肉雞動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)仿真模型的研究

《肉雞動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)仿真模型的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、肉雞動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)仿真模型的研究蔡輝益中國(guó)農(nóng)科院飼料研究所國(guó)家飼料工程技術(shù)中心caihuiyi@mail.caas.net.cn01068975110一、前言養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與很多因素有關(guān).因素相互作用的復(fù)雜性使得人們想準(zhǔn)確預(yù)測(cè)生產(chǎn)效率或生產(chǎn)系統(tǒng)的長(zhǎng)期利潤(rùn)成為夢(mèng)想利用數(shù)學(xué)模型把這些概念和知識(shí)轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)公式并和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合用于企業(yè)（一）、生長(zhǎng)模型概述1、模型的定義將動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、生理學(xué)、數(shù)學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，得到聯(lián)系實(shí)際的能在一定程度上反映動(dòng)物生理的數(shù)學(xué)積分方程或由此而產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)程序。模型是一系列基于生物學(xué)反應(yīng)的

2、數(shù)學(xué)公式，用于預(yù)測(cè)一定的營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件下動(dòng)物的生理學(xué)反應(yīng)。模型的固有特征是對(duì)實(shí)際條件的提煉、模擬并闡述主要對(duì)象的數(shù)量關(guān)系。2模型的分類2.1經(jīng)驗(yàn)和機(jī)制模型經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?----主要著眼于描述，是建立在大量觀察值的基礎(chǔ)之上，反映兩個(gè)或多個(gè)變量之間相互關(guān)系的模型，通常是回歸方程和擬合曲線。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃苌儆惺裁聪拗?，?duì)于一給定的數(shù)據(jù)集，總能找到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其擬合效果要比機(jī)制模型好。2模型的分類機(jī)制模型---則是對(duì)變異因素和系統(tǒng)的機(jī)理等進(jìn)行詳細(xì)描述，通常被許多假設(shè)或理論限制得很嚴(yán)，難以建立，即使有較多的參數(shù)可供調(diào)試，也是一樣。歸根結(jié)底

3、，每個(gè)機(jī)理模型最終都是建立在經(jīng)驗(yàn)之上的。靜態(tài)模型是不含時(shí)間變量的模型。在這類模型中，系統(tǒng)行為隨時(shí)間變化的任何改變都略而不計(jì)。當(dāng)前所建立的大部分營(yíng)養(yǎng)需要模型都是靜態(tài)模型。靜態(tài)模型不能反映時(shí)間維度的變化，只能用于確定某一確定時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)。世界上的一切事物都是以一定速度在變化的，因此靜態(tài)模型只能是一個(gè)近似式。2.2靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型則含時(shí)間變量t，它與靜態(tài)模型相比復(fù)雜得多。它通常表述因變量隨時(shí)間變化而發(fā)生的變化，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，系統(tǒng)的變化率有可能為零，這時(shí)就變?yōu)橐粋€(gè)靜態(tài)模型。由于動(dòng)物生長(zhǎng)過程就是隨時(shí)間的增長(zhǎng)而變化的過程，因

4、此動(dòng)態(tài)模型適于描述和預(yù)測(cè)動(dòng)物的生長(zhǎng)。2.2靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型2.3確定和隨機(jī)模型確定模型經(jīng)過數(shù)學(xué)公式的計(jì)算只能產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果.隨機(jī)模型考慮了變異因素的概率分布，可產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果范圍。當(dāng)不確定因素多時(shí)，采用隨機(jī)模型就非常重要3.1變量3.2參數(shù)和常數(shù)3模型的要素3.3微分方程微分方程描述模型中的狀態(tài)變量如何因時(shí)間而變化。動(dòng)態(tài)確定性模型由描述這些狀態(tài)變量如何隨時(shí)間變化的一階微分方程組成，微分方程的個(gè)數(shù)與狀態(tài)變量的個(gè)數(shù)相同。典型的用于動(dòng)態(tài)確定性模型的一次微分方程等于所有輸入之和減去輸出之和。3模型的要素生物學(xué)模型只是一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的大概描

5、述，很難準(zhǔn)確描述在所有環(huán)境條件下系統(tǒng)的行為。評(píng)價(jià)的目的是檢查一定條件下模型的可利用性。在一定的環(huán)境條件下模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確并不說明它在任何環(huán)境下都是正確的，但是，其可應(yīng)用的環(huán)境越廣，其預(yù)測(cè)能力越強(qiáng)。4.模型的評(píng)價(jià)（二）、動(dòng)物生長(zhǎng)模型的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀Pettigrew(1989)提出的模型包含了能量、蛋白質(zhì)的利用過程，涉及到營(yíng)養(yǎng)代謝的生化規(guī)定。近年來大量工作致力于子模塊的研究，如瘤胃飼料通過的數(shù)學(xué)模型、脂肪代謝模型、奶牛乳腺模型、瘤胃發(fā)酵模型、豬的能耗模型和腎臟動(dòng)態(tài)模型等，這些模型的建立為更高水平的生長(zhǎng)模型的建立打下堅(jiān)

6、實(shí)的基礎(chǔ)，推動(dòng)了動(dòng)物模型的發(fā)展。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀蔡輝益(1995):家禽模型的發(fā)展綜述馮定遠(yuǎn)（1997）:肉雞靜態(tài)模型李德發(fā)(2001):豬靜態(tài)模型（三）、常用的生長(zhǎng)模型1、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停阂恢币詠?，研究者在研究一種描述生長(zhǎng)和時(shí)間之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。常見的有：Robertson方程：W=A/(1+exp(-KA(t-In(A-W0)/(KA))Gompertz方程:W=Woexp(L/K)(1-exp(-Kt)其中，W是活重，T是日齡，Wo是初生重。2、機(jī)制模型最經(jīng)常被參考的模型是WhittemoreandFawcett(1976)

7、所提出的模型，這個(gè)模型描述了生長(zhǎng)豬體增重和胴體組成與飼料采食量、飼料組成、環(huán)境溫度之間的函數(shù)關(guān)系。其中心環(huán)節(jié)是蛋白質(zhì)的沉積。MoughanandBlack(1986)也提出了具有相似概念的生長(zhǎng)豬模型。（四）、生長(zhǎng)模型的輸出結(jié)果動(dòng)物生長(zhǎng)模型的輸出結(jié)果包括:體蛋白質(zhì)、體脂肪、體灰分和水分的重量；模擬養(yǎng)殖結(jié)束時(shí)動(dòng)物活重、羽毛重、料重比等。本試驗(yàn)是假設(shè)在環(huán)境條件適宜、營(yíng)養(yǎng)成分平衡且隨意采食充分、動(dòng)物無疾病應(yīng)激的條件下所測(cè)得的蛋白質(zhì)日沉積量可作為體蛋白日沉積上限的一種合理近似。試驗(yàn)1、　理想飼養(yǎng)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)平衡日糧條件下肉雞最大體蛋白

8、日沉積量本試驗(yàn)選用了200只AA肉仔雞進(jìn)行飼養(yǎng)和屠宰試驗(yàn)，模擬了體重與體蛋白之間關(guān)系的異速方程Y=aXb和描述體重與日齡關(guān)系的Gompertz方程。通過兩個(gè)方程的結(jié)合得到了體蛋白與日齡之間關(guān)系的方程Pdmax≈Pd=C*a*b*EBWb*In(A/EBW)，以確定體蛋白的沉積上限。試驗(yàn)1、　理想飼養(yǎng)環(huán)境