного молока она составляет 9,11 тыс. рублей.

Заключение

.

• 1. Рационы для молочного скота в хозяйстве обеспечивают высокую продуктивность, но несколько избыточны, из-за чего имеет место повышенный расход кормов на единицу продукции. Так, количество сухих веществ в рационах высокопродуктивных коров на раздое превышает норму на 4,1 кг, что приводит к неполному потреблению грубых кормов и значительному количеству остатков. Коровам также скармливается большое количество переваримого протеина (563 г сверх нормы) при недостатке сахара (-119 г).
• 2. При замене промышленного комбикорма на зерносмесь, состоящую из кормов собственного производства, путем математической оптимизации удалось практически идеально сбалансировать (отклонение от нормы равно нулю) такие показатели, как обменная энергия, сырой протеин, сахар, и максимально приблизить к потребности сухое вещество (+0,98 кг), клетчатку (+404 г) и крахмал (+ 145 г).
• 3. Экономическая эффективность балансирования рациона введением комбикорма из сырья собственного производства, разработанного с учетом качества объемистых кормов посредством компьютерной программы по оптимизации, составила 9,11 тыс. рублей в расчете на 1 ц. молока. Этого можно достичь только при условии ввода в комбикорм премикса, содержащего все необходимые минеральные вещества и витамины.

Предлагаем использовать разработанную нами методику балансирования рационов средствами компьютерного моделирования, включающую расчет рецепта балансирующей концентратной добавки на основании потребности животных в энергии и питательных веществах, с одной стороны, и фактического наличия и питательности имеющихся в хозяйстве кормов, с другой. Методика расчета адресных комбикормов-концентратов может быть применена в хозяйствах республики Беларусь, специализирующихся на производстве молока.

• 1. Админ Е. Рациональные способы группирования коров на комплексах / Е Админ, Е. Зюнкина // Молочное и мясное скотоводство. 1977. № 9. С. 13−16.
• 2. Голушко В. М. Физиология пищеварения и кормление крупного рогатого скота / В. М. Голушко, А. М. Лапотко. Гродно: ГГАУ, 2005. 443с.
• 3. Горбунов В. О. О формировании продуктивных групп / В. О. Горбунов // Молочное и мясное скотоводство. 1977. № 12. С. 10−12.
• 4. Иоффе В. Б. Корма и молоко / В. Б. Иоффе. Молодечно: УП «Типография «Победа», 2002. 231с.
• 5. Калашников А. П. Нормы и рационы кормления с.-х. животных / А. П. Калашников, В. И. Фисин. М., 2003. 456с.
• 6. Пестис В. К. Кормление сельскохозяйственных животных: учеб. пособие / В. К. Пестис и др. Минск, 2009. С. 284−315.
• 7. Разумовский Н. П. Кормление молочного скота: научно-практическое издание / Н. П. Разумовский, И. Я. Пахомов и др. Витебск: УО ВГАВМ, 2008. 288с.
• 8. Райхман А. Я. Особенности моделирования рационов кормления в условиях ограниченной кормовой базы / А. Я. Райхман // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства: сб. науч. тр. БГСХА Вып. 8. Ч. 2. 2005. С. 117−120.
• 9. Райхман А. Я. Приемы составления рационов с использованием персонального компьютера: метод. указания / А. Я. Райхман. Горки, 2006. С. 56.