В животноводстве тоже действуют определенные энергетические закономерности.
Тут прежде всего надо сказать о главном «звене» данной отрасли — о животных. Энергетический обмен веществ в их организмах давно привлекал внимание ученых. Еще в первой половине позапрошлого века было установлено, что выделяемая легкими скота и птицы углекислота и водяной пар являются конечными продуктами их жизнедеятельности. Корм «сжигается» в организме, оборачиваясь нужной человеку продукцией. Значит, и в животноводстве работает энергия солнечного света, запасенная в растениях.
В конце XIX века немецкий биолог М. Рубнер представил доказательства того, что и в животном организме процессы подчинены закону сохранения энергии, общетеоретическую основу которого сформулировал еще в 1748 году М. В. Ломоносов. Последующие исследования показали, что все жизненные проявления организма могут быть измерены и выражены в единицах энергии. Оказалось, что не так уж трудно проследить количественное распределение всей энергии, поступающей вместе с кормом в организм. Ведь главное известно: потенциальная энергия корма, освобождающаяся в организме при распаде органических веществ, используется для осуществления физиологических функций животного.
У этого процесса две стороны — ассимиляция и диссимиляция. Ассимиляция — это когда организм получает из внешней среды питательные вещества — белки, жиры и углеводы, а также кислород, воду и минеральные соли, видоизменяет их и превращает в вещества тела; диссимиляция, наоборот, заключается в том, что образованные вещества тела вновь распадаются и обращаются в элементы неживого.
Яснее ясного задача — как можно эффективнее использовать энергию корма, обеспечить условия для перехода наибольшей ее части в полезную продукцию. Пожелание, конечно, благое. А на деле организм животных усваивает далеко не всю энергию корма. От 35 до 50% валовой энергии корма теряется с естественными выделениями организма. Значит, важно повысить ее усвоение. Каким образом? Ну, например, введением биостимулирующих добавок. Много энергии уходит на поддержание температуры тела животного: скажем у коров — от 40 до 80% энергии перевариваемых и 50—90% энергии усвоенных питательных веществ, а при недостаточном кормлении и все 100%. Именно в регулировании этого процесса таятся огромные резервы оптимизации энергетического обмена.
В соответствии с законом сохранения энергии все, что останется от усвоенной энергии корма после расходования ее на теплопродукцию, процесс пищеварения и движение, пойдет на образование конечной продукции — мяса, молока, яиц. Как правило, для крупного рогатого скота этот важнейший показатель составляет 7—35% «переваримой» энергии рациона или от 4 до 23% валовой энергии корма. Причем чем выше уровень питания и продуктивность животных, тем выше степень использования энергии корма на образование конечной продукции. Оговоримся, что тут есть некоторые пределы, обусловленные физиологическими особенностями животных.
Чтобы правильно вести современное фермское хозяйство, надо хорошо знать и энергоемкость кормов, и потребности животного, которые зависят от его продуктивности, возраста, условий содержания и ряда других факторов. Так, рацион для 10—11- месячного молодняка крупного рогатого скота, заключающий в себе 42—50 МДж энергии усвояемых питательных веществ, обеспечивает потребность организма в энергии только на необходимые для поддержания жизнедеятельности физиологические функции, а продуктивность практически отсутствует. Ежедневные 66—75 и 75—80 МДж дают возможность получать продукцию в размере соответственно 17,2 и 30,8% энергии усвоенной части корма. Лишь зная подобные закономерности, можно искать пути повышения эффективности использования, энергии корма на образование конечной продукции и в определенной мере управлять энергетическим обменом в организме животных.
Теперь о другой, не всегда учитываемой, стороне рассматриваемой проблемы. Речь о том, что для улучшения использования энергии корма организмами животных требуются большие расходы внешней, антропогенной энергии, затрачиваемой на его приготовление, раздачу и обеспечение оптимальных условий скармливания.
Если разобраться в традиционной технологии содержания животных, то окажется, что небольшая колхозная или совхозная ферма представляет собой почти безотходное предприятие. Сюда поступает «душистый» поток солнечной энергии в виде заботливо заготовленного сена, а также солома, которая в основном служит подстилочным материалом. О превращениях корма мы уже знаем, а вот подстилка, смешанная с выделениями животных и обработанная микроорганизмами, дает тепло и, обогревая помещения, способствует лучшему усвоению корма, то есть увеличению той доли его энергии, что идет на образование конечной продукции — мяса и молока. Но это еще не все. Фермы не зря называют фабриками органических удобрений: навоз вывозят на поля, а вместе с ним туда переселяются и полезные микроорганизмы, улучшающие почвенное плодородие и способствующие более полному усвоению растениями питательных веществ. Такие земли дарят щедрые урожаи, и снова зеленая трава, сено, солома попадают к животным. Словом, поле работает на ферму, а ферма, не оставаясь в долгу, — на поле.
Интенсификация животноводства потребовала создания крупных предприятий промышленного типа — индустриальных животноводческих комплексов. Без них нынешнему сельскому хозяйству тоже не обойтись. На таких предприятиях резко возросли потоки энергии, усложнилось их распределение, обострился целый ряд вопросов, связанных с соблюдением безотходности и эффективности производства, охраной природы. Время показало, что и на комплексах, где сосредоточено огромное поголовье, они должны решаться в полном соответствии с законами агрозооэнергетики. Иначе не избежать потерь энергии, недобора и снижения качества продукции, загрязнения окружающей среды агрессивными отходами.
А теперь давайте совершим небольшую экскурсию в известный на всю страну совхоз-комбинат «Мир» Брестской области — гигантский завод по производству мяса.
Миновав проходную, где вас облачат в белый халат и спецобувь, проходим на территорию откормочного комплекса. Первое, чему удивляешься, — не подстриженные газоны и не розы на клумбах. Так выглядит территория многих животноводческих комплексов и птицефабрик. Поражает обилие зданий. Просторные корпуса для откорма 16-тысячного стада бычков, высокие бетонные башни с блестящими куполами — хранилища корма, длинные галереи с транспортерами, кормоцех, котельная и другие постройки. А сколько здесь разнообразных машин! Трак — горы, автомобили, специальные комбайны, погрузчики, дозаторы, прицепы, стогометатели, прессы, копновозы… И все это — потребители энергии. Задаем вопрос начальнику комплекса Петру Андреевичу Орешкову: «Сколько тысяч литров дизельного топлива и бензина нужно машинам?» Оказывается, целая река горючего — около 990 тысяч литров в год. По 62 литра на бычка. Интересуемся: «А сколько газа расходует котельная?» Небольшой расчет в уме и ответ: «По 100 кубометров на бычка». Да, впечатляющая величина. А бычков-то, повторяем, 16 тысяч…
С территории проходим в один из корпусов. Видим, что весь он разделен на секции, возле каждой — лента. Это и кормушка и раздатчик корма, который перегоняется сюда воздухом по трубам из кормоцеха. Значит, еще один ручеек энергии для питания компрессора. С потолка свисают необычные лампы. «Ими облучаем животных, — разъясняет Петр Андреевич,— чтобы компенсировать дефицит солнечных лучей». Понятно, раз не хватает естественной радиации, приходится дополнять ее искусственной. Увидев множество проволочек над секциями, удивляемся — зачем? А это электроды под напряжением, наносящие безвредные, но достаточно ощутимые «уколы», чтобы бычки не прыгали высоко, не травмировались. Вот и ведут они себя спокойно, вес набирают. Так что и спокойствие животных обходится затратами электричества. А уборка навоза? Специальные насосы перегоняют его по трубам в хранилище. Их в корпусах не видно. Но зато хорошо видны кабели, по которым течет еще один поток энергии — к моторам насосов.
В кормоцехе — настоящее царство сложного оборудования. Бункера-дозаторы, транспортеры, смесители, запарники… Каждая машина на стационаре имеет один, иногда два-три электродвигателя, и к каждой идут провода, по которым движется незримый поток электрической энергии. Сенаж в кормоцех через длинную галерею, проходящую между башен, подают резиновые ленты-транспортеры, а из башен его извлекают специальным электрифицированным выгрузчиком. Нажал оператор кнопку — и сенаж поступает в кормоцех, где его обрабатывают, смешивают с концентратами, сдабривают добавками и отправляют к бычкам.
Осматривая комплекс, невольно возвращаешься к мысли: если не дать ему жидкого топлива, газа, электроэнергии, то беда: не хватит рабочих рук, чтобы обслужить животных. Такую ситуацию и представить себе трудно, настолько привыкли мы к участию различных машин и технических средств в производстве. Возникнет, например, перебой в подаче электроэнергии — поголовье не накормишь и не напоишь, навоз не удалишь. Случится нехватка горючего и топлива — поле не вспашешь, кормов не вывезешь, тепла не получишь. Словом, чтобы поставить на службу делу энергию естественную, запасенную в кормах, нужна энергия искусственная, антропогенная. И немалая.
Кстати, нетрудно подсчитать, что килограмм мяса на комплексе обходится затратами 2 кВт. ч электроэнергии, то есть 7,2 МДж. А еще требуется 0,176 кг жидкого топлива — почти 7 МДж. Да и в самом корме содержится энергия. Если на килограмм мяса нужно израсходовать 8 кормовых единиц, то соответствующий эквивалент составляет почти 144 МДж.
Как видим, большая часть энергии содержится все-таки в кормах. А она — солнечная. Растения без нее жить не могут, как не могут животные обходиться без энергии растений, машины — без энергии топлива, а мы с вами — прямо или косвенно — без всего этого вместе. В целом же все процессы энергетически взаимосвязаны и взаимообусловлены. Выпадет из цепи хотя бы одно, кажущееся незначительным, звено, и тотчас нарушится энергетический обмен.