O fermă de lapte ( fermă de lapte [1] ) este o întreprindere agroindustrială care produce lapte crud , în principal din vaci de lapte , precum și din capre , oi , cai , cămile și alte animale de fermă .
Vitele sunt principalele specii de animale din fermele de lapte: vacile furnizează peste 500 de milioane de tone de producție anuală globală de lapte (2014), bivolii - aproximativ 100 de milioane de tone (în principal în India ); producția mondială anuală de lapte de capră este de 18 milioane de tone, cea de oaie este de 10 milioane de tone [2] . Fermele, de regulă, păstrează animale pe tot parcursul ciclului lor biologic, organizarea întreprinderilor urmărește de obicei nevoia de păstrare și îngrijire separată a animalelor de diferite grupe de vârstă . Varietatea tehnologiilor de întreținere și service variază în funcție de mărimea fermelor, de mijloacele disponibile de mecanizare și automatizare, precum și de condițiile naturale și climatice; serviciul include astfel de operațiuni precum mulsul , hrănirea , curățarea gunoiului de grajd, serviciul veterinar . Laptele produs la fermele moderne de lactate este supus prelucrării primare , după care este trimis cu transport special către întreprinderile din industria laptelui ( fabrici de lapte, fabrici de brânzeturi, fabrici de unt, fabrici de conserve de lapte); unele întreprinderi prelucrează la faţa locului materiile prime produse sau o parte din ele.
În economia produselor lactate principalul cost care limitează amploarea întreprinderii este livrarea de furaje voluminoase, dimensiunea optimă a fermei este în mare măsură determinată de acest factor (împreună cu oportunitățile de comercializare). De la sfârşitul secolului al XX-lea, a existat o tendinţă globală de consolidare a fermelor de lapte.
Principalii indicatori specifici ai activității fermelor de lapte sunt numărul de animale furajere (vaci de lapte sau alte animale de lapte), producția de lapte (cantitatea totală de lapte produsă pe an), producția de lapte pe cap pe an, costul unitar al masei de lapte ( de regulă, cu reducerea la conținutul standard de grăsime, de exemplu, 3,5%), costul unui cap de urmas . Fermele de lapte se caracterizează printr-o distribuție inegală a valorilor indicatorilor pe sezon, astfel încât valorile anuale sunt utilizate pentru analiza comparativă.
Costurile de capital pentru crearea și reconstrucția fermelor de lapte sunt asociate în principal cu construcția de instalații, achiziționarea de terenuri (în special pentru fermele cu teren propriu de pășunat și câmpuri pentru creșterea furajelor), cu achiziționarea de echipamente de muls, furaje și dejecții. , echipamente pentru depozitarea și prelucrarea primară a laptelui, unele ferme își achiziționează propriile camioane pentru lapte și alte transporturi. Printre costurile de exploatare se numără costurile cu furajele, în primul rând livrarea acestora, precum și cheltuieli mari - energie electrică (în special în fermele cu echipamente frigorifice puternice , cu sisteme mecanice de hrănire și îndepărtare a gunoiului de grajd), salariile personalului și serviciile veterinare. Fermele de lactate primesc venituri în principal din vânzarea laptelui sau a produselor lactate produse local, o mică parte din veniturile din vânzarea puilor sau a taurilor îngrășați, din vânzarea subproduselor obținute în timpul întreținerii ( lână , păr ) și ca urmare de sacrificare și mortalitate ( piei , grăsimi tehnice, coarne , copite , organe ); unele ferme câștigă și din gunoi de grajd , biogaz . Rentabilitatea investiției fermelor de lapte este una dintre cele mai scăzute din sectorul agroindustrial, o nouă fermă mare se amortiza în aproximativ 15 ani [3] .
Mărimea fermelor este determinată de factori economici, pe de o parte, o scădere a costurilor interne specifice pe unitatea de producție cu o creștere a efectivelor, pe de altă parte, a volumelor disponibile de investiții , o cerere cantitativă limitată de sus pentru produse din regiune de producție, precum și o creștere a costurilor externe cu creșterea efectivelor de animale, în principal pentru furajele de livrare, al căror cost unitar crește odată cu creșterea volumelor necesare [4] . Pe lângă eventualele probleme cu aprovizionarea cu alimente, dimensiunea poate fi afectată de restricții de natură veterinară (în special, costurile în creștere ale prevenirii epizootiilor , care în unele cazuri necesită soluții complexe, până la crearea de goluri sanitare).
Factorul de apropiere de consumatorii de produse a fost hotărâtor până în anii 1920 - 1930, până la apariția purtătoarelor de lapte cu rezervoare izolate termic, odată cu apariția ulterioară a vehiculelor frigorifice , a devenit și mai puțin semnificativ; cu toate acestea, economiile de scară au devenit mai semnificative odată cu creșterea nivelurilor de mecanizare și automatizare a fermelor . În anii 1970, în timp ce în întreaga lume predominau fermele mici de lapte, în URSS au apărut ferme gigantice , printre care există o fermă în regiunea Tambov de 4 mii de capete și firma agricolă Shchapovo de 2 mii [5 ] De-a lungul timpului, tendința de extindere a întreprinderii s-a extins și în alte țări, de exemplu, în Statele Unite , cel mai mare producător de lapte din lume, între 1970 și 2015, dimensiunea medie a animalelor în ferme a crescut de la 19 la 125 de vaci și mai mult de jumătate din producție de anii 2000 s-au concentrat pe întreprinderi cu un efectiv de peste 1.000 de animale, au apărut ferme pentru 20 de mii de vaci (Dugan Brothers, Arizona , 2015), iar crearea unei noi ferme cu mai puțin de 2,5 mii de capete a fost considerată inutilă din punct de vedere economic la mijlocul -2000 [4] . Începând cu anii 1990-2000, ferme cu dimensiuni variind de la o mie de capete au fost construite și în Europa de Vest , unde este tipică o strategie de creștere treptată a capacității.
Structura magazinului unei ferme de lapte este de obicei organizată în contextul ciclului biologic al animalelor. Pentru bovine, există trei sectoare principale - puietul de înlocuire, junincile primului vițel și producția; dacă la întreprindere se îngrășează tauri, atunci se alocă și sectorul de îngrășare [6] .
În magazinele din sectorul animalelor tinere de înlocuire, animalele sunt ținute de la naștere ( viței ) până la juninci de șapte luni de sarcină. Numărul de ateliere este determinat în funcție de amploarea fermei și de caracteristicile tehnologice; în fermele mari din sectorul de înlocuire a animalelor tinere pot fi alocate șapte ateliere corespunzătoare diferitelor grupe de vârstă. Primul atelier la care merg vițeii nou-născuți este un dispensar, unde sunt ținuți în primele 10-15 zile de viață pe așternut abundent de paie și sunt serviți cu hrănire individuală [7] . Vițeii de lapte sunt ținuți în magazinul alăturat, unde pot fi aplicate sisteme automate de adăpare. În atelierele de înlocuire a animalelor tinere din grupurile mai în vârstă se utilizează un sistem de adăpostire liberă. Începând din luna a 15-a, junincile sunt însămânțate , iar în luna a 7-a sunt transferate în sectorul următor.
Primul atelier în sectorul junincilor - pregătire pentru fătare . În atelierul de fătare, unde junincile primului vițel se află în fazele de adâncime, fătare și nou-născut, sunt alocate secțiunile corespunzătoare (prenatală, naștere, postnatală). La 10-15 zile de la fătare, junincile primului vițel intră în atelierul de muls și inseminare, apoi merg la magazinul de verificare a primei juninci, unde sunt verificate pentru producția de lapte, adecvarea pentru mulsul la mașină.
Ateliere din sectorul de producție pentru bovine - vaci uscate, fătare, muls și însămânțare a vacilor, producție de lapte. Întrucât funcțiile magazinelor de pregătire pentru fătare, fătare și muls sunt similare cu funcțiile magazinelor similare din sectorul junincilor de prim-vițel, acestea sunt combinate în ferme mici [8] .
În sectorul îngrășării se disting în mod tradițional trei ateliere - creșterea, creșterea și îngrășarea finală, dar se poate alege un alt aparat în funcție de tehnologia aleasă.
Varietatea tehnologiilor de producție a laptelui se bazează pe o combinație de sisteme posibile, modalități și metode de întreținere, precum și principii, metode și metode de întreținere. Combinațiile raționale de tehnologii de întreținere și servicii depind de mulți factori, inclusiv oportunitățile de investiții, dimensiunea fermei, condițiile naturale și climatice, disponibilitatea furajelor și a pășunilor, costul muncii manuale și caracteristicile comportamentale ale rasei de animale utilizate. .
Două sisteme opuse de întreținere - pășune, în care se organizează pășunatul constant al vitelor pe pășuni , și șeptel fără grajd cu păstrarea animalelor în hambare ( staje , stâne , șopron ). O opțiune intermediară este un sistem de grajdă-pășune, când animalele pasc în timpul zilei, iar în restul timpului sunt într-o grajdă ; sunt posibile variante de organizare a unei tabere de vară (în cazul pășunilor îndepărtate). Cu sistem de plimbare cu tarabe, se organizează zone de plimbare sau curți de hrănire, la care se aduce masă verde proaspăt tăiată.
În general, formele de adăpostire pentru pășunat asigură costuri relativ scăzute ale furajelor, productivitate mai mare și o sănătate mai bună a animalelor [9] . Uneori sistemul de pășunat este folosit doar pentru animalele tinere de înlocuire, în timp ce restul efectivului este adăpostit în boxe. Printre dezavantajele formelor de pășune se numără o posibilă deficiență nutrițională (animalele trebuie hrănite și acest lucru necesită costuri organizaționale suplimentare), și formele mixte, mai ales atunci când pășunile sunt schimbate sezonier în boxe, costul restructurării proceselor de management al efectivelor, tulburări digestive temporare în animale din cauza modificării tipurilor de furaje și a reducerilor temporare ale producției de lapte.
Modul clasic de păstrare este legat, atunci când animalele sunt fixate într-o zonă mică și legate de un hrănitor individual.
Locuința liberă asigură circulația liberă a animalelor într-o secțiune relativ mare sau în întreaga incintă, animalele pot ocupa orice loc pentru hrănire și odihnă, în timp ce sunt posibile diverse soiuri - cu boxe combinate, cu boxe individuale pentru odihnă animalelor, fără boxe. Principalul dezavantaj al metodei libere este competiția vacilor pentru hrană, atunci când indivizii mai agresivi și, de regulă, mai puțin productivi îi obligă pe cei mai calmi, însă, în condiții de abundență de hrană, această problemă nu este observată [10] . Locuința liberă este considerată a fi o modalitate mai modernă și mai eficientă, cu toate acestea, tranziția către aceasta este adesea însoțită atât de complicații de proiectare, cât și de organizare (necesită un studiu atent al reamenajării, recalcularea standardelor pentru furaje și gunoi, recalificarea personalului) [11] . Există, de asemenea, metode combinate de păstrare, atunci când animalele sunt fixate temporar în apropierea unui hrănitor individual și, dacă este necesar, eliberate; pentru aceasta, se folosesc diferite tipuri de lese automate și dispozitive automate de blocare a combibox.
Principalele metode de păstrare sunt așternutul (pe un așternut înlocuibil sau neînlocuitor ) și fără așternut (pe podele solide sau fante). Caracteristica principală a așternutului este capacitatea sa de absorbție a umidității, cu cât este mai mare, cu atât este mai eficientă, acest lucru este deosebit de important pentru bovine, care excretă aproximativ 20 de litri de urină pe zi. Ca aşternut se folosesc paie , turbă , rumeguş , mai rar nisip . În funcție de material și de doza de aplicare, așternutul poate fi schimbat de la două ori pe zi la o dată pe lună; așternutul neînlocuitor se păstrează pe toată perioada de păstrare a animalelor în secțiunea [12] .
În metoda fără pat cu pardoseli solide, un rol important îl joacă selecția unui material care oferă conductivitate termică scăzută , rezistență , anti-alunecare , rezistență la apă , rezistență la lichide agresive (urină, dezinfectanți ) și curățare. O podea cu șipci este de obicei utilizată pentru locuințe libere, lățimea șipcilor și distanța dintre ele pentru o astfel de podea sunt selectate astfel încât fecalele animalelor să cadă cu ușurință într-o astfel de podea, fără a provoca deteriorarea membrelor. animalelor. Sub grilajele pardoselii din grătare sunt organizate canale prin care deșeurile sunt îndepărtate prin gravitație; în acest caz, o complicație tehnologică poate fi un nivel ridicat de umiditate al gunoiului de grajd (până la 95% sau mai mult), ceea ce face dificilă procesarea și utilizarea [13] .
Principiul serviciului este o abordare a operațiunilor de deservire care poate fi individuală, atunci când se iau în considerare caracteristicile fiecărui animal, sau de grup, atunci când se formează grupuri de animale cu caracteristici similare și acestea sunt servite după un singur standard. Există opțiuni de compromis - individual-grup, atunci când, de exemplu, într-un grup, hrănirea cu siloz este standardizată (aceeași porție pentru toate animalele), iar selecția și doza de furaj concentrat sunt individualizate [14] .
Într-un grup, sunt selectate animale care se află într-un stadiu apropiat al ciclului biologic și au caracteristici similare în ceea ce privește productivitatea. După etapele ciclului biologic, se consideră oportun ca o vacă mare să se afle în aceeași grupă de vaci, diferența dintre fătare în care nu depășește 21 de zile. În plus, pentru gruparea animalelor se pot folosi următoarele semne: debitul de lapte, vârsta, greutatea, cel mai simplu mod de grupare este considerat a fi asocierea animalelor în funcție de stadiul de lactație [15] .
Metoda de serviciu determină organizarea fiecărui tip de operațiuni de serviciu - acestea se pot desfășura la posturi de serviciu dedicate, la locul de deținere; în același timp, o parte din operațiuni pot fi efectuate la posturi (de exemplu, mulsul în sala de muls), iar unele - la locul de detenție (de exemplu, hrănirea și udarea în combibox cu auto-tethers). Totodată, posturile de serviciu pot fi organizate atât sub formă de secții în încăperile în care sunt ținute animalele, cât și în încăperi separate sau chiar structuri. O soluție tehnologică importantă pentru posturile de serviciu este alegerea unei metode de livrare a animalelor către acestea; este posibil să se organizeze atât organizarea mișcării independente a animalelor, cât și utilizarea transportului cu benzi transportoare. Există diverse soluții de transport, există opțiuni atunci când animalele sunt forțate să se deplaseze independent urmând transportorul de alimentare sau alimentatorul suspendat la posturile de serviciu, a existat un design cu un transportor inel sub forma a două rânduri de boxe care se rotesc pe o platformă șină . cu un alimentator între rânduri cu unități fixe de muls și dozatoare pentru concentrate și furaje (ciclul de muls pe un astfel de transportor cu diametrul de aproximativ 50 m durează 2 ore), s-au elaborat soluții cu menținerea animalelor în cărucioare cu echipament complet pt. păstrare (hrănitor, adăpator, rezervor de colectare a fecalelor), mutat pentru întreținere pe șine în posturi de serviciu în cascadă (la unul dintre posturi se golește rezervorul de colectare a gunoiului de grajd, la celălalt se realizează hrănirea, la următorul - muls) [ 16] . Printre posibilele probleme cu unele tipuri de transportoare se numără hipodinamia animalelor, care este plină de tulburări funcționale corespunzătoare și, în cele din urmă, o scădere a productivității.
Cele două metode principale de servire a animalelor sunt serviciul de chelner și self service. Prima opțiune, când însoțitorii trebuie să contacteze direct fiecare animal pentru a efectua majoritatea operațiunilor la locul de detenție, predomină în fermele mici, precum și în metoda legată. Self-service folosește tehnici de automatizare: autoalimentatoare, adăpatoare automate, roboți de muls; pe măsură ce tehnologiile de automatizare pătrund, crește numărul operațiunilor de autoservire, în legătură cu care se modifică structura de calificare a personalului și crește urgența de scalare a economiei.
Productivitatea animalelor este determinată mai mult de jumătate de hrănire; pentru bovine - 60% din costul de producție este costul furajelor, iar 40% din costurile forței de muncă sunt legate de hrănire [17] . Cele trei moduri principale de hrănire în fermele de lapte sunt separate (când animalele sunt hrănite mai întâi cu furaje suculente, apoi concentrate), întregi (furnizarea unui amestec complet de furaje), combinate (când partea principală este hrănită sub formă de amestec de furaje). , dar o parte din furaj și aditivii sunt dați separat). În ciuda costurilor mai mici cu metoda separată, are dezavantaje precum pierderi mari (în special, până la 15-20% din furajele suculente hrănite separat nu sunt consumate de bovine) și riscul de acidoză și chiar cetoză atunci când sunt hrănite concentrate. separat [18] .
Principalele metode de alimentare a furajelor sunt rutiere ( mașini electrice autopropulsate , tractoare cu remorci de distribuție), un sistem de transportoare transportoare, echipamente tehnice mobile cu libertate limitată de mișcare (de exemplu, dozatoare care se deplasează de-a lungul unui monorail ), opțiunile combinate sunt posibil (de exemplu, atunci când un tractor livrează furaje, dar le distribuie în funcție de alimentatoare individuale (conveior staționar). Echipamentele de dozare pot fi echipate cu mixere care asigură prepararea amestecurilor de furaje imediat înainte de servire. Cele mai complexe decizii în procesul de organizare a furajelor sunt asociate cu individualizarea hrănirii cu concentrate, una dintre opțiunile pentru o astfel de organizare poate fi instalarea de stații automate de hrănire cu sistem de recunoaștere a animalelor [19] .
Un proces separat în hrănire este adăparea animalelor, nevoia lor principală de apă apare după muls (în special, o vacă după muls bea apă într-o treime din necesarul zilnic). De obicei se organizează boluri de băut, oferind animalelor acces individual sau de grup, alimentate cu un sistem automat de alimentare cu apă centralizat. Apa necesită și pregătire, în special, este important să se asigure încălzirea acesteia, pentru care se poate folosi căldura din laptele răcit [20] . Animalele tinere sunt hrănite cu colostru (primele zile), lapte sau înlocuitori de lapte integral, amestecuri lapte-hrană, care pot fi hrănite și prin sisteme automate de hrănire și stații automate de hrănire.
Principala metodă de muls în fermele medii și mari de la mijlocul secolului al XX-lea a fost mulsul automat , folosind mașini de muls instalate de specialiști - operatori de muls mașini , sau sisteme complet robotizate . Înainte de muls, operatorul sau robotul se pregătește (spălarea și ștergerea ugerului , mulgerea primelor porțiuni de lapte), care durează până la 50 de secunde, mulsul la mașină durează 4-8 minute, după oprirea mașinii și îndepărtarea paharelor pentru tetine. (la unele instalatii aceasta actiune se realizeaza automat) mameloanele sunt dezinfectate. Se consideră important să se organizeze hrănirea și adăparea imediat după muls în așa fel încât vacile să nu stea culcate cât mai mult timp posibil, ceea ce reduce riscul ca murdăria și microflora dăunătoare să intre în tetine cu canale deschise [21] .
Cea mai eficientă organizare a procesului de muls din punct de vedere al costurilor cu forța de muncă și al calității laptelui prevede construirea de saloane specializate de muls cu alimentare cu lapte către o conductă centralizată de lapte. Există mai multe tipuri de mașini de muls pentru saloane; în tandem, heringbone, instalații paralele, vacile sunt mulse în mașini individuale amplasate pe ambele părți ale șanțului, în care operatorul lucrează și instalează mașini de muls, în primul sistem mașinile sunt amplasate paralel cu șanțul, în al doilea - la un unghi de 30 ° sau 60 °, în al treilea - perpendicular pe șanț (se folosește o poartă rotativă, care întoarce animalele cu ugerul spre operator). În fermele mari sunt utilizate pe scară largă sistemele de muls carusel , în care animalele sunt așezate pe o platformă rotundă rotativă, operatorul, în funcție de proiectare, poate fi în raza interioară sau în afara platformei. Sistemul de carusel a fost inventat în SUA în anii 1930, dar s-a răspândit în Europa de Vest, Australia și Noua Zeelandă abia din anii 1960 [22] , la începutul anilor 1980 sistemul de carusel a apărut și în URSS - a fost instalat pe unul. dintre cele mai mari ferme de lapte din lume din acea vreme " Shchapovo " [23] .
Stațiile de muls robotizate sunt de obicei organizate sub formă de cutii în care se furnizează hrană concentrată animalelor care intră în ele, după care acestea sunt blocate și poziționate, apoi ugerul este spălat cu ajutorul manipulatorului , după care manipulatorul este adus deja odată cu mulsul. mașină, iar cu ajutorul poziționării laser la muls ochelarii sunt așezați succesiv pe mameloanele animalului, dacă dispozitivul nu se instalează, atunci robotul repetă încercările de mai multe ori. Primele porții de lapte sunt deviate automat într-un rezervor separat, producția principală de lapte este trimisă la conducta de lapte, la sfârșitul procesului, paharele sunt îndepărtate automat de pe animal și ugerul este dezinfectat. Pentru bovine, o cutie robotizată poate servi 50-70 de vaci, respectiv, pentru un efectiv mai mare este nevoie de un număr multiplu de boxe [24] . Stațiile de muls robotizate vă permit să eliminați complet munca manuală de contact a operatorului în timpul mulsului, dar economiile totale ale costurilor de timp sunt de numai 10-50%, deoarece necesitatea de a asigura mișcarea vacilor rămâne, costurile controlului tehnologic și echipamentelor . cresterea intretinerii . Cu adăpostirea bovinelor libere, cu acces gratuit la o stație de lucru robotizată, până la 15% dintre vaci trebuie aduse pentru muls din cauza lipsei de motivație la unele animale , dar majoritatea animalelor realizează în mod independent nevoia naturală de muls și, în medie, 2,6– De 2,7 ori pe zi vizitează un robot de muls, iar cei mai productivi indivizi - de până la 5 ori pe zi [25] .
Instalare în oase la un unghi de 60° ( Kibbutz Gezer )
Instalarea grupului de muls în sistemul de heringbone la un unghi de 60°
Sală de muls cu sistem „paralel” într-o fermă de lapte de capră
Oile de lapte pe un carusel care mulg într-o fermă franceză din Aveyron
Stație de muls robotizată DeLaval