система и способ кормления птицы

Формула изобретения

1. Система кормления птицы, содержащая технологическую линию кормления с блоком управления, выполненным с возможностью управления процессом формирования и раздачи кормовой смеси, и размещенной вдоль и над ней на регулируемой высоте системой линейных светильников, отличающаяся тем, что линейные светильники выполнены с возможностью ориентированно направленного узкоспектрального потока оптического излучения и соединены с блоком управления, который дополнительно снабжен программой управления световыми параметрами линейных светильников.

2. Способ кормления птицы, заключающийся в том, что формируют и раздают кормовую смесь посредством технологической линии кормления с блоком управления, отличающийся тем, что стимулируют биологические ритмы кормовой активности и покоя птицы путем изменения уровня освещенности зон кормления и покоя, при этом уменьшают уровень освещенности технологической зоны кормовой активности перед раздачей корма и увеличивают ее в момент раздачи кормовой смеси, а формируют биологические ритмы кормовой активности и покоя путем изменения направленности потока оптического излучения, уровней освещенности и спектра видимого излучения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к птицеводству, и предназначено для создания системы и способа для кормления различных пород птиц при клеточном или напольном содержании птиц с использованием оптимальной стимуляции физиологических процессов в организме птицы.

В авторском свидетельстве СССР N 1561928 описаны установка для освещения, которая содержит установленную вдоль клеток систему источников света, и способ ее работы. При включении такой системы источников света объем клеток освещен неравномерно. Всегда имеют место некоторое затемнение объема каждой клетки и одинаково высокая освещенность зоны кормовой активности и зоны покоя и отдыха птицы.

Недостатком известных способа и устройства является то, что при переосвещении зоны кормовой активности и зоны покоя и отдыха нарушается естественное проявление суточного биоритма птицы. Отсутствие синхронизации светового режима (фотопериода "день-ночь") с биоритмами кормовой активности и покоя птицы приводит к десинхронозу, созданию нервного перенапряжения, стрессовых ситуаций и как следствие к падежу птицы, потерям и снижению конверсии корма.

В патенте России RU 2095974 C1 описаны способ и установка для освещения птицы при клеточном содержании, включающая распределенную систему источников света в виде гибкого световода с излучающей боковой поверхностью, в качестве которого используется либо световой кабель типа "дюралайт", либо аналогичный прозрачный пластик, один из концов которого сопряжен с источником излучения. Световод располагается на расстоянии 20-30 см от клеток с птицей. Использование такого световода с излучающей боковой поверхностью, который имеет равномерную круговую диаграмму излучения, из-за крайне низкой светоотдачи не может считаться технически эффективным. Недостатком известной установки является то, что для достижения необходимой светоотдачи потребуются большие энергозатраты на раскачку источника излучения, сопряженного с одним из торцов световода, что экономически нецелесообразно. Указание на снижение потребления электроэнергии объективно только для круглого светового кабеля типа "дюралайт", который не является световодом, а представляет собой распределенную систему источников света, излучающих свет по неравномерной круговой сфере, с подключенным к одному из торцов источником электрического напряжения. Такая аналогия "дюралайта" с гибким световодом технически некорректна. Кроме того, круглая форма светового кабеля "дюралайт" с неравномерным круговым излучением и его естественное расположение в длину по вьющейся спирали создают хаотичное неравномерное распределение светового потока по равноуровневым зонам, что нетехнологично при дифференцированной освещенности технологических зон кормовой активности и отдыха птицы. "Дюралайт" не обеспечивает узконаправленного излучения и имеет низкий эксплуатационный ресурс источников света, невысокий уровень качества сборки. Это резко снижает его технологические преимущества и экономичность применения.

В патенте PCT WO 93/10659 описаны способ и устройство для кормления животных. Способ для кормления птицы заключается в том, что для кормления птицы формируют и раздают кормовую смесь через технологическую линию кормления под управлением блока управления, при этом осуществляют дозированное кормление птицы. Устройство содержит несколько хранилищ кормовой смеси, технологическую линию кормления, блок управления, который управляет автоматизированной раздачей кормовой смеси, дозированием и взвешиванием кормовой смеси и ее составляющих, что обеспечивает рациональное потребление, повышение конверсии и учет кормовой смеси.

Недостатком известных способа и устройства для кормления является то, что в промышленном птицеводстве применение такой технологии кормления потребует более высоких затрат средств труда и времени, и, кроме того, дозированное распределение кормовой смеси не стимулирует организм птицы к более высокой конверсии кормовой смеси. Следует также отметить, что птица относится к одному из наиболее светочувствительных видов сельскохозяйственных животных. Именно на этой биологической особенности основано стимулирование светом роста, развития молодняка птицы и интенсивности яйцекладки у взрослых птиц.

К недостаткам известных способа и устройства для кормления птицы относится то, что при технологическом освещении помещений напольного и клеточного содержания птицы осветительными приборами с использованием ламп накаливания или люминeсцентных ламп практически невозможно обеспечить равномерную нормативную освещенность на уровне фронта кормления до 15-25 лк, когда освещенность фронта кормления зависит от положения светильника, установленного точечно на линии осветительной системы (напротив системы или между лампами), где освещенность варьирует в пределах 2-200 лк. Соответственно в зоне, находящейся между светильниками, имеет место резкая неосвещенность кормового фронта, что ведет к снижению локомоторной активности птицы, нейрогуморальной функциональной активности, уровня физиологических процессов и в конечном счете - частичной потерe ориентации в поисках корма и воды, снижению ее продуктивности и жизнеспособности. В зонах, находящихся напротив светильников, имеет место переосвещение птицы, а это ведет к нервному перенапряжению, которое является одной из основных причин нерационального потребления корма, разбрасывания его, а также проявления каннибализма, падежа птицы.

Задачей данного изобретения является обеспечение способа и системы кормления птицы, способствующих формированию биологических ритмов кормовой активности и отдыха птицы, путем изменения направления потока оптического излучения, уровней освещенности и спектра оптического излучения над технологической линией кормления и над зоной покоя.

Поставленная задача решается тем, что система содержит технологическую линию кормления, соединенную с блоком управления, выполненным с возможностью управления процессом формирования и раздачи кормовой смеси, причем вдоль и над технологической линией кормления на регулируемой высоте размещена система линейных светильников, выполненная в виде гибкого светового кабеля, при этом гибкий световой кабель выполнен с возможностью создания равномерно распределенного, ориентированно направленного узкоспектрального потока видимого излучения, причем система линейных светильников соединена с блоком управления, который дополнительно снабжен программой управления световыми параметрами линейных светильников: световыми режимами, регулирования направления, уровня освещенности и спектра видимого излучения линейных светильников.

Данной системой кормления птицы реализуется способ ee кормления, заключающийся в том, что формируют и раздают кормовую смесь посредством технологической линии кормления с блоком управления, при этом стимулируют биологические ритмы кормовой активности и покоя птицы путем изменения уровня освещенности зон кормления и покоя, при этом уменьшают уровень освещенности технологической зоны кормовой активности перед раздачей корма и увеличивают ее в момент раздачи кормовой смеси, a формируют биологические ритмы кормовой активности и покоя путем изменения направленности потока оптического излучения, уровней освещенности и спектра видимого излучения.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы кормления.

На фиг. 2 представлен вариант расположения блока управления и системы линейных светильников в системе кормления птицы при напольном содержании птицы.

На фиг. 3 представлен вариант расположения блока управления и системы линейных светильников в системе кормления птицы при клеточном содержании птицы.

Система кормления (фиг. 1) включает линейные светильники 1, выполненные из гибкого светового кабеля, состоящего из линейно собранных источников излучения - микроламп - и соединенных в гирлянду протяженностью не более 100 м.

Кабель выполнен с прозрачной или цветной поливинилхлоридной оболочкой, пропускающей свет в заданном спектре. Такое выполнение кабеля позволяет создать равномерно распределенный, ориентированно направленный узкоспектральный поток видимого излучения. Линейные светильники комплектуются соединительными самоуплотняющимися электрическими разъемами, электрическим кабелем подключения и заглушкой свободного торца.

Блок управления 2 выполнен как программируемый контроллер. Блок управления выполнен с возможностью управления технологической программы формирования и раздачи кормовой смеси, управления световыми параметрами линейных светильников, в частности с возможностью управления световыми режимами, регулирования направления и уровня освещенности и спектра видимого излучения системы линейных светильников, а также с возможностью защиты линейных светильников от выхода из строя и несанкционированного доступа к программе, энергонезависимого сохранения в памяти заданной программы.

Система кормления птицы (фиг. 1) содержит линейные светильники 1, соединенные с блоком 2 управления, с которым также соединены хранилища 3 и 4 различных видов кормов и смеситель 5 кормовой смеси, соединенный с технологической линией кормления 6, включающей дозаторы кормовой смеси, кормушки и поилки.

В варианте расположения блока управления и системы линейных светильников в системе кормления при напольном содержании птицы (фиг. 2) указаны линейные светильники 1, блок управления 2, технологическая линия кормления 6 (6а - кормушки, 6б - поилки), зона 7 покоя и отдыха птицы, зона 8 кормовой активности, светодатчики 9.

В варианте расположения блока управления и системы линейных светильников в системе кормления при клеточном содержании птицы (фиг. 3) указаны линейные светильники 1, блок управления 2, технологическая линия кормления 6, зона 7 покоя и отдыха птицы, зона 8 кормовой активности, светодатчики 9, зона 10 привода, зона 11 уборки, клеточная батарея 12.

Система кормления птицы работает следующим образом. Для обеспечения птиц кормом из хранилищ 3 и 4 по команде из блока управления поступают различные виды кормов, причем количество каждого вида корма определяется для каждого вида птицы индивидуально согласно данным, заложенным в блоке управления. В смесителе 5 кормовой смеси различные корма смешиваются в кормовую смесь, которая поступает на технологическую линию кормления 6. Во время продвижения по технологической линии кормления кормовая смесь разделяется на необходимые дозы.

Блок управления устанавливается в отдельном от системы линейных светильников помещении. В блок управления вводится программа, установленная согласно технологическому регламенту и соответствующая способу содержания, типу светового режима, типу и модификации применяемого технологического оборудования (клеточные батареи, напольный комплект или другое).

При включении блока управления в одном из основных режимов (для бройлеров или кур-несушек) по программе выполняется режим управления световыми параметрами системы линейных светильников, при этом автоматически через гибкую обратную связь регулируются заданные уровни освещенности в разных технологических зонах.

Пример осуществления работы системы и способа кормления птицы см. в таблице 1.

Для контроля освещенности технологической линии кормления над ней могут быть установлены светодатчики 9, соединенные с блоком 2 управления.

Формирование биологических ритмов птицы осуществляют следующим образом. Перед началом утренней и вечерней фаз кормовой активности, то есть перед раздачей кормовой смеси, блок управления снижает уровень освещенности в зоне кормовой активности над технологической линией кормления наполовину, стимулируя птицу к наступлению сумерек, тем самым дает старт кормовой активности птицы к потреблению кормовой смеси на ночь. Затем в момент раздачи кормовой смеси блок управления увеличивает уровень освещенности технологической линии кормления. Наполнение зоба птицы "доверху" на ночь повышает конверсию кормовой смеси и рост ее продуктивности. Заданный узкий спектр излучения светильников стимулирует биологическую активность птицы, что вызывает положительный эффект роста массы и продуктивности птицы.

Процесс посадки суточных цыплят-бройлера или молодых кур-несушек вызывает стрессовые ситуации и нервное перенапряжение. Блок управления по заданной программе снижает уровень освещенности на период посадки наполовину и создает искусственные сумерки, действуя успокаивающе на нервную систему птицы и одновременно создает условия для технического персонала, выполняющего работы по посадке. Блок управления работает по следующему алгоритму.

1. Перед посадкой птицы блок управления переводится из режима программирования в режим прямого управления (ручного) и устанавливается уровень освещенности на линии кормления порядка 10-15 лк на весь период посадки птиц (то есть от 4 до 8 ч).

2. После окончания посадки птицы блок управления переводится в режим автоматического управления системой кормления. Блок управления поддерживает в течение первых суток режим начальной адаптации: через каждые 3 ч уровень освещенности понижается до 10-15 лк (низкий уровень) на 15-20 мин, а остальное время суток и в течение 7 следующих суток поддерживает высокий уровень освещенности - 20-25 лк для цыплят-бройлеров, а для кур-несушек или молодок поддерживают высокий уровень - 20-25 лк и низкий уровень - 2-5 лк.

3. Перед началом утренней фазы в 6 ч утра и вечерней фазы в 20 ч блок управления снижает уровень освещенности во всех технологических зонах на 50-60% от нормы, то есть до 10-15 лк на 10-15 мин, стимулируя те самым старт кормовой активности, искусственно создавая начало сумерек и провоцируя тем самым птицу к наполнению зоба кормом "на ночь". Затем уровень освещенности увеличивают вновь до 20-25 лк, и блок управления запускает механизм раздачи кормовой смеси.

4. Блок управления переключает систему линейных светильников на спектр 600-605 нм при высоком уровне освещенности - 20-25 лк и на спектр 440-460 нм при низком уровне освещенности - 2-5 лк.

5. Синхронизацию основного технологического светового режима "день-ночь" с биоритмами кормовой активности и покоя птицы блок управления поддерживает с первого дня для кур-несушек и с восьмого дня для цыплят-бройлеров.

6. Формирование биологических ритмов птицы путем изменения направления потока оптического излучения, уровней освещенности и спектра видимого излучения над технологической линией кормления и зоной покоя осуществляют для кур-несушек с первого дня посадки птиц и с восьмого дня - для цыплят-бройлеров.

Птицы обладают цветовым зрением в спектральном пределе 395-715 нм, максимум чувствительности сетчатки в зонах 480, 540, 590 и 660 нм.

Спектральная чувствительность у птицы отличается от спектральной чувствительности человека. Она занимает узкую область спектра и сдвинута в область красных излучений, а максимум приходится на оранжевые лучи (605 нм). Диапазон спектра наиболее активного биологического действия света у птиц находится в пределах 600 нм (оранжевые лучи). При использовании линейных светильников с сине-голубым и оранжево-красным участками спектра в диапазоне соответственно 400-510 или 580-630 нм, с максимумом излучения соответственно в пределах от 440 до 460 и от 605 до 615 нм при освещенности в 25 лк на уровне технологической линии кормления, в среднем за первые 13 недель продуктивности, интенсивность яйценоскости кур увеличивается соответственно на 8,6 и 10,2%. Затраты корма на 10 штук яиц в группах с синим и красным освещением при одинаковом его потреблении в среднем на голову во всех группах понижается на 5,4 и 8,7%. Так, яйценоскость в группах с синим освещением на 31 день позже, а красного - на 2 дня раньше, чем в контроле. При синем и красном освещении сохранность выше, чем в контроле на 7,5 и 2,5%.

Излучение сине-голубого участка спектра действует на птиц успокаивающе. Эта особенность используется для предупреждения расклева птицы. Излучение оранжево-красного участка спектра стимулируeт процессы жизнедеятельности организма.

В блок управления (в одном из вариантов реализации) входит энергонезависимая память, многофункциональный таймер, совмещенный с программируемым регулятором мощности и два 8-разрядных микроконтроллера. Один из микроконтроллеров производит непосредственно управление переключением световых нагрузок, подключенным к различным фазам сети, и обеспечивает мониторинг ведущей фазы. Другой микроконтроллер, более мощный, обеспечивает интерфейс между пользователем, таймером и первым микроконтроллером.

Управление цепями нагрузки осуществляется посредством специальных микросхем.

Средствами связи с пользователем являются строковый жидкокристаллический индикатор с подсветкой и шестикнопочная клавиатура. Использование двухстрокового жидкокристаллического индикатора, каждая строка которого содержит 16 символов, обеспечивает максимально удобную процедуру задания режимов работы. Основные константы, задающие порядок переключения, введенные пользователем в процессе подготовки к работе, хранятся в энергонезависимой памяти.

Непосредственное переключение световых нагрузок осуществляется силовыми симисторами, которые установлены на стандартных охладителях. Силовой симистор, управляющий переключением нагрузки по каждой фазе, защищен отдельным силовым автоматом. Управляющая схема прибора полностью гальванически развязка от силовых элементов и нагрузки и получает энергию от трансформаторного блока питания, подключенного к ведущей фазе сети.

Все элементы блока управления расположены в пластмассовом корпусе, имеющем специальное вентиляционное отверстие. Индикатор с клавиатурой расположены на передней панели корпуса, а клеммы подсоединения коммутирующих и питающих цепей - на задней панели. Защитные автоматы закреплены на верхней крышке прибора.

Блок управления построен таким образом, что он является прерывателем нейтрали трехфазной сети для световых нагрузок, которые подключены к различным ее фазам. Блок управления обрабатывает один из двух рабочих алгоритмов в зависимости от состояния тумблера, размещенного на передней панели прибора. Если "клювик" тумблера находится в верхнем положении, то отрабатываются суточные алгоритмы переключения нагрузок, если в нижнем положении - годовые алгоритмы переключения. Один контроллер блока управления считывает информацию о выбранном пользователем алгоритме лишь только в момент включения питания. Блок управления может находиться в одном из трех возможных режимов работы: в режиме автоматической отработки уставок, хранящихся в его энергонезависимой памяти, в режиме коррекции эти уставок и в режиме ручного управления прибором.

В режиме автоматической отработки уставок микроконтроллер блока управления сканирует содержимое его энергонезависимой памяти и либо осуществляет отработку команд, введенных пользователем, либо выдает диагностические сообщения о некорректно введенных параметрах, требуя разрешить возникшие затруднения.

В режиме коррекции блок управления выводит на выбранную для исправления индикаторную страницу специальный маркер, позиция которого указывает на поле, подлежащее коррекции. В этом режиме оператор может задать, отменить или сохранить в энергонезависимой памяти блока управления любые значения параметров всех внутренних уставок, необходимых для работы прибора в режиме автоматической отработки уставок, а также синхронизовать встроенные часы и календарь.

В режиме ручного управления блок управления, игнорируя встроенную программу, может оперативно по команде оператора фиксировать состояние подключаемой к нему нагрузки в двух крайних положениях (полное отключение мощности либо вывод полной мощности на нагрузку).

Блок управления позволяет подводить к активной световой нагрузке, подключенной к нему, различные заданные пользователем уровня мощности. Это возможно благодаря реализованному в нем фазово-импульсному методу регулирования. При этом значение мощности, подводимой к нагрузке, выражается в процентах от ее максимального значения, которому соответствует непосредственное подключение нагрузки к сети. Возможные значения уровня мощности на выходе прибора, программируемые пользователем, могут меняться в диапазоне от 0 до 10% скачком, а затем от 10 до 99% через 1%.

Таким образом, существенное повышение уровня конверсии кормовой смеси, жизнеспособности птицы приводит к росту продуктивности птицы, ее сохранности и к резкому снижению потребления кормов и электроэнергии, материальных и трудовых затрат на эксплуатацию, монтаж, наладку осветительных систем, причем эксплуатационный ресурс системы значительно превосходит ресурс традиционной системы освещения при практически полном отсутствии затрат на ремонтно-профилактические работы. Достигается более высокий биотехнологический уровень содержания птицы в результате дифференцированного, нормативно-технологически управляемого оптического освещения технологических зон содержания и выращивания птицы в условиях интенсивного промышленного производства яиц и мяса птицы.