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飼料配方原理
飼料配方
飼料配方的實(shí)質(zhì)是一個(gè)資源配置的運(yùn)籌學(xué)問題，它可以用適當(dāng)?shù)木€性或非線性決策模型來定量的描述，對(duì)這些模型的求解可實(shí)現(xiàn)資源的配置，即得到配方的成本或配方的收益。線性決策模型包括線性規(guī)劃模型(LP，Linear Programming)以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多目標(biāo)線性規(guī)劃模型（MGP，Multiple Goals Programming）,線性規(guī)劃模型隨著其它應(yīng)用數(shù)學(xué)分支的發(fā)展和實(shí)際配方設(shè)計(jì)的需要又派生出隨機(jī)非線性規(guī)劃模型（SP，Stochastic Nonlinear Programming）、模糊線性規(guī)劃模型(FP，F(xiàn)uzzy Linear Programming)和灰色線性規(guī)劃模型(GP，Grey Linear Programming)等。非線性決策模型對(duì)應(yīng)非線性規(guī)劃模型，但由于其比線性規(guī)劃模型復(fù)雜的多，只是近年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的發(fā)展才逐步應(yīng)用。典型的線性規(guī)劃模型如下：
設(shè)參與配方設(shè)計(jì)的原料有 n種 ,其中第j種的百分用量為 Xj,在滿足如下約束條件下達(dá)到目標(biāo)函數(shù) Z的最小值 :
其中 :aij為第j種原料中第i種養(yǎng)分的單位含量;bi為第i種養(yǎng)分的需要量;Cj為第j種原料的單價(jià)。
其他模型受篇幅限制和公式書寫限制，這里暫不給出 。
飼料配方參數(shù)
無論應(yīng)用什么模型來計(jì)算最終各種原料的配比，做一個(gè)配方，必須有三大參數(shù)
1.動(dòng)物的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn) 針對(duì)不同的動(dòng)物、不同的品種 、不同的年齡段，各國(guó)或機(jī)構(gòu)都通過試驗(yàn)等手段提出一套動(dòng)物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)
2.飼料原料的營(yíng)養(yǎng)成分 在飼料配方中 ,原料的營(yíng)養(yǎng)成分隨產(chǎn)地、季節(jié)、水分含量等的不同而不同
3.飼料原料的價(jià)格 這決定了一個(gè)飼料配方最終的成本。
飼料配方應(yīng)用
現(xiàn)舉 0～ 3周齡番鴨日糧配方實(shí)例。擬取玉米、大豆餅、米糠餅、肉骨粉、賴氨酸、蛋氨酸、石粉、、預(yù)混料和食鹽等10原料參與配方設(shè)計(jì)。表1列出的是原料養(yǎng)分及其變異值，概率規(guī)劃中原料的標(biāo)準(zhǔn)差和灰色規(guī)劃中原料養(yǎng)分變異值都來源于此。表2列出了概率規(guī)劃中各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的保證概率。表3列出了模糊規(guī)劃營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的伸縮度。表4列出了目標(biāo)規(guī)劃參數(shù)的權(quán)重。
表1 不同原料養(yǎng)分含量及其變異值
原料 | 價(jià)格 | 代謝能 (MJ/kg) | 粗蛋白 (%) | 鈣 (%) | 有效磷 (%) | 賴氨酸 (%) | 蛋氨酸 (%) | 蛋+胱 (%) |
玉米 | 1200.00 | 13.56 | 8.7 | 0.02 (0.003) | 0.12 (0.002) | 0.24 (0.001) | 0.18 (0.002) | 0.38 |
大豆餅 | 2100.00 | 10.54 | 40.9 | 0.30 (0.02) | 0.24 (0.009) | 2.38 (0.15) | 0.59 (0.008) | 1.20 |
米糠餅 | 1050.00 | 10.17 | 14.7 | 0.14 (0.01) | 0.22 (0.003) | 0.66 (0.04) | 0.26 (0.003) | 0.56 (0.008) |
肉骨粉 | 2600.00 | 8.20 | 50.0 | 9.20 (0.68) | 4.70 (0.76) | 2.60 (0.053) | 0.67 (0.004) | 1.00 |
賴氨酸 | 26000.00 | 0 | 0 | 0 | 0 | 98.50 | 0 | 0 |
蛋氨酸 | 35000.00 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 98.5 | 98.50 |
石粉 | 100.00 | 0 | 0 | 39.00 (0.69) | 0 | 0 | 0 | 0 |
1250.00 | 0 | 0 | 20.50 (1.08) | 18.89 (0.83) | 0 | 0 | 0 | |
預(yù)混料 | 8000.00 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
食鹽 | 1400.00 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
括號(hào)里的數(shù)據(jù)是原料養(yǎng)分的標(biāo)準(zhǔn)差
表2 概率規(guī)劃各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的保證概率
ME | CP | CA | A-P | Lys | Met | Met+Cys | |
置信度 | 50 | 50 | 69 | 69 | 95 | 95 | 95 |
表3 模糊規(guī)劃各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)伸縮度
ME | CP | CA | A-P | Lys | Met | Met+Cys | |
伸縮度 | -0.2% | 0 | 0 | 0 | 0 | -0.2% | 0 |
表4 目標(biāo)規(guī)劃參數(shù)權(quán)重（各原料上下限約束權(quán)重未列出）
價(jià)格 | ME | CP | CA | A-P | Lys | Met | Met+Cys | |
權(quán)重 | 5 | 5 | 100 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
目標(biāo)價(jià)格：1935.00
表5 養(yǎng)分及原料的約束條件
單位 | 約束形式 | 約束值 | ||
ME | MJ/kg | ≥ | 11.92 | |
CP | % | ≥ | 20.00 | |
CA | % | ≥ | 0.65 | |
A-P | % | ≥ | 0.40 | |
Lys | % | ≥ | 0.90 | |
Met | % | ≥ | 0.40 | |
Met+Cys | % | ≥ | 0.70 | |
食鹽 | % | ≥ | 0.25 | |
預(yù)混料 | % | ≥ | 0.35 |
表6列出了6種不同模型的計(jì)算結(jié)果，表7列出了按這些模型設(shè)計(jì)的飼料配方的營(yíng)養(yǎng)水平，本計(jì)算利用《科群配方》軟件完成。
表6 不同配方模型結(jié)果
原料 | 價(jià)格 （元/噸） | 模型 | |||||
傳統(tǒng)規(guī)劃 | 概率規(guī)劃 | 灰色規(guī)劃 | 模糊規(guī)劃 | 目標(biāo)規(guī)劃 | 收益 | ||
玉米 | 1200.000 | 54.315 | 54.114 | 53.960 | 53.628 | 54.250 | 35.000 |
米糠餅 | 1050.000 | 13.478 | 13.505 | 13.498 | 14.315 | 13.591 | 40.707 |
大豆餅 | 2100.000 | 26.200 | 26.780 | 27.283 | 26.063 | 26.176 | 18.699 |
肉骨粉 | 2600.000 | 5.155 | 4.707 | 4.325 | 5.140 | 5.153 | 4.246 |
石粉 | 100.000 | 0.173 | 0.220 | 0.259 | 0.175 | 0.173 | 0.678 |
1250.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
食鹽 | 1400.000 | 0.250 | 0.250 | 0.250 | 0.250 | 0.250 | 0.250 |
賴氨酸 | 26000.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 |
蛋氨酸 | 35000.000 | 0.079 | 0.073 | 0.075 | 0.078 | 0.079 | 0.069 |
預(yù)混料 | 8000.000 | 0.350 | 0.350 | 0.350 | 0.350 | 0.350 | 0.350 |
合計(jì)用量(%) | 100.000 | 100.000 | 100.000 | 100.000 | 100.000 | 100.000 | |
成本（元/噸） | 1536.943 | 1533.127 | 1532.692 | 1533.945 | 1535.000 | 1406.986 | |
表7 不同配方模型的營(yíng)養(yǎng)水平
營(yíng)養(yǎng)指標(biāo) | 標(biāo)準(zhǔn)值 | 傳統(tǒng)規(guī)劃 | 概率規(guī)劃 | 灰色規(guī)劃 | 模糊規(guī)劃 | 目標(biāo)規(guī)劃 | 收益 |
禽代謝能MJ/kg | 11.920 | 11.920 | 11.920 | 11.920 | 11.896 | 11.920 | 11.205 |
粗蛋白質(zhì)% | 20.000 | 20.000 | 20.000 | 20.000 | 20.000 | 20.000 | 18.800 |
鈣% | 0.650 | 0.650 | 0.650 | 0.650 | 0.650 | 0.650 | 0.775 |
有效磷% | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.376 |
賴氨酸% | 0.900 | 0.977 | 1.059 | 0.030 | 0.977 | 0.977 | 0.908 |
蛋氨酸% | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.399 | 0.400 | 0.376 |
蛋+% | 0.700 | 0.726 | 0.721 | 0.726 | 0.725 | 0.726 | 0.696 |
由表6，概率規(guī)劃，模糊規(guī)劃，灰色規(guī)劃都在一定程度上降低了配方成本，目標(biāo)規(guī)劃在給定與傳統(tǒng)規(guī)劃接近的成本后，表現(xiàn)也非常好，收益模型的日糧養(yǎng)分并沒有降低。
飼料配方常見配方
飼料配方鯉魚
1、麩皮43%、魚粉30%、豆餅15%、大麥10%、添加劑2%、飼料系數(shù)2。
2、豆餅50%、魚粉15%、麩皮15%、米糠15%、維生素1%、無機(jī)鹽1%、抗生素下腳料1%、黏合劑2%、飼料系數(shù)2.70。
飼料配方草魚
1、米糠40%、麩皮38%、豆餅10%、魚粉10%、酵母粉2%。飼料系數(shù)1.90。如另加喂青飼料，飼料系數(shù)為2.20。
2、稻草粉80%、豆餅10%，飼料系數(shù)4.90，另加喂青飼料，系數(shù)為13。
3、玉米粉70%、魚粉10%、豆餅粉15%、麩皮5%，其添加物為（以基礎(chǔ)飼糧總量計(jì)）：紅薯粉12%、食鹽0.50%、生長(zhǎng)素2%、2%，飼料系數(shù)4.80。
4、紅薯藤粉80%、豆餅粉15%、麩皮5%，按基礎(chǔ)飼糧總量添加：紅薯粉12%、食鹽0.50%、生長(zhǎng)素2%、2%，飼料系數(shù)為15。
飼料配方羅非魚
1、米糠45%、豆餅35%、蠶蛹粉10%、次粉8%、骨粉1.50%、食鹽0.50%，飼料系數(shù)2.27。
2、豆餅35%、麩皮30%、魚粉15%、大麥面8.50%、玉米面5%、槐樹葉粉5%，骨粉1%，食鹽0.50%。
飼料配方青魚
1、稻草粉40%、蠶蛹粉30%、菜籽餅粉10%、大麥粉20%，飼料系數(shù)為3。
2、青干草粉40%、棉籽餅粉30%、豆餅粉10%、菜籽餅粉5%、蠶蛹粉5%、魚粉5%、大麥粉5%，飼料系數(shù)為8。
參考資料
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