Смесь (рацион) может обладать тремя основными свойствами:
1. Одной максимизируемой или минимизируемой целью, такой как доход, стоимость рациона, сумма отклонений от нормы кормления по различным факторам питания или концентрация обменной энергии в единице сухого вещества;
2. Наличием ограничений, которые обычно выражаются в виде неравенств, например, объем используемого сырья (количество кормов и добавок) не может превышать имеющийся объем на складе (количество доступных кормовых средств);
3. Набором входных значений переменных, которые прямо или косвенно влияют на ограничения и оптимизируемые параметры (структура рациона, основанная на физиологических данных).
Модель направлена на минимизацию суммы отклонений потребления жизненно важных элементов питания, учитывая их значимость. Значимость элементов питания связана с особенностями физиологии пищеварения жвачных животных и определяет потенциальное неудовлетворение продукции при отклонении показателей от рекомендуемых норм. Основная цель модели заключается в решении этой проблемы.
Важно также найти экономически эффективное решение. Поэтому вторая по значимости цель – минимизация стоимости рациона.
Минимизация стоимости рациона в модели осуществляется путем определения целевой функции.
Минимизировать:
Где:
z – целевая функция;
bi – норма кормления по i -му показателю питательности;
ui – переменная недостатка i -го показателя питательности;
vi – переменная избытка i -го показателя питательности;
µi – коэффициент значимости i -го показателя питательности;
n – количество оптимизируемых показателей;
m – количество доступных для оптимизации кормов;
cj – стоимость единицы j-го корма;
xj – количество в рационе j-го корма;
i – количество оптимизируемых показателей;
j – количество кормов, используемых в рационе
Нужно отметить, что количество оптимизируемых показателей не обязательно совпадает с общим количеством балансируемых элементов питания, так как некоторые элементы питания могут быть балансированы за счет дополнительных кормовых ресурсов, таких как микро- и макроэлементы, витамины и другие. В оптимизируемую модель включаются основные параметры питания, которые непосредственно влияют на состав кормов в рационе.
При формировании системы ограничений важно учитывать следующие факты:
1. Потребление сухого вещества рационов молочных коров в начальный период лактации может значительно отличаться от рекомендуемых норм. Например, для коров весом 500 кг и продуктивностью 5000 кг молока за лактацию недостаток сухого вещества может быть до 1,6–5,7 кг в сутки в первые 6–8 недель после отела.
2. Концентрация обменной энергии в рационе также играет важную роль. Теоретически она должна быть повышена до 11–13 МДж/кг сухого вещества за указанный период, но на практике это достичь сложно из-за необходимости сбалансировать корма. В первые недели лактации доля концентратов не должна превышать 50%, что может привести к отрицательному балансу энергии и потере живой массы.
3. В середине лактации (18–20 недель) при высокой продуктивности и качественных кормах концентраты могут быть введены в рацион в небольших количествах (до 20% по сухому веществу) для удовлетворения потребностей животных в белке, минералах и витаминах.
4. Для составления оптимального рациона, удовлетворяющего потребности животных в энергии и питательных веществах, необходимо учитывать фактическое потребление сухого вещества кормов и использовать компьютерные технологии для оптимизации этого процесса.
