Программирование моделей расчета рационов для сельскохозяйственных животных на эвм

Организация полноценного кормления животных, особенно высокопро­дуктивных коров, является одной из наиболее сложных задач в работе спе­циалистов-зоотехников и ученых. Такие факторы, как набор и качество кормов, кормление и физиологическое состояние животного, кормление и уровень продуктивности, кормление и качество молочной продукции, обя­зывают специалистов своевременно изменять условия и рационы кормле­ния для обеспечения у животных нормальных обменных процессов.

В системе кормления животных важным мероприятием является расчет рационов и приведение их состава и питательности в соответствие с нор­мами потребности по большому количеству нормируемых показателей, учитывающих зоотехнические и экономические требования. Поэтому для составления рационов целесообразно применять математические методы и электронно-вычислительные машины. При использовании ЭВМ и детали­зированных норм кормления имеется возможность максимально оптимизи­ровать рационы, значительно облегчить их расчеты с учетом потребнос­тей животного в питательных, минеральных веществах и витаминах. Пред­ставляется возможным из большого числа различных вариантов рационов подобрать наиболее подходящий, при котором может быть достигнут мак­симальный экономический эффект за счет более полного использования кормовых ресурсов хозяйства.

ВВЦ МСХиП, ВИЖ, МСХА и другие научные учреждения разработали ряд программ по оптимизации и расчету рационов для всех половозраст­ных групп крупного рогатого скота, свиней, овец и лошадей с учетом их продуктивности и физиологического состояния на основе различных под­ходов к расчетам рационов.

Так программа ВВЦ имеет 3 версии расчетов и оптимизации рационов: симплекс-метод, максимальная оптимизация рационов на основе программ­ного пакета "Excel" и расчет рационов на основе симплекс-метода по сто­имости ущерба при учете различных показателей.

База данных всех программ составлена на основе обновленного спра­вочного материала книги "Нормы и рационы кормления сельскохозяйствен­ных животных", составленных коллективом авторов под редакцией А.П.­Калашникова, Н.И.Клейменова и В.В.Щеглова. В ней приведены сведения о питательности около 300 основных видов кормовых средств, используе­мых в рационах животных. Диапазон кормов можно расширить по жела­нию заказчика. Информация о питательности кормов дана по 23-32 компо­нентам. При использовании собственных данных о питательности кормов специалисты могут вносить изменения вместо табличных данных.

Следует отметить, что программы на основе линейного программиро­вания, так называемом симплекс-методе, оптимизацию рациона произво­дят по минимальной стоимости кормовых средств. При этом программы не учитывают зоотехнические и физиологические требования животных к рациону, а также качество используемых кормов. Рацион на основе мини­мальной стоимости кормов не всегда соответствует потребностям высо­копродуктивных животных, например, рацион для высокопродуктивных лактирующих коров может включать большое количество соломы или других малоценных кормов, которые животное не может потребить и в це­лом рацион может не соответствовать научным рекомендациям. В резуль­тате ограничивается продуктивность животного, а следовательно снижа­ется эффективность использования кормов и в целом прибыль.

ВИЖ разработал программу с использованием прикладного пакета ин­тегрированных программ "Excel" для расчетов оптимальных детализиро­ванных рационов животным различного уровня продуктивности.

Все программы имеют примерно один и тот же принцип расчетов, рабо­чего процесса и показа данных на таблицах в зависимости от живой массы, физиологического состояния, возраста и продуктивности животных.

1. Таблица питательности стандартных кормовых средств, в которой специалист может изменить (уточнить) питательность отдельных кормов в случае необходимости.

2. Таблица состава рациона, в которой указывается количество кормовых ингредиентов, структура и стоимость рациона.

3. Таблица потребности по нормам и содержанию питательных веществ, макро-, микроэлементов и витаминов в составленном рационе в соответ­ствии с детализированными нормами

4. Таблица минеральных добавок и солей макро- и микро минеральных добавок и витаминов (премиксы, минеральные смеси) , которые следует добавить в рацион для балансирования их по недостающим элементам пи­тания.

5. Таблица зоотехнических и экономических показателей рациона по­казывает данные о содержании ЭКЕ и сухого вещества в рационе на 100 кг живой массы, процент протеина и клетчатки в рационе, сахаро-протеино-вое отношение, для коров расход ЭКЕ и протеина на 1 кг молока, стоимость рациона и др.

6. Расход кормов на 1 голову или на все поголовье коров за определен­ный период времени.

Программа позволяет разработать оптимизированный по всему комп­лексу контролируемых показателей рацион, на любую живую массу и при­рост, а для коров - на любой удой и процент жира в молоке. В программе предусмотрены ограничения по использованию отдельных грубых или соч­ных кормов в соответствии с зоотехническими требованиями.

Особенностью программы также является то, что оптимизация рацио­на производится на основе разработанных алгоритмов и формул регрессии. Причем, как в автоматическом режиме (без ввода количеств объемистых кормов), так и в режиме собственного решения (диалоговый режим), после ввода объемистых кормов, по своему желанию, производится автоматичес­кая оптимизация рациона за счет концентрированных кормов. При разра­ботке рационов учитывается качество используемых объемистых кормов. Чем выше качество объемистого корма, тем больше его потребляет живот­ное и тем меньше расход дефицитных концентрированных кормов.

Программа позволяет:

- делать выбор кормовых средств из имеющейся базы данных, насчи­тывающих около 300 видов кормов, табличных данных или собствен­ных кормов, стандартных комбикормов, БВД и премиксов;

- проанализировать составленный рацион по содержанию питательных веществ и других показателей и сделать соответствующие поправки и решения;

• составить рецепт зерносмеси или комбикорма из собственных кормовых средств, БВД или минерально-витаминного премикса, для вос­полнения дефицита питательных веществ, макро- и микроэлементов и витаминов в рационе;

• рассчитать потребность в кормах на установленное количество жи­вотных и на определенный период времени для каждой группы жи­вотных;

• рассчитать затраты концентратов на единицу продукции, определить стоимость рациона и получаемой продукции;

• напечатать рацион, его питательную ценность и требуемое количе­ство минерального премикса.

• прогнозировать продуктивность животных, в зависимости от сбалансированности рациона по питательным веществам;

• составление рационов на ЭВМ позволяет значительно сэкономить время для специалистов, позволяет повысить производительность его труда.

На экране пользователь может видеть данные содержания количеств кормов в рационе, структуру рациона, его стоимость и т. д., потребность и содержание питательных веществ, макро- и микроэлементов, витаминов и количество макро- и микроэлементов, витаминов, которые необходимо добавить непосредственно в рацион или в составе комбикорма или премик­са. Специалисты хозяйств или фермер могут проанализировать рацион по содержанию питательных веществ и других показателей и сделать соот­ветствующие поправки, оперативно решать возникающие вопросы по оп­тимизации кормления животных и составить наиболее оптимальный вари­ант рациона и распечатать его на принтере.

Для каждой программы составлена инструкция пользования. Она по­зволяет любому специалисту быстро овладеть процессом составления ра­ционов на ЭВМ.

Коллективом Главного Вычислительного Центра МСХиП России со­вместно с ВИЖем, разработана "Система КОРМА России", в которой обоб­щены данные по кормовым средствам всех регионов Российской Федера­ции. Детально по каждому корму показана его питательность, даны харак­теристики для каждого показателя питательности кормового средства, ре­комендации по ограничению скармливания каждого вида кормов живот­ным. В базе данных приведена рецептура комбикормов, БВД и премиксов для каждого вида животных. Систему можно использовать как информаци­онно-справочный банк данных, она входит в Интернет для пользования специалистами сельского хозяйства.

В ВИЖе разработаны также компьютерные программы по расчету потребности в кормах для отдельных хозяйств, районов, областей, регио­нов; косвенным методам расчета питательности кормов; разработке ре­цептуры комбикормов, БВД, премиксов.

Указанные программы позволяют оперативно решать вопросы кормо­производства и кормления крупного рогатого скота, свиней и овец, опти­мизировать их рационы кормления, обеспечивать продуктивность живот­ных в соответствии с их генетическим потенциалом.

Все эти и другие программы могут быть приобретены в ВИЖе.