肉鸡动态生长仿真模型的研究

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1、肉鸡动态生长仿真模型的研究蔡辉益中国农科院饲料研究所国家饲料工程技术中心caihuiyi@mail.caas.net.cn01068975110一、前言养殖企业的经济效益与很多因素有关.因素相互作用的复杂性使得人们想准确预测生产效率或生产系统的长期利润成为梦想利用数学模型把这些概念和知识转变成数学公式并和先进的计算机技术相结合用于企业（一）、生长模型概述1、模型的定义将动物营养学、生理学、数学及计算机技术相结合，得到联系实际的能在一定程度上反映动物生理的数学积分方程或由此而产生的计算机程序。模型是一系列基于生物学反应的

2、数学公式，用于预测一定的营养和环境条件下动物的生理学反应。模型的固有特征是对实际条件的提炼、模拟并阐述主要对象的数量关系。2模型的分类2.1经验和机制模型经验模型-----主要着眼于描述，是建立在大量观察值的基础之上，反映两个或多个变量之间相互关系的模型，通常是回归方程和拟合曲线。经验模型很少有什么限制，对于一给定的数据集，总能找到一个经验模型，其拟合效果要比机制模型好。2模型的分类机制模型---则是对变异因素和系统的机理等进行详细描述，通常被许多假设或理论限制得很严，难以建立，即使有较多的参数可供调试，也是一样。归根结底

3、，每个机理模型最终都是建立在经验之上的。静态模型是不含时间变量的模型。在这类模型中，系统行为随时间变化的任何改变都略而不计。当前所建立的大部分营养需要模型都是静态模型。静态模型不能反映时间维度的变化，只能用于确定某一确定时刻系统的状态。世界上的一切事物都是以一定速度在变化的，因此静态模型只能是一个近似式。2.2静态和动态模型动态模型则含时间变量t，它与静态模型相比复杂得多。它通常表述因变量随时间变化而发生的变化，在某个时间点上，系统的变化率有可能为零，这时就变为一个静态模型。由于动物生长过程就是随时间的增长而变化的过程，因

4、此动态模型适于描述和预测动物的生长。2.2静态和动态模型2.3确定和随机模型确定模型经过数学公式的计算只能产生一个结果.随机模型考虑了变异因素的概率分布，可产生一个结果范围。当不确定因素多时，采用随机模型就非常重要3.1变量3.2参数和常数3模型的要素3.3微分方程微分方程描述模型中的状态变量如何因时间而变化。动态确定性模型由描述这些状态变量如何随时间变化的一阶微分方程组成，微分方程的个数与状态变量的个数相同。典型的用于动态确定性模型的一次微分方程等于所有输入之和减去输出之和。3模型的要素生物学模型只是一个真实系统的大概描

5、述，很难准确描述在所有环境条件下系统的行为。评价的目的是检查一定条件下模型的可利用性。在一定的环境条件下模型预测准确并不说明它在任何环境下都是正确的，但是，其可应用的环境越广，其预测能力越强。4.模型的评价（二）、动物生长模型的国内外研究现状国外发展现状Pettigrew(1989)提出的模型包含了能量、蛋白质的利用过程，涉及到营养代谢的生化规定。近年来大量工作致力于子模块的研究，如瘤胃饲料通过的数学模型、脂肪代谢模型、奶牛乳腺模型、瘤胃发酵模型、猪的能耗模型和肾脏动态模型等，这些模型的建立为更高水平的生长模型的建立打下坚

6、实的基础，推动了动物模型的发展。国内发展现状蔡辉益(1995):家禽模型的发展综述冯定远（1997）:肉鸡静态模型李德发(2001):猪静态模型（三）、常用的生长模型1、经验模型：一直以来，研究者在研究一种描述生长和时间之间关系的数学模型。常见的有：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是日龄，Wo是初生重。2、机制模型最经常被参考的模型是WhittemoreandFawcett(1976)

7、所提出的模型，这个模型描述了生长猪体增重和胴体组成与饲料采食量、饲料组成、环境温度之间的函数关系。其中心环节是蛋白质的沉积。MoughanandBlack(1986)也提出了具有相似概念的生长猪模型。（四）、生长模型的输出结果动物生长模型的输出结果包括:体蛋白质、体脂肪、体灰分和水分的重量；模拟养殖结束时动物活重、羽毛重、料重比等。本试验是假设在环境条件适宜、营养成分平衡且随意采食充分、动物无疾病应激的条件下所测得的蛋白质日沉积量可作为体蛋白日沉积上限的一种合理近似。试验1、　理想饲养环境和营养平衡日粮条件下肉鸡最大体蛋白

8、日沉积量本试验选用了200只AA肉仔鸡进行饲养和屠宰试验，模拟了体重与体蛋白之间关系的异速方程Y=aXb和描述体重与日龄关系的Gompertz方程。通过两个方程的结合得到了体蛋白与日龄之间关系的方程Pdmax≈Pd=C*a*b*EBWb*In(A/EBW)，以确定体蛋白的沉积上限。试验1、　理想饲养环境