Формируя систему ограничений, следует учитывать, что:
-
Фактическое потребление сухого вещества рационов молочных коров в начальный период лактации существенно отличается от рекомендуемого научно обоснованными нормами кормления. Для коров живой массой 500 кг и продуктивностью 5000 кг молока за лактацию недостаток СВ может достигать 1,6–5,7 кг в сутки в первые 6–8 недель после отела.
-
Концентрация обменной энергии в СВ рациона за указанный период теоретически должна быть повышена до уровня 11–13 МДж/кг СВ, а в начале второй недели – до 14,7 МДж/кг СВ, что никоим образом не может быть реализовано на практике, так как требует смещения соотношения кормов в сторону концентратной части до 80 % по сухому веществу. Практически этот показатель не должен превышать 50 %. По этой причине в первые 6–8 недель лактации может быть отрицательный баланс энергии, что приводит к потере живой массы.
-
В середине лактации (18–20 недели) при суточной продуктивности до 17 кг молока и высоком качестве сочных и грубых кормов необходимость включения концентратов для удовлетворения энергетической потребности животных отсутствует. Незначительное их количество (до 20 % по СВ) вводится для удовлетворения в белке, минеральных веществах и витаминах.
-
Для составления рациона, обеспечивающего максимальное удовлетворение потребностей животных в энергии и питательных веществах, необходимо определять реальное потребление сухого вещества кормов и далее использовать оптимизационную компьютерную технологию, обеспечивающую решение указанной задачи.
Решение математической модели рациона
Для решения задачи с помощью надстройки «Поиск решения» прежде всего следует подготовить рабочий лист MS Excel, корректно разместить на нем все исходные данные, грамотно ввести необходимые формулы для целевой функции и для других зависимостей, выбрать место для значений переменных. Правильно ввести все ограничения, переменные, целевую функцию и другие значения в окно «Поиск решения».
Для создания электронной модели использовался набор таблиц, содержащих информацию о потребности коров в энергии и питательных веществах, химическом составе используемых кормов и сводной таблицы, содержащей все необходимые формулы и взаимосвязи для фор-
мирования исходной матрицы модели. При запуске процедуры решения матрица используется в качестве входной информации математического модуля.
Пример составления рациона посредством программы «Поиск решения»
Составим рацион кормления для лактирующей коровы в период раздоя при продуктивности 32 кг молока в сутки. Масса коровы – 600 кг. Ожидаемый надой – 6800–7000 кг молока за лактацию. Для наглядности упростим модель и составим рацион по основным показателям – обменной энергии, сухому веществу и сырому протеину. При необходимости можно расширить модель, при этом принцип ее создания и решения не изменится.
Исходный вид модели рациона представлен на рис. 6.
Вначале создаем зону данных в диапазоне ячеек A2:F5. По столбцам занесена информация о питательности кормов, включая их названия. Все показатели приведены в расчете на 1 кг натурального корма. Следует выдерживать размерность параметров модели – использовать одинаковые единицы измерения во всех ее частях. В строке 6 рассчитываем концентрацию обменной энергии в сухом веществе кормов (КОЭ) путем деления первого на второе. Затем рассчитываем КОЭ по норме в столбце F.
В строку 7 вводим ключевые ячейки (ячейки решения), где будут
отображаться количества кормов в рационе при его оптимизации. Вначале записываем в них значение 1 для контроля за правильностью сборки модели.
Зона формул отображается в диапазоне A8:F10. Для удобства ввода используем интеллектуальное копирование ячейки B8 с предварительной фиксацией в формуле ячейки В7. Формула задана как =B3×B$7. Теперь при копировании вниз по строкам эта ячейка изменяться не будет, а при копировании вправо по столбцам будет изменяться только символ столбца, но не строки. Рекомендуем пользоваться именно таким приемом ввода формул, так как он не только ускоряет работу, но и позволяет избежать ошибок ввода.
Столбец F содержит суммы по каждому из показателей питательности. Так, ячейка F8 содержит сумму обменной энергии в рационе, а ячейки F9 и F10 – сухое вещество и сырой протеин соответственно.
В Нижней части модели рассчитана структура рациона по обменной энергии в процентах (строка 11), а также определены две строки ограничений по кормам. В строке 12 задается минимум на скармливание того или иного корма, а в строке 13 – максимум. И последний фрагмент модели – ячейка B14 содержит сумму концентрированных кормов, которая будет определена как целевая ячейка, решаемая на минимум. Количество концентратов в рационе необходимо минимизировать.
Для отображения значений вместо формул необходимо войти в меню Сервис – Параметры , и на вкладке Вид снять флажок Формулы . После этого отобразится результат вычислений во всех ячейках листа, где записаны формулы (рис. 7).
