Iv . Математическое моделирование оптимизации суточного рациона кормления оао «базинское»

Подготовка исходной информации и исходной модели

 

В ОАО «Базинское» имеется Голштинская порода (голштино-фризы или черно-пестрый скот США и Канады). Представляет большой интерес, так как она используется при совершенствовании всех черно-пестрых пород мира. Черно-пестрый скот США и Канады совершенствовался в основном по обильномолочности и жирномолочности. При выращивании молодняка, кормлении и содержании коров применялась технология, направленная на создание нового, модернизированного, молочного типа скота.

Живая масса коров голштинской породы 670-700 кг, быков 960-1200 кг, причем коровы могут достигать живой массы 1000 кг, быки - 1250 кг. Бычки при рождении имеют живую массу 44-47, телки - 38-42 кг.

Голштины в основном черно-пестрой масти, с черными отметинами разных размеров. Встречаются животные черной масти, с небольшими отметинами на нижней части туловища, конечностях, кисти хвоста и голове. Изредка встречаются животные красно-пестрой масти. Высота в холке у взрослых коров в среднем 144 см, двухлеток -143, быков - 158-160 см. Грудь у коров глубокая (до 86 см), достаточно широкая (до 65 см); задняя часть туловища длинная, прямая и широкая (ширина зада в маклоках составляет 63 см). Высота в холке у телок к 15-месячному возрасту достигает в среднем 123 см, к 18 месяцам - 126 см. Конституция крепкая.

При разведении скота голштинской породы выявлено много рекордисток по удою и количеству молочного жира за лактацию и пожизненной продуктивности.

Наивысший удой за 305 дней лактации при двукратном доении был получен от голштинской породы коровы Бичер Арлинда Эллен в 1983 г. Он равнялся 25248 кг молока жирностью 2,82 %; с общим количеством жира за лактацию 712 кг.

Вымя у голштинских коров в основном имеет ваннообразную и чашевидную форму, характеризуется большой емкостью. Индекс его равен в среднем 45-46 % (колеблется 38,4-61,3 %). За сутки при двукратном доении от коров получают по 60-65 кг молока и более. Максимальная скорость молокоотдачи колеблется в среднем от 3,21 до 3,51 кг в 1 минуту.

В настоящее время основное стада крупного рогатого скота представлено потомками быков производителей трех линий голштинской породы (В. Айдиал, М. Чифтейн, Р. Соверинг). В 2010 году в ОАО «Базинское» было проботированно 854 гол. Все поголовье 100% чистопородное.

В хозяйстве рацион рассчитан по потребности при среднесуточном удое 24 кг и живой массе 535 кг. Каждая корова получает: сено - 4,5кг., сенаж (Вико-овес, люцерна, козлятник) 15кг, силос (кукурузный)- 10 кг., комбикорм - 4 кг. на каждую голову плюс 250 гр. на дойный литр. Комбикорма обогащены микроэлементами, хвоей. Состав комбикорма: овёс-20%, ячмень-50%, пшеница-30%. На 1 тонну комбикорма вносится: соль - 23 кг., жмых -.мясокостная мука - 3 кг. линатрийфосфат - 108 кг., мел - 150 кг., медь - 49 г., углекислый кобальт - 2,5 г., марганец - 257 г., йод натрий - 300 г., дрожжи с вит.Д - 0.90 кг. Скармливается патока из расчёта 0,5-1,0 литр, в зависимости от удоя коровы. Для улучшения поедаемости приобретен «миксер».

Из имеющихся в наличии кормов необходимо составить такой рацион, который по содержанию питательных веществ, соотношению отдельных видов и групп полностью отвечал бы требованиям животных и одновременно был самым дешевым. Наша задача составить оптимальный рацион кормления дойных коров массой 500 кг и продуктивностью 18,20,22 кг в сутки. Существующая продуктивность 16,4 кг в сутки.

В оптимальный рацион могут быть заложены следующие корма:

Х₁ – дробленное зерно ячменя, кг – 3,63 руб.;

Х₂ – отруби пшеничные, кг – 3,20 руб.;

Х₃ – сено люцерны II класса, кг. – 1,34 руб.;

Х₄ – сенаж бобовый II класса, кг. – 9,79 руб.;

Х₅ – силос кукурузный II класса, кг. – 10,07 руб.;

Х₆ – солома ячменная, кг. – 0,36 руб.;

Х₇ – витамин А (каротин), г. – 0,89 руб.;

Х₈ – ямоний фосфат, кг. – 5,65 руб.;

Х₉ – кормовой мел, кг – 7,91 руб.;

₁₀ – абсолютный подсчет кормовых единиц в рационе.

Запишем математические модели.

1. Выполнение зоотехнических требований:

 

 

I ₁ – множество условий или ограничений по зоотехническим требованиям.

2. Включение минимума и максимума:

 

Min

I ₃ - множество условий или ограничений типа min;

 

Max

I ₄ - множество условий или ограничений типа max.

3. Включение ограничений доли:

 

 

I ₅ - множество условий или ограничений типа менее;

I ₆ - множество условий или ограничений типа более.

4. Общий подсчет кормовых единиц:

 

I ₇ - множество условий или ограничений по подсчету кормовых единиц.

Математическая модель целевой функции имеет вид

 

 

Введем ряд обозначений:

 -стоимость (себестоимость) единицы корма j -го вида;

X_j - искомое количество корма j -го вида, входящего в рацион;

B_i - требуемое по норме количество i-го вида питательного вещества в рационе;

- норма содержания  питательного вещества в единице  вида корма;

j - индекс переменной показывающий порядковый номер вида корма в рационе;

J – множество включенных переменных по вида кормов;

I – множество ограничений (условий) по имеющимся в хозяйстве кормов;

- индекс ограничения, показывающий порядковый номер элемента питания.

Критерием оптимальности является минимальная стоимость рациона.

При составлении оптимального рациона нами учтены минимальные и максимальные требования по группе кормов, а также по процентному соотношению кормов в нутрии групп. Основными переменными являются корма, которые имеются в хозяйстве:

1. по выполнению кормовых единиц;

2. удовлетворению по обмену энергии, МДЖ;

3. обеспечению сухого вещества, кг.;

4. обеспечению сырого протеина, г.;

5. удовлетворения перевариваемого протеина, г;

6. обеспечению клетчатки, г;

7. получению крахмала, г;

8. получению сахара, г;

9. получению кальция, г;

10. обеспечения фосфора, г;

11. обеспечение каротина, г;

12.  обеспечение концентратами min, кг;

13. Обеспечение концентратами max, кг;

14.  удовлетворение грубыми min, кг;

15.  удовлетворение грубыми max, кг;

16.  получение сочных min, кг;

17.  получение сочных max, кг;

18. получение отрубей в концентратах менее 25%;

19.  Обеспечение сеном грубым более 60%;

20. общая питательность кормовых единиц.

В практических условиях не всегда выдерживаются требования к кормлению животных, что и определяет низкий уровень использования имеющегося генетического потенциала продуктивности молочного скота.

Обеспеченность кормами молочного скотоводства в сельскохозяйственных предприятиях за последние годы не превышала 62%, не соблюдались баланс кормов и структура рациона (недостаток грубых, сочных кормов и др.). Содержание переваримого протеина в кормах в последние годы не превышает 71% от потребности. За последние годы резко возросла стоимость кормов. Важнейшим направлением снижения себестоимости 1 ц к.ед. и повышения продуктивности коров является использование в рационных кормления животных комбикормов. Расход комбикорма в концентрированных кормах составляет 31%.

Следующим этапом будет определение оптимального рациона кормления с минимальными затратами.