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 пзволяет 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.