Моделювання та оптимізація раціону годівлі корів

Основою підвищення продуктивності тварин є повноцінна годівля. Недолік будь - якого виду речовин у раціоні негативно впливає на розвиток тварин і призводить до зниження їх продуктивності. Крім того, неповноцінна годівля викликає перевитрату кормів. Тому кормовий раціон повинен бути повністю збалансованим за всіма поживними речовинами, необхідними для всіх видів тварин.Із одних і тих самих кормів в кожному господарстві можна скласти велику кількість варіантів збалансованих кормових раціонів. При цьому із всіх варіантів необхідно вибрати оптимальний.

Таким чином, постановку задачі можна сформулювати так: скласти для кожного виду худоби такий раціон годівлі, який повністю задовольняв би біологічні потреби тварини за усіма поживними речовинами і мав найменшу собівартість. Для складання економіко - математичної моделі по вибору оптимальних кормових раціонів необхідні такі данні, як наявність кормів по видам, вміст поживних речовин у одиниці корму, потрібна кількість поживних речовин у раціоні, максимально і мінімально можливі норми згодовування окремих видів кормів; собівартість кормів і ціни на добавки, котрі можуть бути придбані на стороні.

За основні перемінні у задачах оптимізації кормових раціонів приймаються види кормів і різноманітні види добавок; за допоміжні перемінні - сумарний вміст у раціоні кормових одиниць, перетравного протеїну і окремих видів поживних речовин.

Усі умови даної задачі формуються в три групи обмежень: основні, додаткові, допоміжні. Основні обмеження виражають умову по балансу поживних речовин. Техніко - економічними коефіцієнтами перемінних в цих обмеженнях є показники вмісту поживних речовин в одиниці кожного виду корму. У правій частині моделі записується потрібна кількість кожного виду поживних речовин для тварин,необхідна для отримання певної продуктивності.

У зв'язку з фізіологічними особливостями тварин у добовому раціоні різні групи кормів повинні бути в певному співвідношенні. Причому кожен вид корму може згодовуватись в якихось межах. Тому при розрахунку оптимальних раціонів годівлі для кожного виду і половікових груп худоби у відповідності із зоотехнічними умовами встановлюються нижні та верхні границі вмісту окремих видів кормів у раціоні. Вміст кожного виду корму може змінюватись в межах різниці між нижньою та верхньою межами. Всі ці умови задачі описуються допоміжними обмеженнями. Коефіцієнти в них записуються: по основним перемінним-вміст поживних речовин у кормах, по допоміжним-питома вага групи кормів у раціоні по нижній та верхній границям. Додаткові обмеження мають важливе значення у формуванні раціонів. Щоб вони не призводили до несумісності систем рівнянь, сума відсотків по нижній границі вмісту окремих видів кормів в них повинна бути менше 100, а по верхній - більше 100.

Допоміжні обмеження характеризують сумарну кількість кормових одиниць, перетравного протеїну і інших поживних речовин. Коефіцієнтами в них записуються: по основним перемінним-вміст кормових одиниць, перетравного протеїну в одиниці корму, а по допоміжним перемінним-одиниці з мінусом.

Коефіцієнтами лінійної функції є собівартість кормів або ціна придбання добавок.

Багаточисельні умови задачі по визначенню оптимального кормового раціону можна об'єднати в групи і записати їх в структурній моделі.

Знайти мінімум функції:

Z _min= Cj Xj

при умовах:

- поживних речовин в раціоні міститься не менше необхідної кількості:

aij Xj bi;

- окремі групи кормів в раціон включаються у зоотехнічно об основаних границях:

h j X j a h j X j h j X j;

- у раціоні дотримуються співвідношення окремих видів кормів і добавок:

Wi j Xj - W'i j Xj 0;

допоміжні обмеження:

ai j Xj = Xj;

- невід'ємності перемінних Xj 0; Xj 0,

де:Сj - оцінки цільової функції;

Хj - іскома кількість j-го виду корму у складі добового раціона;

Хj-допоміжні перемінні, що характеризують сумарну кількість поживних

речовин у раціоні;

ai j-вміст j-го вида поживних речовин у одиниці j-го вида корму;

bi- мінімально допустима кількість поживних речовин j-го виду у раціоні;

h _I-нижня границя включення у раціон h-й групи кормів;

h j-верхня границя включення у раціон h-й групи кормів;

Wi j,W'i j-коефіцієнти пропорційності.

Постановка задачі і підготовка вихідної інформації

Розрахувати оптимальний добовий раціон годівлі в стійловий період для корів з середньою живою вагою 450 кілограмів і щоденним надоєм 16 кг. і жирністю молока 3,9% Раціон повинно скласти так, щоб він мав мінімальну вартість.

Виходячи з переліку кормів які наявні у господарстві складаємо раціон, виписуючи хімічний склад кожного виду корму, а також вказуємо вартість кожного виду корму. Так вартість силосу кукурудзяного становить - 0,6 грн.; сіна багаторічних трав - 0,4 грн.; сіна однорічних трав - 0,2 грн.; соломи - 0,5 грн.; картоплі - 0,5 грн.; кормових буряків - 3 грн.; зерна пшениці – 5 грн.

Умову з оптимізації раціону можна сформулювати так: виходячи із наявних кормів у господарстві, а також кормових добавок, скласти раціон для тварини певної статево-вікової групи, який за вмістом поживних речовин, співвідношенням окремих кормів і їх груп повністю відповідав би вимогам організму, і в той же час, був найдешевшим. Критерій оптимальності - мінімум вартості раціону.

При цьому слід пам’ятати, що в структурі раціонів дійних корів грубі корми можуть становити 20-30%, соковиті - 40-50, а концентровані корми - 20-40% і більше. Співвідношення грубих і концентрованих кормів при цьому залежить від продуктивності тварин, а саме, чим вища їх продуктивність, тим вищий рівень концентрованих кормів у раціоні і нижчий рівень грубих кормів, і навпаки. При визначенні рівня концентратів у раціоні, за умови високої якості грубих і соковитих кормів, слід враховувати орієнтовну даванку їх залежно від продуктивності тварин (табл. 2.9).

За умовою (добовий надій – 16 кг) рівень концентратів (у разі відсутності потреби в авансовій годівлі) становить 3,6 кг, або 4 корм. од. (3,6 × 1,1), що становить 29% енергетичної поживності (13,6 корм, од.) раціону. Рівень грубих кормів при цьому становитиме близько 26%, а решта - 45% -соковиті корми із урахуванням того, що на 100 кг живої маси коровам згодовують 1-2 кг грубих та 8-10 кг соковитих кормів.

Таблиця 2.9

5. Даванки коровам концентрованих кормів

Добовий надій молока, кг	Кількість концентрованих кормів на 1 кг молока, г
До 10	До 100
10-15	100-150
16-20	160-200
21-30	210-300
26 - 30 і більше	300-350

Високопродуктивним коровам при цьому із грубих кормів краще згодовувати сіно, або не менше 75% його потреби у грубих кормах. Добова даванка силосу може становити не менше 70% потреби (за поживністю) у соковитих кормах. Таким чином, дані умови будуть такими: для отримання заданої продуктивності корови в її раціоні має міститися не менше: кормових одиниць - 14,7; перетравного протеїну – 1511 г,кальцію – 120 г, фосфору – 55 г, каротину – 3258 мг.

У раціоні за поживністю повинно бути, у %: грубих кормів - 26, концентрованих кормів не менше 29; добова даванка силосу не менше 15 кг; дерті горохової - не більше 2 кг.

Дата добавления: 2014-11-29