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摘要根据肉山羊饲养标准、饲料原料的种类和价格,利用Excel线性规划求解功能,以饲料成本最低为目标,优化设计山羊饲料配方的方法。该方法简便、快捷、适用性广。
关键词山羊;饲料配方;Excel 线性规划
中图分类号S827文献标识码A文章编号0517-6611(2014)18-05867-03
设计和采用科学而实用的畜禽饲料配方是合理利用当地饲料资源,提高养殖生产水平,保证畜禽健康,获得较高经济效益的重要保证。饲料配方的设计方法很多,常用的有传统手算法和现代计算机运算法。手算法包括试差法、对角线法和代数法等[1],往往需要经过反复多次计算才能找到满意结果,且无法得出效益最佳配方。电子计算机运算法包括线性规划法、目标规划法和模糊线性规划法等[2-4],其中开发最早、运用最普遍的是线性规划法。线性规划法将动物对营养物质的最适需要量和饲料原料的营养成分及价格作为已知条件,将满足动物营养需要及饲料原料控制范围作为约束条件,并将最小饲料成本作为配方设计的目标函数,根据线性规划原理计算出既满足营养要求又价格最低的饲料配方。笔者以青贮玉米秸秆、大豆秸粉、玉米、麦麸、豆粕、豆渣、大豆皮、预混料、磷酸氢钙、食盐等作为饲料来源,以20 kg肉羊日增重0.2 kg育肥为例,阐述利用Excel 2003规划求解功能优化设计饲料配方方法与步骤。
1材料与方法
1.1数据收集
1.1.1查询肉羊饲养标准。依据《中华人民共和国农业行业标准——肉羊饲养标准(NY/T816-2004)》查得体重20 kg日增重0.2 kg育肥山羊每日营养需要量:消化能8.29 MJ,粗蛋白87 g,Ca 8.5 g,P 5.6 g和食盐3.8 g。然后,再根据日采食量(0.76 kg/d)计算出各营养组分在育肥山羊饲料中的需求比例消化能10.91 MJ/kg、粗蛋白11.45%,Ca 112%,P 0.74%,食盐0.50%。
1.1.2查询饲料原料营养组成及价格。依据《肉羊饲养标准》中的“中国羊常用饲料成分及营养价值表”以及“中国饲料成分及营养价值表(第24版)”和“羊常用饲料的营养成分[5]”查询各饲料原料的营养组成,并根据各饲料原料市场单价以及干物质含量折算成干物质价格(表3)。
1.2电脑设置与操作
1.2.1设置电脑“规划求解”功能。打开Excel 2003电子表格操作软件,点击菜单栏“工具”,在下拉菜单中选择“加载宏…”,在打开的加载宏复选框中勾选“规划求解”,点“确定”。
1.2.2输入数据。如图1设置工作表格式,并将育肥山羊饲料营养需求量和表1数据分别输入相应单元格。其中,B4至K18为各种原料相应的营养含量或占比;B19至K19是初始配方重量,均给定为1;B20至K20是各原料的干物质价格;B23至K23为各原料的干物质含量;在N4至N8分别输入相应的营养需求标准。
3讨论
(1)有时由于原料结构不充分以及约束条件过度限制与营养指标不协调等原因,导致电脑无法给出最优解,此时电脑会给出一个近似解,可根据近似解对原料结构或约束条件进行适当调整,再进行计算,直至最终得到最优解。
(2)设置约束条件涉及动物营养专业,需要具备一定的营养学知识或养殖经验。
(3)利用Excel线性规划求解功能不仅适用于优化设计山羊育肥饲料配方,而且适用于其他畜禽饲料配方设计,该方法简便、快捷,结果准确,适合广大养殖专业户应用。
参考文献
[1] 权凯,赵金艳.肉羊养殖实用新技术[M].北京:金盾出版社,2013:183-186.
[2] 邹成义.现代动物饲料配方设计要点[J].饲料工业,2012,33(17):57-59.
[3] 黄汉英,熊先安,魏明新.计算机优化饲料配方软件的研制[J].粮食与饲料工业,1999(4):1-4.
[4] 巴恒星,杨颖,孙瑶,等.应用Lpsolve建立模型在动物饲料配方设计中的研究[J].饲料工业,2010,31(9):55-57.
[5] 王志武,闫益波,李童.肉羊标准化规模养殖技术[M].北京:中国农业科学技术出版社,2013:122-124.
关键词山羊;饲料配方;Excel 线性规划
中图分类号S827文献标识码A文章编号0517-6611(2014)18-05867-03
设计和采用科学而实用的畜禽饲料配方是合理利用当地饲料资源,提高养殖生产水平,保证畜禽健康,获得较高经济效益的重要保证。饲料配方的设计方法很多,常用的有传统手算法和现代计算机运算法。手算法包括试差法、对角线法和代数法等[1],往往需要经过反复多次计算才能找到满意结果,且无法得出效益最佳配方。电子计算机运算法包括线性规划法、目标规划法和模糊线性规划法等[2-4],其中开发最早、运用最普遍的是线性规划法。线性规划法将动物对营养物质的最适需要量和饲料原料的营养成分及价格作为已知条件,将满足动物营养需要及饲料原料控制范围作为约束条件,并将最小饲料成本作为配方设计的目标函数,根据线性规划原理计算出既满足营养要求又价格最低的饲料配方。笔者以青贮玉米秸秆、大豆秸粉、玉米、麦麸、豆粕、豆渣、大豆皮、预混料、磷酸氢钙、食盐等作为饲料来源,以20 kg肉羊日增重0.2 kg育肥为例,阐述利用Excel 2003规划求解功能优化设计饲料配方方法与步骤。
1材料与方法
1.1数据收集
1.1.1查询肉羊饲养标准。依据《中华人民共和国农业行业标准——肉羊饲养标准(NY/T816-2004)》查得体重20 kg日增重0.2 kg育肥山羊每日营养需要量:消化能8.29 MJ,粗蛋白87 g,Ca 8.5 g,P 5.6 g和食盐3.8 g。然后,再根据日采食量(0.76 kg/d)计算出各营养组分在育肥山羊饲料中的需求比例消化能10.91 MJ/kg、粗蛋白11.45%,Ca 112%,P 0.74%,食盐0.50%。
1.1.2查询饲料原料营养组成及价格。依据《肉羊饲养标准》中的“中国羊常用饲料成分及营养价值表”以及“中国饲料成分及营养价值表(第24版)”和“羊常用饲料的营养成分[5]”查询各饲料原料的营养组成,并根据各饲料原料市场单价以及干物质含量折算成干物质价格(表3)。
1.2电脑设置与操作
1.2.1设置电脑“规划求解”功能。打开Excel 2003电子表格操作软件,点击菜单栏“工具”,在下拉菜单中选择“加载宏…”,在打开的加载宏复选框中勾选“规划求解”,点“确定”。
1.2.2输入数据。如图1设置工作表格式,并将育肥山羊饲料营养需求量和表1数据分别输入相应单元格。其中,B4至K18为各种原料相应的营养含量或占比;B19至K19是初始配方重量,均给定为1;B20至K20是各原料的干物质价格;B23至K23为各原料的干物质含量;在N4至N8分别输入相应的营养需求标准。
3讨论
(1)有时由于原料结构不充分以及约束条件过度限制与营养指标不协调等原因,导致电脑无法给出最优解,此时电脑会给出一个近似解,可根据近似解对原料结构或约束条件进行适当调整,再进行计算,直至最终得到最优解。
(2)设置约束条件涉及动物营养专业,需要具备一定的营养学知识或养殖经验。
(3)利用Excel线性规划求解功能不仅适用于优化设计山羊育肥饲料配方,而且适用于其他畜禽饲料配方设计,该方法简便、快捷,结果准确,适合广大养殖专业户应用。
参考文献
[1] 权凯,赵金艳.肉羊养殖实用新技术[M].北京:金盾出版社,2013:183-186.
[2] 邹成义.现代动物饲料配方设计要点[J].饲料工业,2012,33(17):57-59.
[3] 黄汉英,熊先安,魏明新.计算机优化饲料配方软件的研制[J].粮食与饲料工业,1999(4):1-4.
[4] 巴恒星,杨颖,孙瑶,等.应用Lpsolve建立模型在动物饲料配方设计中的研究[J].饲料工业,2010,31(9):55-57.
[5] 王志武,闫益波,李童.肉羊标准化规模养殖技术[M].北京:中国农业科学技术出版社,2013:122-124.