Оптимизация управления кормовыми ресурсами в сельскохозяйственном производстве

Введение. Развитие аграрного сектора является стержневым вектором продовольственной безопасности страны [2, 6] (Lashuk, Belokopytov, 2016; Terentev, Belokopytov, 2020). Одной из основных отраслей сельского хозяйства России, имеющей приоритетное значение, было и остается мясное и молочное скотоводство.

Оптимальное и рациональное питание животных с учетом научно обоснованных норм кормления в сельском хозяйстве занимает одно из главных мест в решении проблемы повышения продуктивности молочного стада и продолжительности хозяйственного использования коров [1, 4] (Varakin, Itskovich, Zoteev, Simonov, Varakina, 2021; Raykhman, Lapotko, 2006). С учетом этого особое внимание следует уделять совершенствованию кормовой базы и эффективности управления кормовыми ресурсами в организации.

Эффективное кормопроизводство может быть создано только на основе научно обоснованной структуры посевных площадей, которая разработана с учетом эффективного использования местных кормовых средств, фактического содержания в них элементов питания и физиологических потребностей скота. Прохорова Л.М. считает, что управление кормовыми ресурсами – это комплексная система, которая учитывает управление всеми функциональными подсистемами (технологическая, экономическая, социальная, экологическая) [3] (Prokhorova, 2010). Вместе с тем многие ученые-аграрники выделяют доминирующие факторы, являющиеся стержневыми элементами такой системы [8] (Dubovitski, Klimentova, Karpunina, Cheremisina, 2020). Так, Степасюк Л.М., Лопанчук А.А. считают, то эффективность использования кормопроизводства напрямую связана с созданием органического сельского хозяйства в имеющихся производственных условиях [5] (Stepasyuk, Lopanchuk, 2016).

Определяющим фактором в этом является оптимизация кормопроизводства применительно для каждого хозяйства, предусматривающая обеспечение животноводства собственными концентрированными кормами, создание устойчивого зеленого конвейера в летний период, создание сырьевого конвейера для приготовления объемистых кормов – сена, сенажа, силоса.

С зоотехнической точки зрения, корма – это специально приготовленные физиологически приемлемые продукты, содержащие в доступной форме необходимые животному энергию, питательные и биологически активные вещества. Увеличение производства продукции и повышение его эффективности невозможны без прочной кормовой базы [7, 9] (Tsvetkov, Belokopytov, 2018; Voronkova, Kovaleva, 2019).

Целью исследования является разработка практических рекомендаций по совершенствованию управления кормовыми ресурсами сельскохозяйственных организаций с применением оптимизационных методов для достижения большей эффективности производства.

Научная гипотеза состоит в том, что на современном этапе развития в молочном скотоводстве эффективное использование и управление кормовыми ресурсами на основе экономико-математических методов оптимизации позволяет достигать сбалансированности рациона кормления животных, оптимизировать структуру затрат и повышать эффективность финансово-хозяйственной деятельности.

Методологическая база исследования включала такие методы, как монографический, системного анализа, расчетно-конструктивный, экономико-статистические, экономико-математического моделирования и другие.

Результаты исследований. Управление кормовыми ресурсами предполагает создание комплексной системы по организации производства, хранения и расходования кормов с учетом уровня продуктивности животных, обеспечивающей все виды скота достаточным количеством необходимых питательных веществ, на основе конкретных условий сельскохозяйственного предприятия.

Проблема рационального использования кормовых ресурсов организации предполагает учет важнейших принципов:

- адаптированность к местным условиям хозяйствования и учет зональной специализации и разделения труда;

- опережающие темпы роста кормовых ресурсов относительно темпов роста поголовья животных, что создает благоприятные условия и материальные предпосылки для развития животноводства по интенсивному направлению;

- эффективное использование имеющихся земельных ресурсов для создания собственных кормов на основе современных экологически чистых технологий производства;

- максимальная экономичность, т.е. оптимальное удовлетворение потребностей скота в полноценных кормах при минимальных издержках труда и капитала в расчете на одну кормовую единицу;

- равномерное и бесперебойное обеспечение животных биологически полноценными кормами в течение всего хозяйственного периода использования.

Анализ развития сельского хозяйства Смоленской области показывает, что значительную долю в объеме регионального продукта аграрного сектора составляет продукция скотоводства.

Сельское хозяйство Смоленской области в 2020 году в фактических ценах обеспечило производство продукции на сумму в 26,7 млрд руб. (рис. 1). По данному показателю Смоленская область заняла 59-е место среди всех регионов РФ, а ее доля в общем объеме продукции сельского хозяйства, произведенной в РФ, находится на уровне 0,4%. При этом доля продукции животноводства в последние годы составляет более 60%.

Рисунок 1. Динамика производства продукции сельского хозяйства в Смоленской области за 2003–2020 гг.

Источник: данные сайта Федеральной службы государственной статистики.

Анализ динамики расходов кормов в животноводстве показывает, что в целом по Российской Федерации общий размер кормов растет и в 2020 оду составил 106,2 млн тонн. В Смоленской области наблюдается снижение общего расхода кормовых ресурсов на 130 тыс. тонн за 2005–2020 гг., что обусловлено снижением поголовья скота за исследуемый период на 31%.

Таблица 1

Динамика расхода кормов в животноводстве и уровня продуктивности животных в хозяйствах всех категорий

Расход кормов на одну голову молочного стада как в Российской Федерации, так и в Смоленской области увеличивается. Так, в Смоленской области за исследуемый период прирост составил 10,2 ц кормовых единиц, что выше прироста по РФ на 2,7 ц. Это позволяет наращивать продуктивность коров в динамике. Так, надои молока на одну корову за 2005–2020 гг. в Российской Федерации выросли на 16 ц, а в Смоленской области – на 16,5 ц.

Кроме количества расходования кормовых ресурсов играет роль и их качество, поэтому в целом расход кормов на одну условную голову скота не так явно коррелирует с продуктивностью животных. Так, в Смоленской области за исследуемый период наблюдается снижение расхода кормов на 1,9 ц, при этом продуктивность коров и животных на выращивание растет.

Таким образом, оптимизация рациона кормления должна идти в системе количественного и качественного векторов развития. Аналитические работы по оптимизации кормопроизводства сопряжены с большим объемом вычислений (химический состав и питательность кормов, их затраты на производство продукции, структура рационов кормления, потребность в кормах, структура посевных площадей и др.), что представляет значительные трудности для специалистов животноводства и часто является сдерживающим фактором на пути к совершенствованию кормопроизводства.

В связи с этим проблема разработки адаптивного кормопроизводства и эффективности управления кормовыми ресурсами может решаться с применением экономико-математических моделей и оптимизации их расчетов. Это позволяет оперативно производить бесчисленное множество различных зоотехнических и агрономических расчетов с целью достижения максимального эффекта как по продуктивности животных, так и по экономической эффективности производства молока и мяса.

Кормовая база каждого предприятия предполагает наличие взаимосвязанных уровневых подсистем кормообеспечения и кормоиспользования. Функция системы кормообеспечения – это рациональное соотношение между различными источниками поступления кормов как из внешней среды (покупка, обмен и т.д.), так и внутри предприятия (полевое и лугопастбищное кормопроизводство). Уровень системы кормоиспользования –это эффективное управления имеющимися кормовыми ресурсами (прямое использование, обработка, переработка, приготовление), а также рациональное межотраслевое и внутрихозяйственное распределение фактической кормовой базы.

В производстве продукции животноводства кормовые ресурсы выступают основным лимитирующим фактором, обусловленным как по пространственной ограниченности земли, так и их продуктивности. При выборе источников получения тех или иных кормов оценивают их эффективность в условиях конкретного предприятия.

Обобщающими показателями эффективности кормопроизводства является постоянное увеличение валовой продукции, валового и чистого дохода на единицу совокупных ресурсов кормопроизводства и затрат в отрасли.

Рациональный тип управления кормовыми ресурсами включает комплексную систему природных, организационно-экономических, технологических и технических мероприятий, направленных на формирование оптимального качественного и количественного состава кормов, позволяющего учитывать нормы вскармливания имеющегося в хозяйстве поголовья животных и сбалансированность рациона по технологическим параметрам. В рационах должно обеспечиваться оптимальное соотношение кормовых единиц, переваримого протеина, элементов и других веществ.

Таблица 2

Сравнительный анализ структур кормовой базы молочного стада сельскохозяйственных организаций Смоленской области в 2020 году

Анализ структуры кормового рациона многих хозяйств Смоленской области показывает наличие различных отклонений от рекомендуемых норм. Так, фактическая структура СПК «Вышегор» Смоленской области не соответствует рекомендуемой (табл. 2). Так, доля зеленых кормов значительно меньше нормы (26–30%), а доля грубых кормов слишком велика (58,8% вместо рекомендуемых 17–20%). Также удельный вес сочных кормов значительно меньше, чем в рекомендуемой структуре кормовой базы, при этом в кормовой базе отсутствуют концентрированные корма. В структуре грубых кормов преобладает сенаж.

Анализ эффективности использования кормовых ресурсов показывает значительные резервы по оптимизации рациона как в количественном, так и качественном отношении.

Таблица 3

Эффективность использования кормов ООО «Агрофирма-Катынь» Смоленской области

Расход кормов в кормовых единицах в расчете на одну голову неустойчив, продуктивность коров также нестабильна. Расчеты показывают, что наиболее эффективное использование кормов в ООО «Агрофирма-Катынь» было в 2019 году, когда расход кормов был ближе всего к норме. В этом году потребление кормов на 1 ц молока наименьшее, а количество произведенного молока в расчете на 1 ц корм. ед. наибольшее. Самое неэффективное использование кормов наблюдается в 2020 году.

Повысить эффективность управления кормовыми ресурсами возможно с применением экономико-математической модели оптимизации использования кормов, которая включает в себя систему ограничений и целевую функцию. Основными переменными в такой модели являются корма, как имеющиеся в наличии в организации, так и те, которые могут быть закуплены в целях расширения кормового рациона.

Рацион должен содержать энергии, питательных и биологически активных веществ не меньше потребности для соответствующей массы и продуктивности животных. Поэтому основными ограничениями выступают неравенства по балансу питательных веществ и границам допустимых норм скармливания:

(i Î L₁), (1)

L₁ – множество, элементами которого являются ограничения по удовлетворенности рациона i-м питательным веществом.

- (h Î L₂)

- , (2)

где L₂ – множество, элементами которого являются ограничения по балансу отдельных групп и видов кормов.

х_j – количество j-го вида корма;

W_i – потребность животного в i-м питательном веществе;

w_ij – содержание i-го элемента питания в единице j-го вида кормов;

w_hj – выход кормовых единиц на единицу j-го вида корма по h-й группе кормов;

S_h – зоотехнически допустимый удельный вес кормов h-й группы в общей питательности рациона.

Критерий оптимальности такой модели – минимум стоимости кормовых ресурсов, что обеспечит эффективность использования кормов в организации и повышение рентабельности деятельности в животноводстве.

Разработанная экономико-математическая модель по оптимизации рациона кормления коров в сельскохозяйственных организациях Смоленской области учитывала зональные условия и природно-экономические факторы региона. Ее обработка и итоговые результаты были получены с применением пакета прикладных программ MS Excel 2020. Таким образом, обработка данных полученной модели позволила получить оптимальное решение для сельскохозяйственных организаций региона (табл. 3).

Таблица 3

Анализ содержания питательных веществ в оптимальном рационе коров сельскохозяйственных организаций Смоленской области согласно модели

Заключение

Полученные нами с применением математической модели оптимальные рационы кормления позволяют эффективно использовать кормовые ресурсы и снизить экономическую стоимость кормов при высокой продуктивности скота (табл. 4).

Таблица 4

Экономический эффект от всех предлагаемых мероприятий по сельскохозяйственным организациям Смоленской области

Полученные рационы кормления животных на основе оптимального решения в модели позволили снизить себестоимость 1 ц молока на 16,0%, затраты на 1 корову – на 12,3%. При этом расход кормов на одну голову сократился на 16,6%.

Таким образом, оптимизация рациона кормления с учетом экономико-математических моделей дает возможность повысить эффективность использования имеющихся кормовых ресурсов в сельскохозяйственных организациях региона. Адаптивное кормопроизводство способствует устойчивости развития молочного скотоводства, повышению продуктивности животных и росту производства качественной, экологически чистой продукции сельского хозяйства.

Совершенствование управления кормовыми ресурсами в современных условиях предполагает наращивание уровня и доли кормов собственного экологического производства в рационе за счет интенсификации и увеличения урожайности кормовых культур, оптимизации севооборотов и структуры кормовых площадей, применения прогрессивных технологий заготовки и использования кормов, совершенствования структуры и сбалансированности по основным питательным веществам животных, а также применения экологически чистых технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Разработанные предложения способствуют оптимальному управлению кормовыми ресурсами в сельскохозяйственном производстве с учетом всех зоотехнических, организационных и технических факторов, дают возможность снизить издержки продукции и нарастить оптимальные объемы производства, осуществлять устойчивое расширенное воспроизводство в аграрном секторе региона. Это позволит создать предпосылки для удовлетворения потребностей в молоке и молочной продукции в основном за счет его производства в регионе, обеспечив продовольственную независимость по данному направлению.