Статьи о содержании КРС на Korovainfo.ru | Классическая теория машинного доения и новые параметры в условиях добровольного роботизированного доения


07.03.2018 Печать

Организация доения животных – задача комплексная. Она остается такой и при использовании роботизированного оборудования. Не стоит рассматривать организацию доения с использованием робота только как замену доярке. Робот - не просто доильный аппарат с автоматической насадкой доильных стаканов, это часть системы. Данная система подразумевает не только автоматизацию самого процесса доения, но и изменение структуры персонала, изменение рабочих процедур, другой подход к содержанию и кормлению животных, изменение принципа взаимодействия с животными.


Процесс доения – это одно из звеньев технологической цепи, отдельная задача. С высокой долей надежности робот позволяет исключить негативное влияние человеческого фактора в этом звене. Это влияние вызвано объективными предпосылками, не один человек не способен выполнять тяжелую физическую работу в сложных условиях одинаково хорошо изо дня в день. Однако для формирования высоких экономических результатов необходимо иметь возможность оценить влияние каждого такого звена на общий результат. Если вносятся коррективы в работу одного звена, то надо понимать влияние обратной связи на другие звенья, участвующее в комплексном процессе.


Задумайтесь, ведь при роботизированном доении живые организмы напрямую взаимодействуют с неживыми. Человек не вступает ежедневно в прямой контакт со всеми животными стада, как это было при традиционном доении, а работает только с животными, показатели которых отклоняются от нормы. В этих условиях важно не только чтобы механическое взаимодействие робота с животным проходило комфортно для самих животных, но и то, чтобы все остальные условия по содержанию и кормлению отвечали физиологическим потребностям животного. Значит и алгоритмы допуска и движения животных должны быть адаптированы для соблюдения этих потребностей.


Принудительное и добровольное доение


Выбор технологии содержания заставляет по-разному решать вопросы посещаемости робота. Нелогично использовать высокоинтеллектуальную роботизированную систему и при этом тратить много труда на стимулирование животных для посещения для доения. Решение вопроса посещаемости может решаться различными способами. Например, в системах принудительного роботизированного доения животное обязано пройти через систему направляющих ворот для того, чтобы попасть, например, в зону отдыха после посещения кормового стола. За кажущейся простотой скрывается и ряд негативных последствий. Это связано с поведенческой моделью животного. В первую очередь животные всегда стараются избегать противостояния с высокоранговыми особями, которое неизбежно возникает в узких местах, тупиковых зонах. В связи с этим они начинают неохотно посещать кормовой стол или оставаться в проходах вместо того, чтобы пройти через направляющие ворота. Что приводит к проблемам с поедаемостью основных кормов, увеличению интервалов между доениями или слишком редкими доениями, что в свою очередь может приводить к значительному снижению удоя. Нерегулярные интервалы между доениями оказывают негативное влияние на здоровье вымени и выработку молока. В условиях подобного содержания оказывается постоянная стрессовая нагрузка на всех животных. А любое стрессовое воздействие влияет на ритмику стада, нарушает его привычный жизненный цикл, в свою очередь снижая продуктивность.


При добровольном доении направляющие ворота отсутствуют. Корова всегда имеет возможность подойти к кормовому столу, зоне отдыха, поилкам или посетить робот. Основным мотиватором для посещения робота является концентрированный корм, который животное получает при доении в роботе.


Добровольное доение позволяет соблюдать индивидуальную кратность доения. Для того чтобы соблюдать нужную кратность, нам необходимо, чтобы животное посещало робот чаще, чем желаемое количество доений. Это нам дает еще один показатель, который очень ярко маркирует поведение животных в конкретной группе или стаде – это количество «холостых заходов» (отказов). Если холостые заходы есть, то это значит, что робот доступен и животные охотно его посещают, если таких заходов мало, значит животные недостаточно замотивированы для посещения. Это может быть вызвано несбалансированным ЧСР (частично смешанный рацион) или объективными препятствиями для посещения (например, те же узкие места, где возникает ранговое противостояние). Производя анализ факторов, которые влияют на холостые заходы и контролируя положительное его значение, мы обеспечиваем индивидуальную кратность доения.


Технологические требования к машинному доению


Процесс доения можно разбить на несколько этапов: вход животного в бокс, очистка и стимуляция вымени, подсоединение доильных стаканов, процесс доения, снятие доильных стаканов, обработка вымени после доения, выход животного из бокса. Эти этапы соответствуют технологическим требованиям к машинному доению, которые основаны на физиологии животного. Основные постулаты:

  • достаточная стимуляция вымени для обеспечения выброса окситоцина;
  • насадка доильных стаканов не позже 60 секунд после начала стимуляции;
  • стабильные пульсация и вакуум в процессе доения;
  • своевременное снятие доильного стакана для предотвращения сухого доения.

Достаточная стимуляция вымени.


Если график молокоотдачи указывает на бимодальный поток молока – это свидетельствует о недостаточной стимуляции вымени. Такой график будет иметь 2 пика, один из которых будет в самом начале доения и вызван током цистернального молока, потом следует спад, а потом новый пик, вызванный током молока из альвеол (см. рисунок в конце материала).


Молоко, находящееся в наполненной четверти вымени, разделяют на три фракции: цистернальное, альвеолярное и остаточное. Цистернальное молоко находится в цистерне и крупных молочных ходах вымени. От свободного тока оно сдерживается сфинктерами соска. Альвеолярное молоко – молоко, которое находится в альвеолах. Оно не может быть извлечено без воздействия гормонов на ткани вымени.


Таким образом, в рефлексе молокоотдачи различают две фазы. Первая фаза —нервная, характеризуется выделением цистернального молока из крупных протоков и цистерн вследствие расслабления сфинктеров соска благодаря нервным импульсам. Вторая фаза — гормональная, характеризуется поступлением окситоцина в кровь, а затем в молочную железу и выведением молока из альвеол и мелких протоков вследствие сокращения миоэпителия под воздействием нейрогуморального механизма. Основное звено в этом механизме — влияние окситоцина на миоэпителий альвеолярного аппарата (на звездчатые клетки).


Ответная реакция молочной железы зависит также от места приложения раздражения. Для полноценной стимуляции важно воздействовать не только на соски, но и на область возле сосков. Рефлекс молокоотдачи при раздражении механорецепторов основания сосков и прилегающей к ней зоны основания вымени выражен интенсивнее: средняя скорость доения выше на 30%, а время доения меньше на 35%, чем при раздражении всей поверхности вымени. Таким образом, если выполнять преддоильную обработку некачественно, не вызывать полноценный рефлекс молокоотдачи, это приведет к потере удоя, увеличению длительности доения, снижению скорости молокоотдачи.


Насадка доильных стаканов не позже 60 секунд после начала стимуляции


Длительность подсоединения доильных стаканов повлияет на удой и длительность доения. Окситоцин действует примерно 4—6 мин, после чего теряет свою активность. Рефлекс молокоотдачи прекращается независимо от того, выдоена корова или нет. Поэтому доильные стаканы следует надевать на соски не раньше и не позднее, чем через 50— 60 с от начала подготовки вымени коровы к доению. Если стимуляция вымени проведена качественно, то к моменту выдаивания цистернального молока начнется отдача альвеолярного молока, таким образом не образуется спад молокоотдачи в процесе доения, вымя лучше выдаивается, общая скорость молокоотдачи за доение выше, общее время доения сокращается.


Стабильная пульсация и вакуум в процессе доения


Повышение вакуума ускоряет отведение молока из доильного стакана, но при низкой скорости молокоотдачи вакуум может приводить к эррозии тканей внутри соскового канала. При этом животное начинает себя беспокойно вести, скидывать стаканы, оно «зажимает» молоко, что может приводить к недодою, чрезмерной длительности доения. Такой же эффект дают и перепады вакуума. Для нормальной работы доильных аппаратов во время доения не должно быть отклонений величины вакуума от установленных инструкций более чем на 0,035 кгс/см.


Изменение фаз пульсаций во время доения оказывает влияние на качество выдаивания. К тому же если фазы пульсации нечеткие и «плавают» во время доения, сокращение фазы отдыха приведет к повреждению вымени. Кровь не успевает отводиться от конца соска, происходит застой крови в районе сфинктера, что мешает току молока и может привести к микроповреждениям тканей.


Своевременное снятие


Холостое доение может принести значительный вред. Передержка доильного аппарата опасна тем, что после окончания молоковыведения, когда сосковая цистерна опорожнена,и вакуум проникает внутрь, это вызовет беспокойство животных, а также может привести к повреждению внутренних тканей и вывороту сфинктера, потере его эластичности. При холостом доении, как и при повышенном вакууме, ткани становятся более уязвимыми для возбудителей мастита из-за эррозии.


Недодой – тоже плохо. Опорожнение альвеолярного отдела вымени стимулирует молокообразование, этому способствует только полное выведение молока. Неполное выдаивание тормозит процесс молокообразования и ведет к постепенному запуску.


Поэтому снять доильные стаканы необходимо не слишком поздно, чтобы избежать холостого доения, но и не слишком рано, чтобы в вымени оставалось не более 10% остаточного молока.


Технологические требования и производительность робота


При роботизированном доении бокс доильного робота может одновременно обслуживать только одно животное. Таким образом животные доятся по очереди круглые сутки. Поэтому длительность каждого доения влияет на то, какое количество животных мы сможем доить одним доильным роботом. На длительность доения влияют как характеристики самих животных (скорость молокотдачи, кратность доения, продуктивность), так и характеристики самого робота.


Вспомним этапы доения в роботе: вход животного в бокс, очистка и стимуляция вымени, подсоединение доильных стаканов, процесс доения, снятие доильных стаканов, обработка вымени после доения, выход животного из бокса. Оптимизация каждого этапа в отдельности может позволить сократить общее время доения. Сокращая длительность одного доения, мы можем обеспечить больше доений в единицу времени, а значит и больше количество животных, которые доятся на роботе. Однако мы должны учитывать взаимное влияние технологических этапов. Какой из этих этапов мы можем ускорить для увеличения производительности?


Мы не можем повлиять на этап обработки после доения, он слишком важен, чтобы его сокращать. Мы можем конструктивно облегчить вход и выход животного из бокса, сократив время на этом. Все остальные этапы мы не можем изменять по времени без соответствующего влияния на физиологические потребности.


Оказалось, что ускорить выполнение всех основных этапов позволяет контроль интервалов между доениями.


Контролировать интервалы для повышения производительности робота


В зависимости от стадии лактации и величины суточного удоя животному требуются различные интервалы между доениями. Эти параметры меняются в течение лактации, поэтому и робот должен постепенно менять допуск животного к доению. Для формирования устойчивой рефлекторно-ассоциативной связи изменение интервалов не должно происходить резко. К тому же резкое изменение количества доений, негативно скажется на здоровье вымени.


С точки зрения производительности робота, для повышения скорости подсоединения доильных стаканов желательно, чтобы вымя при каждом посещении имело одинаковое наполнение и соответственно форму. В этом случае процесс насадки доильных стаканов упрощается и происходит быстрее. В то же время мы не можем допускать слишком длинных интервалов, т.к. чрезмерное увеличение внутривыменного давления отрицательно сказывается на секреторной функции молочной железы.


Получается, что животное должно быть подоено именно в нужный момент времени, с оптимальным наполнением вымени, это удобно для насадки стаканов, повышает скорость молокоотдачи, позволяет выдать нужное количество концентратов и в целом сокращает время, затраченное на доение одного животного.


Довольно комплексная задача, как найти сбалансированное решение? Для этого надо понимать, как происходит накопление молока в вымени.


После доения первые 6 часов молоко в вымени накапливается у разных животных со сходной скоростью, но после 6 часов скорость накопления молока у разных животных начинает отличаться. Поэтому интервал между доениями может быть различный даже для животных одной породы и схожей стадии лактации. Возможность индивидуальной кратности доения является одним из основных преимуществ роботизированного добровольного доения, поскольку для контроля этой величины в системах добровольного доения есть настраиваемый параметр «оптимальный удой за доение». Имея статистику по величине удоя в различные промежутки времни, мы можем начинать доение животного только, если выполнены условия по минимальному интервалу между доениями и наполняемости вымени.


Регулируя параметры интервала и оптимального удоя, мы можем:


  • Доить корову не слишком часто, но не реже, чем порог, вызывающий падение удоя.
  • Лучше раздаивать животных предоставляя более частый доступ к доению в период раздоя.
  • Каждый раз иметь примерно одинаковое наполнение вымени, что ускоряет насадку доильных стаканов.
  • Обеспечить индивидуальную кратность доения для животных разных стадий лактации и продуктивности в одной группе.
  • Увеличить скорость молокоотдачи.
  • Сократить время на стимуляцию вымени.

Последние 2 пункта получили научные подтверждения благодаря проведенным исследованиям.


Оказалось, что интервал между доениями влияет на время, необходимое для стимуляции вымени, достаточного для выработки окситоцина в количестве достаточном для обеспечения равномерного (не бимодального) графика молокоотдачи. Это было доказано Доктором Аленом Дзидичем, который провел соответствующие исследования и опубликовал статью в 2004 году (Dzidic A., Weiss D., Bruckmaier R.M. Oxytocin release, milk ejection and milking characteristics in a single stall automatic milking system // Livestock Production Science. 2004. Vol.86. P.61–68. )


Доктор Дзидич провел исследование влияния длительности стимуляции вращающимися щетками сосков животного в доильных роботах добровольного доения при различных интервалах между доениями.


Как говорилось выше, бимодальный поток отображает 2 пика потока молока и свидетельствует о недостаточном стимулировании вымени до доения. В случае достаточного стимулирования вымени, происходит выброс окситоцина в кровь и молоко из альвеол начинат выходить до того, как будет отведено все молоко из цистерн вымени. В этом случае график молокоотдачи будет выглядеть более равномерно, без спада. Это позволяет снизить количество остаточного молока, при этом минимизировав время доения.


Исследования проводились в Германии на 45 животных симментальской породы на протяжении 3 недель. Снимались показатели молокоотдачи по каждой четверти вымени, брался анализ крови у животных для оценки уровня окситоцина. Оценивалось влияние длительности обработки сосков перед доением с помощью вращающихся щеток на группах животных с различными интервалами между доениями.


Исследования показали, что взаимосвязь между интервалами доения и длительностью обработки для выброса нужного количества окситоцина существует. При низком наполнении вымени (или для животных в конце лактации) необходима более длительная обработка сосков. При нормальном заполнении вымени (более 60%) достаточно 1-2 циклов обработки вымени вращающимися щетками (16-32 секунд), чтобы обеспечить полностью физиологичный метод выдаивания вымени, выброс молока из альвеол и отсутсвие бимодального потока молока. Получается, что чем чаще доятся животные, тем больше времени необходимо на каждую стимуляцию для обеспечения выброса нужного количества окситоцина.


Если настройки допуска к доению заданы правильно, и животные попадают на дойку с оптимальным удоем, то это позволяет высвободить дополнительно до 1,3 часа на один робот. Что можно использовать, например, для увеличения емкости робота на 4 коровы.


Выводы


При добровольном доении мы можем регулировать индивидуальные интервалы между доениями, что позволяет нам сократить длительность предварительной стимуляции и длительность самого доения, при этом увеличивая продуктивность животных. При этом производительность робота будет выше, чем в условиях направленного движения. Таким образом комплексное использование факторов, не зависящих от технических характеристик доильного робота, позволяют повысить производительность всей системы.


Отличные от традиционного доения параметры появляются при использовании технологии добровольного доения: холостые заходы и интервал между доениями. Эти параметры можно измерять, ими можно управлять. Их использование в работе дает преимущества по сравнению с технологией принудительного доения.


Автор: Альберт Фатхутдинов

Ичточник: dairynews.ru

355

Партнеры