2、下原则：（一）科学性原则饲养标准是对动物实行科学饲养的依据，因此，经济合理的饲料配方必须根据饲养标准所规定的营养物质需要量的指标进行设计。在选用的饲养标准基础上，可根据饲养实践中动物的生长或生产性能等情况做适当的调整。一般按动物的膘情或季节等条件的变化，对饲养标准可作适当的调整。设计饲料配方应熟悉所在地区的饲料资源现状，根据当地饲料资源的品种、数量以及各种饲料的理化特性和饲用价值，尽量做到全年比较均衡地使用各种饲料原料。在这方面应注意的问题是：1.饲料品质应选用新鲜无毒、无霉变、质地良好的饲料。黄曲霉和重金属砷、汞等有毒有害物质不能超过规定含量。含毒素的饲料应在脱毒后使用，或控制一定的喂
3、量。2.饲料体积应注意饲料的体积尽量和动物的消化生理特点相适应。3.饲料的适口性饲料的适口性直接影响采食量。应选择适口性好、无异味的饲料。若采用营养价值虽高，但适口性却差的饲料须限制其用量。特别是为幼龄动物和妊娠动物设计饲料配方时更应注意。对味差的饲料也可采用适当搭配适口性好的饲料或加入调味剂以提高其适口性，促使动物增加采食量。（二）经济性和市场性原则经济性即考虑经济效益。饲料原料的成本在饲料企业中及畜牧业生产中均占很大比重，在追求高质量的同时，往往会付出成本上的代价。营养参数的确定要结合实际，饲料原料的选用应注意因地制宜和因时制宜，要合理安排饲料工艺流程和节省劳动力消耗，降低成本。不
5、出的产品应严格符合国家法律法规及条例，如营养指标、感观指标、卫生指标、包装等。尤其违禁药物及对动物和人体有害物质的使用或含量应强制性遵照国家规定。有的规定不太合理或落后于科学，虽可以利用合理渠道与方法超越限制，但在一些关键性的强制性指标上必须注意执行，因产品要接受质量监督部门的管理。企业标准应通过合法途径注册并遵照执行。随着社会的进步，饲料生物安全标准和法规将陆续出台，配方设计要综合考虑产品对环境生态和其他生物的影响，尽量提高营养物的利用效率，减少动物废弃物中氮、磷、药物及其他物质对人类、生态系统的不利影响。（五）逐级预混原则为了提高微量养分在全价饲料中的均匀度，原则上讲，凡是在成品中的用
6、量少于1%的原料，均首先进行预混合处理。如预混料中的硒，就必须先预混。否则混合不均匀就可能会造成动物生产性能不良，整齐度差，饲料转化率低，甚至造成动物死亡。二、饲料配方设计的方法（一）饲料配方设计的基本步骤饲料配方设计有多种方法，但其设计步骤基本类似，一般按以下5个步骤进行：1.明确目标饲料配方设计的第一步是明确目标，不同的目标对配方要求有所差别。目标可以包括整个产业的目标、整个产业中养殖场的目标和养殖场中某批动物的目标等不同层次。主要目标含以下方面：(1)单位面积收益最大；(2)每头上市动物收益最大；(3)使动物达到最佳生产性能；(4)使整个集团收益最大；(5)对环境的影响
7、最小；(6)生产含某种特定品质的畜产品。随养殖目标的不同，配方设计也必须作相应的调整，只有这样才能实现各种层次的需求。2.确定动物的营养需要量国内外的猪、鸡、牛的饲养标准可以作为营养需要量（nutrientrequirements）的基本参考。但由于养殖场的情况千差万别，动物的生产性能各异，加上环境条件的不同，因此在选择饲养标准时不应照搬，而是在参考标准的同时，根据当地的实际情况，进行必要的调整，稳妥的方法是先进行试验，在有了一定的把握的情况下再大面积推广。动物采食量是决定营养供给量的重要因素，虽然对采食量的预测及控制难度较大，但季节的变化及饲料中能量水平、粗纤维含量、饲料适口性等
8、是影响采食量的主要因素，供给量的确定一般不能忽略这些方面的影响。3.选择饲料原料这是饲料配制的第三步，即选择可利用的原料并确定其养分含量和对动物的利用率。原料的选择应是适合动物的习性并考虑其生物学效价（或有效率）。4.饲料配方将以上三步所获取的信息综合处理，形成配方配制饲粮，可以用手工计算，也可以采用专门的计算机优化配方软件。5.配方质量评定饲料配制出来以后，想弄清配制的饲粮质量情况必须取样进行化学分析，并将分析结果和预期值进行对比。如果所得结果在允许误差的范围内，说明达到饲料配制的目的。反之，如果结果在这个范围以外，说明存在问题，问题可能是出在加工过程、取样混合或配方，也可能是出在
10、饲粮的类型和预期采食量。饲粮类型与其组成和养分的含量有关。即所设计的配方是全价饲料，还是浓缩饲料等。如果是全价饲料，它是用于限制饲喂还是自由采食？故应了解所配饲粮的类型。在设计配方时，应使动物能够食到所需要的数量，因为饲粮中各种养分所需浓度取决于采食量。（三）饲粮配合的方法饲粮配合主要是规划计算各种饲料原料的用量比例。设计配方时采用的计算方法分手工计算和计算机规划两大类：手工计算法，有交叉法、方程组法、试差法，可以借助计算器计算；计算机规划法，主要是根据有关数学模型编制专门程序软件进行饲料配方的优化设计，涉及的数学模型主要包括线性规划、多目标规划、模糊规划、概率模型、灵敏度分析、多配方技术等
11、。1.交叉法（crossmethod）交叉法又称四角法、方形法、对角线法或图解法。在饲料种类不多及营养指标少的情况下，采用此法，较为简便。在采用多种类饲料及复合营养指标的情况下，亦可采用本法。但由于计算要反复进行两两组合，比较麻烦，而且不能使配合饲粮同时满足多项营养指标。（1）2种饲料配合例如，用玉米、豆粕为主给体重3560kg的生长育肥猪配制饲料。步骤如下：第一步查饲养标准或根据实际经验及质量要求制定营养需要量，3560kg生长肉猪要求饲料的粗蛋白质一般水平为14%。经取样分析或查饲料营养成分表，设玉米含粗蛋白质为8%，豆粕含粗蛋白质为45%。第二步作十字交叉图，把混合饲料所需要达到的
13、重生长猪的混合饲料，由83.78%玉米与16.22%豆饼组成。用此法时，应注意2种饲料养分含量必须分别高于和低于所求的数值。（2）2种以上饲料组分的配合例如要用玉米、高粱、小麦麸、豆粕、棉籽粕、菜籽粕和矿物质饲料（骨粉和食盐）为体重3560kg的生长育肥猪配成含粗蛋白质为14%的混合饲料。则需先根据经验和养分含量把以上饲料分成比例已定好的3组饲料。即混合能量饲料、混合蛋白质饲料和矿物质饲料。把能量料和蛋白质料当作2种饲料做交叉配合。方法如下：第一步先明确用玉米、高粱、小麦麸、豆粕、棉籽粕、菜籽粕和矿物质饲料粗蛋白质含量，一般玉米为8.0%、高粱8.5%、小麦麸13.5%、豆粕45.0%、棉籽
27、算各种矿物质饲料和添加剂实际总量：磷酸氢钙+石粉+蛋氨酸+食盐+维生素预混料+微量元素预混料1.17%+0.81%+0.013%+0.20%+0.3%+0.5%2.993%，比估计值低3%-2.993%=0.007%，象这样的结果不必再算，可在玉米或麦麸中增加0.007%即可。一般情况下，在能量饲料调整不大于1%时，对饲粮中能量、粗蛋白质等指标引起的变化不大，可忽略不计。第六步列出配方及主要营养指标。06周龄产蛋雏鸡饲粮配方及其营养指标如表15-5。表15-5饲粮配方原料配比（）成分含量玉米（）67.007代谢能（MJ/kg）11.91麦麸（）4.00粗蛋白质（%）18.02豆粕（
29、件转化为线性数学函数、求解一定约束条件下的目标值(最小值或最大值)。（1）线性规划法的基本条件采用线性规划法解决饲料配方设计问题时一般要求如下情况成立：饲料原料的价格、营养成分数据是相对固定的，基本决策变量（x）为饲料配方中各种饲料原料的用量，饲料原料用量可以在指定的用量范围波动；饲料原料的营养成分和营养价值数据具有可加性，规划过程不考虑各种营养成分或化学成分的相互作用关系；特定情况下动物对各种养分需要量为基本约束条件，并可转化为决策变量的线性函数，每一线性函数为一个约束条件，所有线性函数构成线性规划的约束条件集；只有一个目标函数，一般指配方成本的极小值，也可以是配方收益的最大值，
30、目标函数是决策变量的线性函数，各种原料所提供的成分与其使用量呈正比；最优配方为不破坏约束条件的最低成本配方或最大收益配方。（2）线性规划法设计优化饲料配方的数学模型设xj（x1，x2，x3，xn）为参与配方配制过程的各种原料相应的用量，w0为所有饲料原料用量之和（1、100、100或1000等），n为原料个数，m为约束条件数，aij（i1，2，m；j1，2，n）为各种原料所含相应的营养成分，bi（b1，b2，b3，bm）为配方中应满足的各项营养指标或重量指标的预定值，cj（c1，c2，c3，cn）为每种原料相应的价格系数，Z为目标值，则下列模型成立：目标函数Zmin=c1x1+c2x2+
31、cnxn满足约束条件：a11x1+a12x2+a1nxn(=，)b1a21x1+a22x2+a2nxn(=，)b2am1x1+am2x2+amnxn(=，)bmx1+x2+xnw0x1，x2，xn0即求满足约束条件下的最低成本配方。如果求解最大收益，可将目标设定为求解饲料转换效率与饲料价格之乘积最低，利用饲料转化随代谢能变化的回归关系，筛选最大收益配方，由于最大收益配方涉及因素多，编制模型和计算机软件均有一定难度，目前多用的仍是最低成本配方。（3）线性规划问题的解法上述线性规划饲料配方计算模型由于含有多个不等式，实际计算时不太方便，如果将所建立的线性规划模型转化为标准型，则
33、可行解开始，转移到下一个基本可行解，若转移后目标函数值不变小则要继续转移。如有最优解存在，就转移到求得最优解为止。改进单纯形法系单纯形法的改进算法。其优点是中间变量少，运算量小，适宜解决变量多、约束多的饲料配方计算问题。一般线性规划的计算机程序大部分采用改进单纯形法设计。线性规划法详细求解过程参阅运筹学有关书籍。（4）线性规划最低成本配方设计的一般步骤线性规划法计算饲料配方时可以手工计算，但手工计算比较费时，目前多采用专门的计算机软件求解，用于饲料配方设计的计算机机型和线性规划软件很多，但优化的原理是一样的，方法和步骤也差别不大，兹仅介绍饲料配方软件一般的操作步骤。建立和维护饲料原料数
36、程序需要手工记录相应的原料品种数、条件数(、的方程数)等参数值。目前大多数配方程序自动统计原料个数和条件数。由计算机计算饲料配方并显示结果。对配方结果进行分析判断是否符合要求及是否有必要加以调整。如果符合要求则保存或打印配方表；如果有必要加以调整，则可删除或增加原料品种，应将原品种的各项营养成分及价格换成新增品种的相应数据，若对原料的某一数据增删，则只需在原有基础上进行即可。也可改变某项指标的、数据来调整运算模型。调整好后重新运算，直至配方结果满意为止。（5）线性规划最低成本配方设计实例以设计生长蛋鸡配合饲料为例，介绍线性规划在饲料配方设计上的应用。步骤如下：从原料库选择玉米、麦麸、
37、豆粕、棉籽粕、菜籽粕、鱼粉、石粉、磷酸氢钙、赖氨酸、蛋氨酸、食盐、1添加剂复合预混料，并修改完善饲料价格、营养成分等数据。如果原料库中没有某种饲料原料则增加一条记录，填入相应数据，并保存。所选原料的营养成分和价格见表15-6。表15-6饲料原料营养成分和价格表项目玉米麦麸豆粕棉籽粕菜籽粕鱼粉石粉磷酸氢钙蛋氨酸赖氨酸食盐预混料代谢能粗蛋白质钙磷赖氨酸蛋胱氨酸钠13.477.80.020.270.230.300.026.8215.70.110.920.580.390.079.8344.00.330.622.661.400.038.4943.50.281.041.971.260.047.4138.
38、60.651.021.301.500.0912.1862.53.963.055.122.210.78003600000023.31800015.99800098015.97800780000000039.50000000价格(C)1.201.101.651.401.355.50.101.6024180.810从饲养标准库中选择蛋鸡生长期营养标准，修改和完善营养需要数据。也可增加一条记录，自行建立相应的营养标准，并保存。本例蛋鸡生长期营养需要为代谢能11.92MJkg，粗蛋白质19%，钙0.9%，总磷0.7%，赖氨酸0.85%，蛋胱氨酸分别为0.60%，钠0.15%。建立饲料配方的数学模型
44、饲料用量之和，可以是1、100%、100或1000。为使问题达到最优解，可以适当降低某些营养指标、放宽原料用量上下限、扩大原料的选择面等。对于给定的某一线性规划问题，求解过程存在从一个基可行解到另一基可行解的“旅行”，而且基可行解对应的目标函数值依次严格下降。线性规划法如果有最优解则具有唯一性。若无最优解，则最后一个基可行解最接近目标要求，因此可以利用此理得出“参考配方”。当提供参考解时，可根据营养学知识判别是否可用。（7）线性规划最大收益饲料配方设计最低成本配方模型可以实现一定生产水平下的动物单位饲料成本最低，但并不意味着所设计的配方具有最佳的饲料报酬或经济效益。一般而言饲料价格越低
45、，其营养价值可能越差，追求最低成本往往会导致那些廉价的营养价值较低的原料入选或用量增加，使配方的使用价值降低。要防止这种情况发生，就要给予比较严格的限制条件，从而不易得到最优解。最大收益配方主要针对特定的养殖场，考虑饲料成本的投入与养殖经济效益的产出最佳，最大收益可以指生产单位畜产品的饲料费用最低，畜产品质量要求及饲料的利用效率将是关键决定因素之一。最大收益配方仍以线性规划求目标函数极小值为基础，所不同的只是目标不再是最低成本，而是饲料转换效率与饲料价格之乘积最低。最大收益配方不仅要选择适当的求索目标，还要给出目标函数与营养需要之间或肉、蛋、奶等产品及性状之间的关系，而这些关系往往需要通过大量
46、的饲养试验取得数据，再加以分析整理而得。目前由于动物营养与饲料科技水平的限制，难以得到最大收益配方，需要许多科学模型的完善。5.多目标规划法（multi-objectprogramming）饲料配方设计也是个多目标规划问题，常常需要在多种目标之间进行优化。线性规划模型得出的最优解，是追求成本最低的结果，难以兼顾其它目标的满足，实际上是数学模型的最优解，而不一定是实际问题的满意解。线性规划缺乏弹性，在优化时必须绝对优先满足约束条件，从而有可能丢失价格和营养平衡2方面都比较满意的解，且只能提供一个解，使我们无法进行优化筛选，也不能提供足够的参考数据，以便进一步改进配方。对于上述问题，采用多目标
48、，如线性规划问题的所有约束条件，不能满足这些条件的解称为非可行解，所以它们是硬约束。目标约束为目标规划所特有，可把约束右端项看作要追求的目标值。在达到此目标值时允许发生正或负偏差，因此在这些约束条件中加入正负偏差变量，它们是软约束。线性规划问题的目标函数在给定值和加入正负偏差变量后可转换为目标约束。也可根据问题的需要将绝对约束变换为目标约束。优先因子(优先等级)与权重系数的引入设有L个决策目标，根据L个目标的优先程度，把它们分成K个优先等级Pk，凡要求第一位达到的目标赋于优先因子P1，次位的目标赋于优先因子P2，并规定PkPk1，k1，2，K，表示Pk比Pk1有更大的优先权。即首先保证P1
51、立模型时，需要确定目标值、优化等级、权重系数等，它们具有一定的主管性和模糊性，可以用专家评定法给予量化。总之，饲料配方计算的多目标规划模型有着坚实的数学理论基础与行之有效的计算方法，用于各种动物饲料配方计算是可行的。它不再把价格作为唯一的目标绝对优先地考虑，可以在规定配方价格的基础上求最优解。（4）多目标规划饲料配方设计的一般步骤根据产品设计方案，确定其营养水平；选定饲料原料的种类、价格和营养成分值；确定各种优化指标(价格、营养水平)及其优化形态；确定应限量的原料种类及其限量值与优化形态；根据各目标的重要性程度，设置目标的优先级或权重；生成配方计算的系数矩阵和目标值；配方的多目标规划优化计算；对优化结果进行分析，确定是否需要重新优化；修改系数矩阵和目标值、目标的优先级或权重，进行重新优化。（5）多目标规划计算饲料配方的示例要求以玉米、麦麸、豆粕、棉籽粕、菜籽粕、鱼粉、石粉、磷酸氢钙、赖氨酸、蛋氨酸、食盐、1添加剂复