LOSS REDUCTION IN HIGH-QUALITY TECHNOLOGY OF HARVESTING HAY UNDER HIGH-MOISTURE CONDITIONS

СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ В ТЕХНОЛОГИИ ЗАГОТОВКИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО СЕНА В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОГО УВЛАЖНЕНИЯ

Научная статья

Юнин В.А. *

ORCID: 0000-0002-8111-1727,

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

* Корреспондирующий автор (sznii2[at]mail.ru)

Аннотация

Технология заготовки сена в рулонах получила широкое применение по всей России, но в регионах Северо-Запада - характерных повышенным увлажнением, получение высококачественного корма из трав затруднительно из-за частых кратковременных дождей, утреней росы. В данной работе рассматривается технология заготовки травяных кормов на сено с использованием оборудования для сушки рулонов сена активным вентилированием. Приведены исследования потерь питательных веществ в процессе сушки в полевых условиях и потери при неблагоприятной погоде.

Ключевые слова: заготовка кормов, сушка, технологический процесс, моделирование, методика.

LOSS REDUCTION IN HIGH-QUALITY TECHNOLOGY OF HARVESTING HAY UNDER HIGH-MOISTURE CONDITIONS

Research article

Yunin V.A. *

ORCID: 0000-0002-8111-1727,

Institute of Agro-engineering and Environmental Problems of Agricultural Production – Branch of the Federal State Scientific Institution Federal Research Institute of Agricultural Mechanization of the Russian Academy of Agricultural Sciences, St. Petersburg, Russia

* Corresponding author (sznii2[at]mail.ru)

Abstract

The technology of harvesting hay in rolls is widely used throughout Russia, but it is characterized by increased moisture in the regions of the North-West, therefore, obtaining high-quality grass food is difficult due to frequent short rains and morning dew. This paper discusses the technology of harvesting grass forage for hay with the help of the equipment for drying hay rolls by active ventilation. Studies of nutrient losses during drying in the field and losses during adverse weather are presented in the work.

Keywords: forage preparation, drying, technological process, modeling, methods.

Введение

Основу кормовой базы хозяйств Северо-Западного региона составляют корма из сеянных и естественных трав, естественные и долголетние культурные пастбища.

За последние годы, достигнутые заготовки травяных кормов не позволяют существенно увеличить производство животноводческой продукции вследствие низкого качества и питательности (более 40...60%) заготавливаемого корма.

Происходящее в настоящее время резкое удорожание зерна и комбинированных кормов, из-за неблагоприятных погодных условия, приводит к существенному увеличению себестоимости молока и мяса продукции. Смягчить отрицательное воздействие этого процесса можно, прежде всего, за счет увеличения в рационе животных доли высококачественных травяных кормов, прежде всего сена, с содержанием протеина не ниже 12%.

Основным требованием для получения высококачественного грубого корма является обеспечение условий для интенсивного обезвоживания скошенной травы при изменчивых погодных условиях.

Материалы и методы исследования

На практике это означает наилучшее использование, не только более, но и менее благоприятных погодных условий. А погода в Северо-Западном регионе России в период сенозаготовки может быть стабильно сухим или с чередованием сухих, пасмурных или дождливых периодов. Притом, согласно многолетним метеоданным, дождливая и пасмурная погода наблюдается гораздо чаще, чем сухая солнечная.

Известно, что необходимым условием для испарения влаги из скошенной травы является подвод определенного количества тепловой энергии к ее поверхности. В этой связи традиционные технологии заготовки сена с сушкой травы до кондиционной влажности в поле являются менее энергоемкими, так как при этом не требуется специальных затрат энергии, кроме “даровых” экологически чистых – солнечной радиации и ветровой энергии. Очевидным преимуществом такой технологии является и то, что появляются возможности заготовки грубого корма высокими темпами, за счет одновременного обезвоживания скошенного растительного сырья на значительных площадях полевых участков. Продолжительность сушки до кондиционной влажности 17% при благоприятной, преимущественно солнечной погоде составляют 2...4 суток (в зависимости от продолжительности солнечных периодов), потери качества корма при этом сравнительно небольшие (Таблица 1).

 

Таблица 1 – Потери качества корма в процессе заготовки сена полевой сушки в благоприятных погодных условиях

Показатели	При продолжительности сушки, ч
	0	24	48	72	96
Влажность растений, %	76-75	62-55	46-35	35-20	20-16
Потери сухого вещества, %	-	1,5-2,5	3,5-5,0	6,5-8,4	10-15
Потери протеина, %	-	8,5-9,2	18-20	25-28	30-40

 

Однако технологиям заготовки сена полевой сушки присущи серьезные недостатки, так как возможности заготовки высококачественного корма при этом всецело зависит от складывающихся погодных условий. При изменчивой погоде продолжительность сушки затягивается до 5-6 и более суток. Чем продолжительнее сушка, тем больше вероятность наступления дождливой погоды, и снижение или полное прекращение влагоотдачи растениями. При медленной сушке клетки растений не способны противостоять поселению многочисленных микроорганизмов и, в первую очередь, плесневых грибков, что приводит к существенному снижению питательной ценности заготавливаемого корма.

Потери качества корма в процессе заготовки сена, с сушкой травы в поле при неблагоприятных погодных условиях (дождь, роса, туман) приведены в таблица 2.

 

Таблица 2 – Потери качества корма в процессе сушки скошенной травы при неблагоприятных погодных условиях

Показатели	При продолжительности сушки, ч
	0	24	48	72	96	120	144	168
Влажность растений, %	75	72-68	65-57	57-50	52-40	48-38	39-22	30-17
Потери сухого вещества, %	-	2-2,5	5-6	7,5-9,6	12-16	18-21	23-28	32-40
Потери протеина, %	-	10-12	20-25	28-32	35-42	47-50	51-53	54-57

 

В дождливую погоду питательная ценность сена теряется также из-за вымывания растворимых компонентов (сахар, азотистые вещества), являющиеся наиболее переваримыми.

Неблагоприятные погодные условия и значительные потери биологического урожая, питательных веществ и витаминов в процессе полевой сушки травы в этих условиях побуждают искать прогрессивные способы получения высококачественного сена в любых погодных условиях. Накопленный опыт свидетельствует, что уменьшить или полностью ликвидировать степень влияния погодных условий и повысить качество заготовляемого сена можно искусственным досушиванием провяленной в поле травы в стационарных условиях.

Процесс заготовки сена, таким образом, делится на два этапа: первый – полевой (скашивание травостоя и провяливание до заданной влажности) и второй – стационарный (досушивание с последующим хранением). От качества и своевременности выполнения указанных операций в значительной степени зависит полнота сбора выращенного урожая, затраты топлива на технологические операции, величина потерь растительного сырья и накопленных в нем во время роста питательных и биологически активных веществ.

Одним из условий заготовки высококачественного сена является правильное решение вопроса о том, до какой влажности необходимо осуществлять провяливание скошенной травы в поле. От решения данного вопроса во многом зависят энергетические и качественные показатели заготавливаемого корма и его себестоимость.

В настоящее время в хозяйствах Северо-Западного региона России досушиванию подвергают исключительно глубокопровяленное (влажностью 30…35%) растительное сырье. В этом случае основная часть удаляемой влаги (табл.3) испаряется с поверхности прокосов за счет использования естественных энергоисточников и только около 15% этой влаги – за счет использования электроэнергии в установках активного вентилирования.

 

Таблица 3 – Количество влаги, подлежащей испарению из свежескошенной травы для получения 1т. сена

Провяливание в поле до влажности, %	Влага, подлежащая удалению, кг/т сена
	провяливание	досушивание
70	553	1767
65	949	1371
60	1245	1075
55	1476	844
50	1660	660
45	1811	509
40	1937	383
35	2043	277
30	2134	186

 

Процесс заготовки, при котором досушиванию подвергают растительное сырье, подсушенное в поле до влажности 30…35%, является наименее энергоемким. В случае преобладания сухой солнечной погоды, такая технология позволяет за агротехнический срок (130…150ч.) досушить провяленную траву до кондиционной влажности, израсходовав в среднем 40…60 кВт.ч. электроэнергии на тонну сена.

Кроме того, в условиях, благоприятных для сушки растительного материала, к началу автолиза влажность его настолько снижается и продолжает снижаться быстрыми темпами, что гидролитические процессы сильно ограничиваются. И, наоборот, при медленной сушке, связанной с увлажнением сырья за счет осадков, росы или гигроскопической влаги, прекращающаяся в подсохших растениях ферментативная деятельность (сдерживаемая недостатком влаги) вновь интенсифицируется. Теряются сухое вещество и витамины от воздействия воды, солнца и микроорганизмов.

В результате действия физиолого-биологических процессов суммарные потери сухого вещества при сравнительно быстром провяливании бобовых трав в поле до влажности примерно 35% составляют около 12% (табл.1). При медленном провяливании в неблагоприятных погодных условиях эти потери увеличиваются до 30% (табл.2), то есть почти в 2,6 раза. При этом потери сухого вещества только на дыхание растений составляют, соответственно, 4,5 и 8,5%.

Сено, заготовленное в плохую погоду из длительно провяленной в поле травы, не может удовлетворять потребности животных в необходимых питательных веществах. При этом рацион требуется сбалансировать, прежде всего, за счет концентрированных кормов.

Отсюда следует, что с целью увеличения сбора высококачественного сена с единицы площади сенокосных участков, лучшего сохранения питательных веществ, накопленных в период вегетации растений, сокращения расхода топлива на выполнение технологических операций (за счет заготовки меньшего количества качественного сена) необходимо сократить продолжительность нахождения скошенной травы в поле. Для достижения этой цели следует подвергать консервации растительное сырье влажностью не ниже 30…35%, при условии благоприятной, преимущественно солнечной погоды.

Таким образом, научно-обоснованными предельными значениями влажности растений в процессе провяливания, в зависимости от погодных условий являются 30…35% (бобовых до 40%).

При выборе оборудования для досушивания провяленной травы рациональнее пользоваться такими критериями, как возможность получения корма с максимальным сохранением в нем питательных веществ при возможно меньшем удельном расходе энергии на процесс. Такое сушильное оборудование должно обладать простой конструкцией и удобством обслуживания.

В последнее время наибольшее распространение (около 90%) [5,6,7] получил способ заготовки сена, прессованного в рулоны. Это обусловлено, прежде всего, возможностью полной механизации всех технологических операций по подбору, транспортировке и укладке его на хранение с использованием простых, надежных, высокопроизводительных машин. В ИАЭП филиале ФГБНУ ФНАЦ ВИМ создан экспериментальный образец сушильной установки для досушивания рулонного сена и определены оптимальные параметры: влажность растительного сырья – до 35%, плотность прессования – 140-150 кг/м³, температура теплоносителя – до 50 ⁰С, скорость фильтрации теплоносителя через слой – 0,20-0,50 м/с в зависимости от влажности сена.

Наименее энергоемким, как было изложено выше, является процесс заготовки с использованием атмосферного не подогретого воздуха. Однако анализ возможностей использования атмосферного воздуха для интенсивной сушки в условиях Северо-Западного региона позволяет сделать следующие выводы:

- поглощение воздухом влаги (в среднем 0,6…0,9 г/м³) незначительно, что определяет небольшую скорость сушки;

- слишком длительный процесс сушки из-за небольшого влагопоглощения влажного воздуха приводит к значительным потерям сухого вещества и снижению качества заготавливаемого сена;

- для сокращения общей продолжительности сушки и гарантированного получения высококачественного сена в любых погодных условиях требуется увеличить влагопоглотительную способность продуваемого через рулон атмосферного воздуха.

В то же время, следует отметить, что в этом случае подогревать вентилируемый воздух выше 45…50 ⁰С недопустимо, так как проходя через толстый слой прохладного сырья, воздух в нижней части слоя интенсивно поглощает влагу, а в верхней части эта влага конденсируется, способствуя плесневению и порче корма. Поэтому рулонное сено досушивают провяленную только до 35% влажности.

В случае невозможности полевого провяливания травы до 35%, следует обратить внимание на другие виды корма (силос, сенаж).

Переход хозяйств Северо-Западного региона на заготовку сена по вышеуказанным способам создают условия для гарантированного получения высококачественного корма в любых погодных условиях.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Попов В. Д. Основы управления технологиями низкотемпературной сушки растительной стебельчатой массы / В.Д. Попов, М.Ш. Ахмедов, А.И. Сухопаров и др. - ИАЭП. 2017. 142 с.
2. Валге А. М. Оптимизация транспортных потоков при заготовке кормов из трав / А. М. Валге, Э. А. Папушин, А. В. Зыков и др. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2015. – №87. – С. 116 – 122.
3. Зыков А.В. Эффективность применения химических консервантов при заготовке кормов трав, прессованных в рулоны / А.В. Зыков, В.А. Юнин, А.М. Захаров // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2018. – №96. – С. 138 – 145.
4. Кузнецов Н.Н. Обоснование способа досушивания провяленной и прессованной в рулоны травы / Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. № 78. С. 119-124
5. Попов В.Д. Технологии заготовки высококачественного сена в рулонах / Попов В.Д., Кузнецов Н.Н. // В сборнике: Экология и сельскохозяйственная техника Материалы 5-й международной научно-практической конференции: в 3-х томах. РАСХН. 2007. С. 107-110.
6. Зыков А.В. Эффективность химических консервантов при заготовке прессованного в рулоны сена повышенной влажности / А.В. Зыков, В.А. Юнин, А.М. Захаров // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. № 98. С. 133-140.
7. Зыков А.В. Использование робототехнических средств в АПК / А.В. Зыков, В.А. Юнин, А.М. Захаров // Международный научно-исследовательский журнал. № 3 (81). С. 8-11.
8. Терентьев А.В. Прогнозирование и контроль влажности растительной массы при заготовке кормов / А.В. Терентьев, А.В. Зыков // Кишоварз. № 4. С. 37-38.
9. Попов В.Д. Новые технологии заготовки кормов / В.Д. Попов, А.Н. Перекопский, В.Н. Горнак // Механизация и электрификация сельского хозяйства. № 12. С. 16-17.
10. Могильницкий В.М. Технологические аспекты развития механизации послеуборочной обработки семян многолетних трав в северо-западном регионе РФ / В.М. Могильницкий, А.Н. Перекопский // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. № 83. С. 26-37.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Popov V. D. Osnovy` upravleniya texnologiyami nizkotemperaturnoj sushki rastitel`noj stebel`chatoj massy`[Fundamentals of technology management of low-temperature drying vegetable stalked mass] / V.D. Popov, M.Sh. Axmedov, A.I. Suxoparov and others - IAE`P. 2017. 142 p. [in Russian]
2. Valge A. M. Optimizaciya transportny`x potokov pri zagotovke kormov iz trav [Optimization of traffic flow when forage from grasses] / A. M. Valge, E. A. Papushin, A. V. Zy`kov and others // Texnologii i texnicheskie sredstva mexanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva [Technologies and technical means of the mechanized crop production and livestock]. – 2015. – №87. – P. 116 – 122. [in Russian]
3. Zy`kov A.V. E`ffektivnost` primeneniya ximicheskix konservantov pri zagotovke kormov trav, pressovanny`x v rulony` [Efficacy of chemical preservatives with fodder grasses, pressed into rolls] / A.V. Zy`kov, V.A. Yunin, A.M. Zaxarov // Texnologii i texnicheskie sredstva mexanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva [Technologies and technical means of the mechanized crop production and livestock]. – 2018. – №96. – P. 138 – 145. [in Russian]
4. Kuzneczov N.N. Obosnovanie sposoba dosushivaniya provyalennoj i pressovannoj v rulony` travy` [Justification of the method of drying dried and pressed grass rolls] / Texnologii i texnicheskie sredstva mexanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotno-vodstva [Technologies and technical means of the mechanized crop production and livestock]. 2006. № 78. P. 119-124 [in Russian]
5. Popov V.D. Texnologii zagotovki vy`sokokachestvennogo sena v rulonax [High quality hay harvesting technology in rolls] / V.D. Popov, N.N. Kuzneczov // V sbornike: E`kologiya i sel`skoxo-zyajstvennaya texnika Materialy` 5-j mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferenci[Ecology and agricultural technology Materials of the 5th international scientific-practical conference]i: v 3-x tomax. RASXN. 2007. P. 107-110. [in Russian]
6. Zy`kov A.V. E`ffektivnost` ximicheskix konservantov pri zagotovke pressovannogo v rulony` sena povy`shennoj vlazhnosti [The effectiveness of chemical preservatives in the preparation of compressed baled hay high humidity] / A.V. Zy`kov, V.A. Yunin, A.M. Zaxarov // Texnologii i texnicheskie sredstva mexanizirovan-nogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva [Technologies and technical means of the mechanized crop production and livestock]. 2019. № 98. P. 133-140. [in Russian]
7. Zy`kov A.V. Ispol`zovanie robototexnicheskix sredstv v APK [The use of robotic tools in the agricultural sector] / A.V. Zy`kov, V.A. Yunin, A.M. Zaxarov // Mezhdunarodny`j nauchno-issledovatel`skij zhurnal [International Research Journal]. 2019. № 3 (81). P. 8-11. [in Russian]
8. Terent`ev A.V. Prognozirovanie i kontrol` vlazhnosti rasti-tel`noj massy` pri zagotovke kormov [Prediction and control of moisture of the plant mass when preparing fodder] / A.V. Terent`ev, A.V. Zy`kov // Kishovarz [Kishovarz] 2012. № 4. P. 37-38. [in Russian]
9. Popov V.D. Novy`e texnologii zagotovki kormov [New technologies of feed preparation] / V.D. Popov, A.N. Perekopskij, V.N. Gornak // Mexanizaciya i e`lektrifikaciya sel`skogo xozyajstva [Mechanization and electrification of agriculture]. 2004. № 12. P. 16-17. [in Russian]
10. Mogil`niczkij V.M. Texnologicheskie aspekty` razvitiya mexani-zacii posleuborochnoj obrabotki semyan mnogoletnix trav v severo-zapadnom regione RF [Technological aspects of the development of mechanization of post-harvest processing of seeds of perennial grasses in the north-western region of the Russian Federation] / V.M. Mogil`niczkij, A.N. Perekopskij // Texnologii i texnicheskie sredstva mexanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva [Technologies and technical means of the mechanized crop production and livestock]. 2012. № 83. P. 26-37 [in Russian]