饲料配方软件

本发明属于一种农业生产中合理组织生产资料的技术方案，具体是养殖业获得低成本饲 料配方的软件。

当前国内饲料配方软件并不多，主要有：Brill饲料配方软件、农博士饲料配方软件和金 牧饲料配方软件等，这些软件大多采用线性规划和目标函数获得低成本配方。其中功能最强 大的是Brill饲料配方软件，这些饲料配方软件与本发明有以下内容是相同的：(1)都是利用畜 禽的饲养标准和市场上的饲料原料的价格、养分含量运算出在满足畜禽营养需要的前提下的 低成本配方，以指导饲料厂或养殖户生产配合饲料，所以这些软件的运行基础都是对各种畜 禽营养需要的研究、饲养标准的制定和各种饲料原料的养分含量分析。(2)虽然所能满足的指 标数量有多有少，但都是首先满足了畜禽需要的能量、蛋白质、赖氨酸、蛋氨酸、钙、磷和 食盐等七个基本指标。(3)都有饲料数据库、配方运行、配方输出和信息安全保护等几个功能 板块。当前国内饲料配方软件的操作人员是大型饲料厂或养殖场的专业技术人员，界面复杂， 输入内容和设定项目多，许多功能是专业技术人员用于分析，一般养殖户用不上；这些软件 有的不具有指导用户选择饲料原料的功能，有的指导功能分散于多个界面，有的只有抽象的 文字指导，这些指导功能都不易被无专业知识的普通养殖户用理解应用，无专业知识的普通 养殖户使用这些软件最大的可能是选择饲料原料不合理至使软件也无法配出合理的饲料配 方；而且许多饲料配方软件配得的低成本配方是在用户确定了饲料种类的前提下的低成本配 方，不是在市场上现有的饲料种类都可选的前提下的真正意义的低成本配方；这些饲料配方 软件在给牛羊配日粮配方时输入牛羊的营养需要前还需要查阅复杂的牛羊营养需要表，而且 要在查表后需要手工运算维持需要和生产需要并把两者相加等烦琐的操作才能得到输入的数 据。普通养殖户使用这些饲料配方软件还要经过专门培训，而且要求有一定动物营养的基础 知识和电脑操作基础。

(一)发明目的：现在农村大部分中、小型养殖户依赖的是市场上的成品配合饲料，生 产成本很大程度上受制于配合饲料生产厂家，也存在一定生产经营风险。而且自家就有的米 糠、碎米等农副产品没能得到合理利用，有的甚至被浪费。现在小型配合饲料生产设备在农 村逐渐应用起来，电脑在农村也逐渐普及，这为农村养殖户自己配制配合饲料创造了条件， 配制配合饲料就要有经济合理的饲料配方做指导，而且要能随饲料原料供应的季节性和市场 价格而随时调整饲料配方。本发明的目的之一就是为欠缺动物营养知识和计算机操作专业技 术的普通养殖农户提供一款简单易操作的饲料配方软件。

当前中等职业教育国家规划教材中，运算饲料配方的方法只有很传统的对角线法和试差 法，饲料原料的市场价格根本就没有参与计算，而在现实的养殖经营中必须要考虑饲料成本， 这与实际应用是脱节的。而且这二种方法的计算过程是用手算或用普通计算器计算，对角线 法只能配两种(组)饲料原料，组内计算也麻烦，而且参与计算的营养指标只有能量和蛋白 质两个。试差法要求有配制配合饲料的一定经验，熟知各种饲料原料的配比范围，而职业高 中的学生根本就没有配制配合饲料的经验，用试差法配一个配方就算有经验者用计算器计算 也要几个小时，没有经验的职高生就是花更长时间也不一定配得出一个合理的饲料配方。本 发明的发明人在农学专业课教学中发现：农学专业职高生用试差法配饲料配方的最大问题是 选饲料原料混乱，常常缺少配方组成中的某一类饲料或同一类饲料内选到的饲料过多，至使 无法满足饲养标准中要求的指标数量或使计算过于复杂；农学专业职高生为牛羊配日粮配方 还有一个困难是不能直接查饲料标准表得到营养需要，还需要烦琐的计算才能得到总的营养 需要，教学和生产应用上都需要一种自动计算牛羊营养需要的方案。可以这样说，当前中等 职业学校农学类教材中运算饲料配方的方法是缺失的。如果学校花钱安装国内现有的饲料配 方软件，暂且不说许多功能用不上，还要配套相应的学习教材和课时，现在农学专业的师生 在教学上都希望有一种能在半个小时左右就能学会操作的简单实用的饲料配方软件。本发明 的目的之二就是为中等职业学校农学专业的师生在教学上提供一款在很短时间内就能学会或 利用软件中的帮助就能学会使用的饲料配方软件。

(二)技术方案：为了在满足畜禽营养需要的前提下获得低成本配方，而且要求操作尽 可能简单，本发明先把饲料配方的基本组成成分为植物蛋白质饲料、高能饲料、低能饲料、 氨基酸补充料(主要是动物性蛋白质饲料、豆饼和人工合成的氨基酸)、补钙磷饲料、补钙饲 料、食盐、非基本饲料1(主要是来源有限的禾谷类籽实的加工副产品)、非基本饲料2(主 要是豆类籽实的加工副产品)、非基本饲料3(主要是用量有限制或来源有限的油料副产品) 和复合添加剂等十一个组，并根据运算顺序将它们放于同一个配方运算界面的规定位置，见 附图7(牛羊的日粮配方的分组情况见附图8)。每一组内的常见饲料及其各种养分含量以数 据库的方法存放在软件中供用户选择(专业技术人员可新增组内饲料和删除组内饲料或更改 饲料养分含量，存入的养分含量是当前比较准确的、有较广代表性的数据)。只有在每一组饲 料内都选了一种饲料，运算按钮“确定”才有效(附图8“确定”按钮有无效与用或不用尿 素无关)，这样对用户选择饲料有一个基本的指导作用，避免了选择饲料的盲目性，极大地提 高了成功运算出饲料配方的可能性。这种分组是按饲料原料在配方中的作用做的大略分组， 其目的是指导选择饲料，有的饲料原料会在两组内都出现，如果两组都选到它，最后把它们 的配比相加就行了，所以本发明运算出的饲料配方的饲料原料是8到11种(复合添加剂算一 种)，这样就能有效防止饲料原料种类过多造成生产配合饲料时增加计量和容器带来的成本升 高。附图8中蛋白质饲料有豆类及加工副产品(要经高温处理才能做饲料)、鱼粉(高产奶牛 可选)和菜籽饼；能量饲料有禾谷籽实及红苕干、马铃薯干；青干草有红苕藤粉、苜蓿草粉等 植物茎叶的干粉；多汁饲料有野青草、青刈玉米等植物的鲜品或青贮饲料及粉渣、豆腐渣等 含水量高的饲料；农副产品有酒糟、谷糖、麦麸等。

本发明获得低成本饲料配方是通过两步完成的：第一步是在组内选到营养成本最低的饲 料。在选择组内饲料时除了用户直接选择自己已有的饲料外，还增设了“计算营养成本”选 项，当选择了各组的下拉菜单中的这一选项后会打开附图4、附图5或附图9中表格部分所 示的界面，对于有机物饲料(植物蛋白质饲料、高能饲料、低能饲料、三组非基本饲料、氨 基酸补充料中的豆饼和动物性饲料)计算各饲料原料的营养成本的公式都是相同的(单胃动 物和禽有机物饲料营养成本计算见附图4，图下部是用Excel 2003表达的公式系列；牛羊的 有机物饲料营养成本计算见附图9)，都是以玉米、麦麸、豆饼和鱼粉为标准饲料去计算别的 饲料原料的营养成本，体现了古老的计量方法，现在所用的原子量就是用古老计量方法得到 的结果，由于80年代的营养学家们用这种古老的计量方法所得到的公式是用文字表达的，无 法进行自动运算，而且参与运算的营养指标有限(第一限制性氨基酸的含量没有参与运算)， 运算公式多而复杂，没有得到广泛应用，但其过硬的数学原理是非常有说服力的，在当前计 算机语言运算高度自动化的今天这种配方运算方法应当得到广泛应用，本发明把第一限制性 氨基酸的含量也参与进营养成本的计算，而且考虑到饲料的营养成本只是一个相对量，只是 在选择饲料原料时做排序依据，于是把玉米、麦麸、豆饼和鱼粉四种标准饲料的当前有代表 性的营养成分含量的具体数据(玉米：消化能14.27M J/kg，代谢能13.56M J/kg，粗蛋白 质8.6％，赖氨酸0.24％，蛋氨酸0.18％；麦麸依次为：9.37M J/kg，6.82M J/kg，15.7％， 0.58％，0.13％；豆饼依次为：14.39M J/kg，10.54M J/kg，41.8％，2.43％，0.60％；鱼粉依 次为：12.93M J/kg，12.13M J/kg，53.3％，3.87％，1.39％)代入复杂的公式中，这样大大 减少了公式的复杂性，而且不影响对这组饲料的评价结果。用这四种标准饲料评价这四种饲 料之一时，在售价和养分含量都与标准中该种饲料相同的情况下营养成本计算结果为0。对 于补钙磷饲料的营养成本计算是以骨粉和碳酸钙为标准饲料(骨粉：钙29.8％，有效磷12.5％； 碳酸钙38.42％)，参与计算的指标也只有钙含量、磷含量和售价，公式简单得多。食盐是必 须要选的，只有软件运行计算结果为0配方中才没有食盐。进行低成本配方运算的第二步是 把每组选到的最低营养成本饲料放入配方运算界面(附图7或附图8)进行运算，又以入选 的三种基本饲料和氨基酸补充料为标准计算三种非基本饲料的营养成本，从而确定三种非基 本饲料在允许的配比范围内用最低用量还是最高用量，从而获得低成本配方，这样获得的低 本配方是基于用户可能考虑选择众多饲料原料的前提下的低成本配方，是名符其实的低成本 配方，是有具体数据支撑的。另一种可能的方案是把所有有机物饲料都放在一起计算它们的 营养成本，选取其中营养成本低的前7到8名饲料参与配方计算，但选到的都是能量(蛋白 质)都是低于(或高于)饲养标准的营养需要的情况是很有可能发生的，这种情况电脑也无 法配出达到饲养标准要求的配方，这种方案是不能用的。所以分组计算营养成本选饲料才是 科学合理的方案。

Excel 2003可以运算低成本配方，但公式易被操作者在无意间修改，而且缺乏人机对话。 本发明是在Excel 2003运算低成本配方的基础上(附图6和附图10表达的公式系列是用 Visual Basic计算机语言编程的依据，图中有省略号的单元格不需要填内容)用Visual Basic 计算机语言编程实现自动完成这个公式系列的计算而成的软件，其运行是快速的、稳定的， 它的运算结果实例如附图11，经过验算各种营养指标都刚好达到饲养标准或波动范围不超过 营养需要的1％。禽和单胃动物饲料配方的运算步骤如附图6所示，主要过程分九步：①利用 植物蛋白质饲料、高能饲料、低能饲料和氨基酸补充料四种饲料满足能量、粗蛋白质、第一 限制氨基酸三个营养指标，而且四种饲料的小数配比之和等于配方系数(配方系数是有机物 饲料的小数配比之和，一般畜禽大约是0.98，产蛋家禽大约是0.92)，从而得到一个四元一 次方程组，用公式法解出这个方程组，求出这四种饲料的初配比。②计算这四种饲料能提供 的磷，与营养需要的磷比较，不足的磷用补钙磷饲料来满足得到补钙磷饲料的初配比。③计 算前五种饲料能提供的钙，又与营养需要的钙比较，不足的钙用补钙饲料满足得到补钙饲料 的初配比。④以前四种饲料为标准饲料分别计算三种非基本饲料的营养成本，当营养成本小 于0时，这种饲料的配比取它的配比范围中的最大值(配比范围是专业技术人员长期从事养 殖业总结出的某一饲料的惯用配比范围，这个配比范围是存放在软件中的，选了这种饲料， 这种饲料的配比范围也就被调用了)；当营养成本大于等于0时，这种饲料的配比取配范围中 的最小值。⑤三种非基本饲料的配比确定后，又用公式去代替前6种饲料的初配比中的一部 分得到最终配比。⑥加上三种非基本饲料的配比为调整后的配比，并按配方中有无鱼粉和鱼 粉配比计算食盐的配比。⑦将调整后的配比四舍五入精确到小数点后四位得到小数配比，并 用1减这些配比之和得到复合添加剂的小数配比。当复合添加剂的小数配比小于0.006时发 出警告，要求重选饲料，再点“确定”运行，当用户确定不用其他饲料时可手动调节配方系 数后再运行。⑧将小数配比扩大100倍变成百分数配比。⑨按公式检查计算第二限制性氨基 酸和粗纤维含量。如附图2所示，第二限制性氨基酸不符合要求只考虑第二限制性氨基酸不 足的情况，原因是配方中第二限制氨基酸超过标准的2％需要调整的可能性极小，所以在流程 图中没有反映。第二限制性氨基酸超过标准2％以内不处理，超过2％系统自动查到这种氨 基酸含量最高的饲料，将其百分配比减小而增大高能饲料的配比(一般氨基酸含量高的饲料和 高能饲料的能量最接近，这样对换不致使能量发生大的变动)，增减的百分配比(％)＝(配方 所能提供的氨基酸-饲养标准的氨基酸)÷(高氨基酸饲料的氨基酸含量-高能饲料的氨基酸 含量)×100％。其他的实际营养也用以下公式做相应变动，某养分的实际营养＝该养分的原有 实际营养-(高氨基酸饲料的该养分的含量-高能饲料的该养分的含量)×(增减的百分配比 (％)÷100)。如果检查的氨基酸不足，与营养需要比较差多少就在复合添加剂中加多少。如 果鸡和体重小于35公斤的小猪的粗纤维含量超过标准，将自动减小非基本饲料的配比，系统 重新计算前面各种饲料的调整后的配比，检查并调整粗纤维只针对鸡和体重小于35公斤的 猪，其他畜禽只计算粗纤维含量不做调整。

本发明根据用户在保证有效成分添加量不变的前提下增减复合添加剂中的载体对饲养效 果无明显影响的原理采用了复合添加剂配比在规定范围(0.5％--1.5％)内的弹性机制，这 是使运算快速稳定的重要手段。原因是复合添加剂中的微量元素包、维生素包、乙酰胆碱包 在国内生产是有严格要求的，普通养殖户不要试图生产它，因为有的原料用量太小，要求的 混合均匀度普通养殖户达不到，普通养殖户按这三种产品的说明用量加上配方计算中要求添 加的人工合成氨基酸，加次粉等载体到配方中复合添加剂的配比就行了，如果不加载体已经 达到或超过复合添加剂的配比就不加载体，超过的部分对配方的影响一般是可以忽略的。

(三)有益效果

本发明克服了当前饲料配方软件界面复杂、操作较难、对用户选择饲料原料没有明显指 导作用等缺点，实现了牛羊营养需要的自动计算，增强了饲料配方低成本的说服力，具有很 好的兼容性。本发明的创造点有五点：①用Visual Basic计算机语言编程自动完成公式的运 算获得低成本配方。②对畜禽饲料配方的基本组成成分进行合理分组，从而对用户选择饲料 有明显指导作用。③通过计算营养成本选择饲料，得到的是真正意义上的低成本配方，操作 上可用鼠标选择饲料也可通过键盘输入新饲料。④输入牛羊的体重、产奶量和日增重等信息 软件自动运算公式得到营养需要并自动填在相应位置，避免了查阅复杂的表格和烦琐的手工 计算。⑤复合添加剂的配比采取在规定范围(0.5％--1.8％)内的弹性机制，使运算快速稳 定。所以本发明以操作简单、实用为其最大特点，可以简单到只要能认字(既使不会打字)、 会点鼠标的人都可以操作获得低成本饲料配方，很适合有一定养殖规模的普通养殖农户使用， 当然也适用于有较深专业知识的和电脑操作技能的人员，他们可以输入其他动物的营养需要 和其他饲料原料的养分含量和配比范围，把软件内的数据更新为更适合自己的生产需要，但 不能修改其中的公式和及公式中的参数。利用本发明可以进一步制成专业技术人员和普通养 殖农户都可能使用的电子产品——“饲料配方仪”。

本发明主要有以下两方面应用：①普通养殖户如果用本发明就不必为自己没有更多的动 物营养方面的知识又请不起专业技术人员而犯愁，也不必为买不起和不会用功能强大的饲料 配方软件而犯愁，普通养殖户也能充分利用自有饲料资源生产低成本配合饲料，并且根据饲 料原料供应的季节性和市场上饲料原料价格的变化及时调整饲料配方，大大降低了生产成本， 为养殖户带来实实在在的经济效益，也会拉动社会对配合饲料生产设备和电脑等产品的需求。 这符合国家的惠农政策和科学技术下基层的指导思想，是农业现代化的技术基础。②中等职 业技术学校的教师和学生用本发明，可以不花过多的时间就让学生掌握一项技能，如果把它 用在学生的实际操作训练上，会改变当前书本知识与实际生产脱节的现象，弥补当前教材中 饲料配方技术上的缺失，也会让学生和老师体会到原来工作效率低下是可以改变的，利用别 人研究的成果可以几十倍上百倍地提高工效，用普通计算器运算一个低成本配方大约要几个 小时，但用本发明可以在几分钟左右完成。

图1为本发明的功能结构框图。

图2为本发明运算单胃动物、禽的饲料配方的流程图。

图3为本发明运算牛羊的日粮配方的流程图。

图4为本发明计算禽和单胃动物有机物饲料的营养成本选择饲料的界面及所用公式示意 图。

图5为本发明计算钙磷补充料的营养成本选择饲料的界面及所用公式示意图。

图6为本发明用Excel 2003表达的运算单胃动物和禽的饲料配方的公式系列。

图7为本发明单胃动物和禽的饲料配方运算界面示意图。

图8为本发明牛羊的日粮配方运算界面示意图。

图9为本发明计算牛羊有机饲料的营养成本选择饲料的界面及所用公式示意图。

图10为本发明用Excel 2003表达的运算牛羊营养需要及日粮配方的公式系列。

图11为用本发明运算0～8周龄蛋鸡饲料配方的结果图。

农村有一定规模的养殖户或职业学校安装本发明后先设定登录密码，然后就可以登录操 作，对于没有专业技术的人员和有专业技术的人员都可以在不了解配方运算的公式和参数的 情况下，不加思考地按软件的提示或帮助系统中的操作说明进行操作就可以获得低成本饲料 配方。如附图2所示，登录后通过“功能选择”可以查阅以前已运算保存的饲料配方，也可 以查阅帮助，退回后选择“新配饲料配方”，在新界面中利用“选择动物种类”选择“单胃动 物”、“家禽”或“牛羊”之一就可进入配方运算界面，(附图7所示为禽的饲料配方运算界面， 单胃动物与禽相似，只是把代谢换成消化能并交换蛋氨酸和赖氨酸的位置；牛羊日粮配方运 算界面如附图8)。

如果进入单胃动物或禽的饲料配方运算界面(如附图7所示，)，分以下四步完成：① 选择饲喂对象(要看好饲喂阶段、经济用途和具体畜禽种类)：“请选饲养对象”后面的下拉 菜单中有：“0--8周龄蛋鸡”、“7周龄以上肉鸡”、“产蛋鹅”很多选项，选了具体的饲喂对 象后与它关联的营养需要的数据就自动填入后面的相应位置，而且默认的配方系数值出现在 左下角的“配方系数”的后台。②选择饲料原料：在每组饲料中选择一种饲料或输入新的饲 料，在每类饲料的下拉菜单中选择了某种饲料后(在选氨基酸补充料时，对禽来说人工合成 的赖氨酸显示灰白不能选，对家畜来说人工合成的蛋氨酸显示灰白不能选)，与它关联的这种 饲料的营养成分的含量就自动出现在相应的位置上，而且每类饲料的下拉菜单中都有“计算 营养成本”选项，如果选了这个选项将打开计算这组饲料的营养成本的界面(附图4是植物 蛋白质饲料的营养成本计算界及公式示意图，高能饲料、低能饲料、非人工合成的氨基酸补 充料和非基本饲料的营养成本主算界面和公式相同都与此图相同，仅下挂菜单中的饲料原料 不同。附图5是钙磷补充料营养成本计算界面示意图，各种畜禽均用相同公式和指标。补钙 饲料的营养成本＝售价÷钙含量)，界面上设置“确定”、“排序”、“选择”和“二选”四个按 钮。每一种饲料后有下拉菜单，可点鼠标选择用户有可能选择的饲料，选择后它的营养成分 含量会自动填入，售价可以直接输入也可点左右的“-”或“+”调到用户调查到的价格。 每次可从五种饲料中选一种或二种。当每行选了饲料后点“确定”会计算出营养成本，再点 “排序”会将饲料按营养成本升序排列，再点“选择”会将处于A3的饲料自动填入配方运 算界面的相应位置。当营养成本最低的两种饲料的营养成本相差很小时而用户又想得到饲喂 同一对象的多个配方时可以点击“二选”，会将排序后处于A3和A4的饲料交替放入运算配 方主界面参与运算，实现多配方功能。注意：做为标准饲料和被选饲料的同名饲料意义是不 同的，它们的养分含量很可能不同，标准饲料的各种养分含量已经参与了下面的公式中的常 数的计算。饲料原料名后面的下拉菜单中还有“保存”选项(饲养对象后面的下拉菜单中也 有)，当用户输入下拉菜单中没有的新饲料及营养成分含量后，这个选项变得可用，此时点“保 存”可将这种饲料保存在下拉菜单中下次打开后可用，如果不点保存，新输入的饲料不保存 只能用当前一次。由于三组非基本饲料没有严格的界限，所以在进行营养成本计算时是将它 们放在非基本饲料1中做总的运算，取营养成本最低的前3名饲料依次自动放入三组基本饲 料进入配方运算，三组非基本饲料的“配方组成”后面的下拉菜单中有“显示配比范围”“保 存”“输入”三个选项，选“显示配比范围”后框内显示配比范围，新输入用户新定义的配比 范围(小数表示)后“保存”选项可用，点击“保存”将保存这一配比范围，如果选“输入” 将关闭运算这个量的公式，用户可新输入一个根据自己能满足的数量确定的百数配比(在配 比范围内而且比软件产生的配比大或小1％--4％)，这个百分配比将化为小数后取代附图6 中三组非基本饲料相应配比(非)相应位置的小数配比，再点“确定”，软件将重新运算后面 调整配比等内容，新产生符合用户需要的配方，从而实现多配方功能。③运算。当每组饲料 都选择了一种饲料后，“确定”按钮变得可用，点“确定”后如果没有提示重选饲料，说明配 方运算成功，如果提示重选饲料就再选饲料后再点“确定”按钮或点左下角配方系数两边的 “-”或“+”(一般复合添加剂配比过小就应调小配方系数，配方系数调节按钮每点一次的 变化量为0.01，必要时可连点几次，控制系数的可调节范围为0.90……0.99，用于饲料厂的 高级版将取消配方运算界面上手动调节配方系数的按钮，输入复合添加剂厂家要求的添加比 例在后台循环调节配方系数，每调一次变化量为0.0001，至到复合添加剂的配比刚好等于厂 家的要求)便自动运算至到没有提示重选饲料。④输出结果：如附图11，当配方运算符合要 求后点“打印饲料配方”就可以把配方以Excel文档的形式保存到软件中(保存的饲料配方 将显示饲喂对象、配方的饲料原料名称和配比、各饲料原料的售价和配合饲料的成本价、实 际营养的营养指标及数量)，以供随时查阅和比较。

如果进入牛羊的配方运算界面(如附图8)，也分四步完成：①计算营养需要：当体重、 日增重、产奶量(折算成标准乳的量，没产奶的为0)、周龄、分娩前天数(不是怀孕牛为0， 从30天到120天每调一次增减30天，也可直接输入1到120之间的数)、性别确定后“计算 营养需要”按钮变得有效，点击该按钮后在相应位置会自动出现计算出的营养需要。也可不 点击“计算营养需要”而手动输入自己查表计算得到的营养需要。②选择饲料原料：同单胃 动物和禽，只是“确定”按钮在“不用”尿素时也有效，尿素后选“不用”，K8、N8、08都 为0，但为了降低成本，在条件充许下尽可能“用”尿素，在多汁饲料和农副产品的日粮配 方后的下拉菜单中选中“输入”将关闭计算这个量的公式，用户可新输入一个根据自己能满 足的数量确定的用量(如果输入超过后台--附图10中的K10、L10间或K11、L11之间的数 值范围将无效)，然后运行N10＝010*E10/100，N11＝011*E11/100，再点“确定”将重新运算出 一个适合自己需要的配方。③和④与单胃动物和禽的相同，只是第③中不需要调节配方系数， 只要“确定”按钮有效运算牛羊的日粮配方都能成功。