I 密級 論文編號： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 博士研究生學(xué)位論文 肉雞動態(tài)生長模型的建立 及相關(guān)參數(shù)的研究 雞動態(tài)生長模型的建立及相關(guān)參數(shù)的研究 中文摘要 本研究采用析因原理系統(tǒng)的建立了肉雞動態(tài)生長模型并確定了模型的相關(guān)參數(shù)。建模過程主要考慮了采食飼料中能量和蛋白質(zhì)在體內(nèi)的分配及沉積，將動物的生長過程抽象為體組成的變 化，并主要圍繞體蛋白和體脂肪的沉積來展開，動物體的其它組成成分體水分、體灰分與體蛋白之間有高度的相關(guān)性，所以在模型中可以利用這種相關(guān)性而不必對灰分和水分再單獨(dú)研究。通過建立的模型，使用者只需輸入飼喂日糧的天數(shù)、日糧蛋白質(zhì)的含量和代謝能，就能預(yù)測 06 周內(nèi)任何一天的生產(chǎn)性能及體組成。驗(yàn)證試驗(yàn)的結(jié)果表明，本研究所建立的生 長模型具有一定的可靠性和實(shí)用性。 為了將所建立的模型進(jìn)一步細(xì)化和完善，本論文還采用不同衡量指標(biāo)研究了理想蛋白模式中參比氨基酸賴氨酸的需要量模型，為生長模型深入到氨基酸水平奠定基礎(chǔ)，提供必需的理論 參數(shù)。 試驗(yàn)一 理想飼養(yǎng)條件下肉雞最大體蛋白日沉積量模型的建立 本試驗(yàn)的假設(shè)是在環(huán)境條件適宜、飼糧營養(yǎng)成分平衡且動物采食充分、無疾病應(yīng)激的條件下所測得的蛋白質(zhì)日沉積量可作為體蛋白日沉積上限的一種合理近似。選用 200 只 仔雞進(jìn)行飼養(yǎng)和屠宰試驗(yàn)，分別模擬了描述體重與體蛋白之間關(guān)系的異速方程 Y=描述體重與日齡關(guān)系的 程，通過兩個方程的結(jié)合得到體蛋白與日齡之間的關(guān)系*a*b*n(A/應(yīng)用 件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，建立的模型為： n( （公雞） n( （母雞） 試驗(yàn)二 日糧充分營養(yǎng)水平下采食量、體蛋白和體重、體組成之間相互關(guān)系數(shù)學(xué)模型的建立 采食量、體組成之間的關(guān)系、體蛋白和體重之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型是建立生長模型所必需的組成部分，這些模型參數(shù)建立的準(zhǔn)確性直接影響著生長模型預(yù)測的準(zhǔn)確性。本試驗(yàn)選用200 只 仔雞進(jìn)行飼養(yǎng)和屠宰試驗(yàn)，確 定模型的參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果如下： 采食量的預(yù)測模型為： (公 )； (母 )。 或者 ( )； ( ) 謝能采食量； 糧代謝能。 體蛋白量的預(yù)測模型為： (公 ) ； (母 )。 體水分量、體灰分量和體脂肪的預(yù) 測模型分別為： (公 )； (母 )。 (公 )； (母 )。 (公 )； (母 )。 試驗(yàn)三 不同日糧條件下肉雞動態(tài)生長模型的應(yīng)用效果 為了評價肉雞動態(tài)生長模型的有效性和實(shí)用性，本試驗(yàn)設(shè)計高低兩種不同營養(yǎng)水平的日糧，選擇 400 只肉雞進(jìn)行飼養(yǎng)和屠宰試驗(yàn)，對生長模型進(jìn)行驗(yàn)證。模擬結(jié)果顯示，高營養(yǎng)水平組肉雞的采食量、日增重均高于低營養(yǎng)水平組，耗料增重比低于低營養(yǎng)水平組；從性別上來看，公雞生長性能優(yōu)于母雞；體重和體組成的預(yù)測值與實(shí)測值比較接近，模型具有一定的實(shí)用性和可靠性。 試驗(yàn)四 不同賴氨酸添加水平對肉仔雞生產(chǎn)性能、胴體品質(zhì)和血液生化指標(biāo)的影響及賴氨酸需要量模型的建立 本試驗(yàn)研究了不同賴氨酸添加水平的日糧對 03 周齡 性肉仔雞生產(chǎn)性能、胴體品質(zhì)及血液生理生化指標(biāo)的影響 。 將 1 日齡 性肉仔雞 450 只隨機(jī)分成 6 個處理，每個處理 5 個重復(fù)，每個重復(fù) 15 只。各組的基礎(chǔ)日糧相同，含賴氨酸 各處理組分別添加賴氨酸鹽酸鹽 0%、 、 和 試驗(yàn)?zāi)z測生產(chǎn)性能、屠宰性能及血液生理生化指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果表明：賴氨酸水平對 0齡雄性肉仔雞采食量、平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化效率、全凈膛率、胸肌率、腹脂率均有顯著影響，能維持肉仔雞正?？焖偕L及較好的胴體品質(zhì)。賴氨酸含量對血液中尿酸、甘油三酯、低密度脂蛋白、 濃度有顯著影響。本試驗(yàn)還分別模擬了 0肉仔公雞日糧賴氨酸含量變化時平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化效率、采食量、胸肌率、腹脂率和全凈膛率的變化，從 及生成圖形本身進(jìn)行比較分別建立了最佳的賴氨酸需要量模型。結(jié)果表明，二次拋物線方程的模擬效果最好。 試驗(yàn)五 以 度為衡量指標(biāo)建立賴氨酸需要量模型 采用反轉(zhuǎn)錄 應(yīng)（ 分子生物學(xué)技術(shù)研究了日糧賴氨酸對肉仔雞肝臟和胸肌中 錄水平表達(dá)的影響，以探討賴氨酸影響生長性能和血清中度的分子機(jī)理并建立以 度為衡量指 標(biāo)的賴氨酸需要量模型。將 1 日齡 性肉仔雞 450 只隨機(jī)分成 6 個處理，每個處理 5 個重復(fù)，每個重復(fù) 15 只。各組的基礎(chǔ)日糧相同，含賴氨酸 各組分別添加賴氨酸鹽酸鹽 0%、 、和 結(jié)果表明，賴氨酸對 度有影響，隨著賴氨酸添加水平的增加， 豐度先高后低，肝臟 豐度在添加量為 組最高，肌肉 豐度在添加量為 最高。這說明賴氨酸通過調(diào)節(jié) 用途徑影響生長。以肝 臟 度為衡量指標(biāo)建立的賴氨酸需要量模型為 Y=2 （ 其中， Y 表示 肝臟 度； X 表示日糧賴氨 酸含量。 關(guān)鍵詞：肉雞 賴氨酸 需要量 生長 動態(tài) 模型 V to of by of of A to of be as a to a as d=C*a*b*n(A/n( n(（ of of of of of of A to of a of by I= of by I=( ( is in of t =( ( of ( (of ( ( of t=( of of he to of A to in In of of in a 、 5 of A 1 to of on of (1) of (2) (3) by C, TG DL no is or (4) is in in It s by H A is 目 錄 第一章 文獻(xiàn)綜述 . 1 1 生長模型概述 . 1 型的定義 . 1 立模型的目的 . 1 型的分類 . 2 型的要素 . 2 型的檢驗(yàn)與評價 . 3 2 動物生長模型研究進(jìn)展 . 5 物生長模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題 . 5 用的生長模型 . 6 養(yǎng)剖分原理 . 8 3 賴氨酸需要量研究進(jìn)展 . 16 氨酸的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì) . 16 氨酸在體內(nèi)主要的營養(yǎng)代謝途徑 . 16 定賴氨酸需要量的研究方法 . 16 4 本研究的主要內(nèi)容 . 23 第二章 試驗(yàn)研究的目的、原理及整體設(shè)計方案 . 24 1 試驗(yàn)?zāi)康?. 24 2 試驗(yàn)原理 . 24 3 總體試驗(yàn)設(shè)計方案 . 26 第三章 肉雞動態(tài)生長真模型相關(guān)參數(shù)的確定 . 27 試驗(yàn)一 理想飼養(yǎng)環(huán)境和營養(yǎng)平衡日糧條件下肉雞最大體蛋白日沉積量模型的建立 . 27 1 材料與方法 . 27 2 結(jié)果與討論 . 29 3 小結(jié) . 33 試驗(yàn)二 日糧充分營 養(yǎng)水平下采食量、體蛋白和體重、體組成之間的相互關(guān)系數(shù)學(xué)模型的建立 . 34 1 材料與方法 . 34 2 結(jié)果與討論 . 36 3 小結(jié) . 48 第四章 模型的組裝及運(yùn)行調(diào)試 . 49 第五章 動態(tài)生長模型的驗(yàn)證及評價 . 53 試驗(yàn)三 不同日糧條件下肉雞動態(tài)生長模型的應(yīng)用效果 . 53 1 材料與方法 . 53 2 結(jié)果與討論 . 55 3 小結(jié) . 61 第六章 0雄性肉仔雞賴氨酸需要量模型的建立 . 62 試驗(yàn)四 不同賴氨酸添加水平對肉仔雞生產(chǎn)性能、胴體品質(zhì)和生理生化指標(biāo)的影響及賴氨酸需要量模型的建立 . 62 1 材料與方法 . 63 2 結(jié)果與討論 . 64 3 小結(jié) . 71 試驗(yàn)五 以 . 72 1 材料與方法 . 72 2 結(jié)果與討論 . 79 3 小結(jié) . 85 第七章 本研究主要結(jié)論和有待 于進(jìn)一步研究的問題 . 86 1 本論文的主要結(jié)論 . 86 2 本研究的創(chuàng)新之處 . 87 3 模型應(yīng)用的前景展望和有待于進(jìn)一步研究的問題： . 87 參考文獻(xiàn) . 88 致 謝 . 100 作者簡介 . 101 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 1 生長模型概述 養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與很多因素有關(guān)，如日糧配制、環(huán)境、疾病、產(chǎn)品的額外費(fèi)用、相關(guān)的價格結(jié)構(gòu)、資金、勞動力和市場等。人們圍繞這些因素進(jìn)行著大量的研究，但是這些因素相互作用的復(fù)雜性使得人們想準(zhǔn)確預(yù)測生產(chǎn)效率或生產(chǎn)系統(tǒng)的長期利潤成為夢想。利用數(shù)學(xué)模型把這些概念和知識轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)公式并和先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，這些大量的信息就能直接用于企業(yè)提高管理，增加收入，同時也能決定科學(xué)研究的優(yōu)先性。本文旨在對肉雞生長模型和賴氨酸需要量模型相關(guān)的研究進(jìn)展和存在問題進(jìn)行綜述，最后就本研究的意義和內(nèi)容進(jìn)行闡述。 型的定義 將動物營養(yǎng)學(xué)、生理學(xué)、數(shù)學(xué)及計算機(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物生理的數(shù)學(xué)積分方程或由此而產(chǎn)生的計算機(jī)程序。模型是一系列基于生物學(xué)反應(yīng)的數(shù)學(xué)公式，用于預(yù)測一定的營養(yǎng)和環(huán)境條件下動物的生理學(xué)反應(yīng)。模型的固有特征是對實(shí)際條件的提煉、模擬并闡述主要對象的數(shù)量關(guān)系。 立模型的目的 高養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益 最初動物生產(chǎn)商業(yè)化的目的是獲取最大經(jīng)濟(jì)效益，研究工作也集中在這些方面。但這些研究成果是分散零亂的，通過模型把知識以數(shù)學(xué)公式的形式表達(dá)出來，并與計算機(jī)程序相結(jié)合，大量研究結(jié)果就能直接應(yīng)用到提高企業(yè)的管理上，從而能提高養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 高對生物系統(tǒng)控制理論的理解 隨著科學(xué)的不斷向前發(fā)展，人們會提出新的觀點(diǎn)和理論，而對這些理論的認(rèn)識和評價需要實(shí)踐的檢驗(yàn)，把這些新的理論轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)公式，就能很快利用計算機(jī)技術(shù)解決這些問題。通過比較計算機(jī)預(yù)測值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能嚴(yán)格驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。此外，機(jī)制模型的建立使得在現(xiàn)實(shí)中無法完成的實(shí)驗(yàn)通過計算機(jī)模型得以實(shí)現(xiàn)。如活體條件下測定某一生化反應(yīng)的速率是不可能的，而應(yīng)用米氏曲線模型就能方便快速的進(jìn)行預(yù)測。 定科學(xué)研究的重點(diǎn) 計算機(jī)模型技術(shù)是確定研究優(yōu)先次序的一個非常好的定量方法。它能定量比較各種可能研究項目的結(jié)果，從而確定各項目的研究可行性。由于模型是建立在已知信息的基礎(chǔ)之上，所以大大降低了做錯誤決策的概率，防范主觀原因和政策造成的失誤。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 2 型的分類 根據(jù)模型的特點(diǎn)、用途和建模方法分為以下幾類： 驗(yàn)和機(jī)制模型 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕塾诿枋?，是建立在大量觀察值的基礎(chǔ)之上，反映兩個或多個變量之間相互關(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?，對于一給定的數(shù)據(jù)集，總能找到一個經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停鋽M合效 果要比機(jī)制模型好。機(jī)制模型則是對變異因素和系統(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，每個機(jī)理模型最終都是建立在經(jīng)驗(yàn)之上的。 態(tài)和動態(tài)模型 靜態(tài)模型是不含時間變量的模型。在這類模型中，系統(tǒng)行為隨時間變化的任何改變都略而不計。當(dāng)前所建立的大部分營養(yǎng)需要模型都是靜態(tài)模型。靜態(tài)模型不能反映時間維度的變化，只能用于確定某一確定時刻系統(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)模型只能是一個近似式。動態(tài)模型則含時間變量 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間變化而發(fā)生的變化，在某個時間點(diǎn)上，系統(tǒng)的變化率有可能為零，這時就變?yōu)橐粋€靜態(tài)模型。由于動物生長過程就是隨時間的增長而變化的過程，因此動態(tài)模型適于描述和預(yù)測動物的生長。 定和隨機(jī)模型 確定模型經(jīng)過數(shù)學(xué)公式的計算只能產(chǎn)生一個結(jié)果，而隨機(jī)模型考慮了變異因素的概率分布，可產(chǎn)生一個結(jié)果范圍。當(dāng)不確定因素多時，采用隨機(jī)模型就非常重要。 型的要素 量 在動態(tài)模型中，變量是隨時間改變的量，分為四類：狀態(tài)變量、速率變量、輔助變量和驅(qū)動變量 。狀態(tài)變量是指定義或幫助定義在一給定時間點(diǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)。這些變量是獨(dú)立的，也就是說不能根據(jù)一個來推導(dǎo)另外一個。速率變量是定義在一給定時間點(diǎn)上系統(tǒng)某個過程的量。表述為單位時間狀態(tài)變量的變化輸入，它們不能瞬時測量。系統(tǒng)的過程是按一定的速率進(jìn)行著的，正是這些速率決定著狀態(tài)變量如何隨時間而變化，如蛋白質(zhì)降解速率和生長速率等。輔助變量是可以由狀態(tài)變量計算得到的變量，幫助對系統(tǒng)的理解和比較，如體重等。驅(qū)動變量是模型的輸入值，如溫度和濕度、營養(yǎng)輸入和風(fēng)速等。 數(shù)和常數(shù) 參數(shù)和常數(shù)是模型中不隨時間變化的量。常數(shù) 指具有精確、可靠確定值的量。當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件變化時，例如當(dāng)模型應(yīng)用于不同遺傳型或機(jī)體的不同部位時，這些量保持不變，如葡萄糖的相對分中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 3 子量、一天中的秒數(shù)等。參數(shù)經(jīng)常用來表示值不很肯定，但在模型運(yùn)行過程中始終保持恒定的量，如米氏常數(shù)等。參數(shù)值常隨實(shí)驗(yàn)條件、生長的方式、遺傳型或其他因子而改變。通?？赏ㄟ^調(diào)整參數(shù)的值以使輸出更好地擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這個過程稱為模型的校準(zhǔn)。 分方程 微分方程描述模型中的狀態(tài)變量如何因時間而變化。動態(tài)確定性模型由描述這些狀態(tài)變量如何隨時間變化的一階微分方程組成，微分方程的個數(shù)與狀態(tài)變 量的個數(shù)相同。典型的用于動態(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。 型的檢驗(yàn)與評價 在模型的建立過程中對模型的檢驗(yàn)與評價是從開始就應(yīng)進(jìn)行的重要過程。 型的檢驗(yàn)： 檢驗(yàn)是指數(shù)學(xué)和邏輯上的合理性，下面的一些方法可以用來減少犯錯誤的概率。 義變量 清晰有邏輯的定義變量可減少犯錯誤的幾率。應(yīng)盡可能使用有意義的變量名稱。模型的計算機(jī)語言允許長而準(zhǔn)確的變量名。 分的結(jié)構(gòu) 模型的每一個部分都輸入方程需要的變量并輸出其他部分需要的變量。這個結(jié)構(gòu)要求模 型具有合理的邏輯性，以確保得到準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果。 程規(guī)則 建立編程規(guī)則使程序具有好的可讀性和邏輯性。 查每個方程 查量綱 查結(jié)果的同一性 在一些模型中，一些變量可由其他變量計算而來，比如預(yù)測出的動物活重應(yīng)等于體水分、體蛋白質(zhì)、體灰分、腸內(nèi)容物和膀胱內(nèi)容物的總和?？梢酝ㄟ^結(jié)果之間的比較來檢查預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。 出所用的假設(shè) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 4 型的評價 生物學(xué)模型只是一個真實(shí)系統(tǒng)的大概描述，很難準(zhǔn)確描述在所有環(huán)境條件下系統(tǒng)的 行為。評價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)測能力越強(qiáng)。下面一些方法可幫助評價模型。 體上評價模型 檢查模型總體行為的目的是確保模型所有的預(yù)測結(jié)果與該領(lǐng)域的專家所得出的結(jié)論一致。 定參數(shù)和變量的敏感性 接進(jìn)行模型的預(yù)測值和試驗(yàn)結(jié)果的比較 包括試驗(yàn)的選擇、預(yù)測值和試驗(yàn)值的比較和解釋預(yù)測值和試驗(yàn)值之間的差異。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 5 2 動物生長模型研究進(jìn)展 物生長模型的國內(nèi)外 研究現(xiàn)狀及存在問題 825)發(fā)表了有關(guān)動物生長模型研究工作的一些總結(jié)，這些早期的工作是理論性的，沒有商業(yè)應(yīng)用價值或?qū)嵱眯浴?在 1940s 期間，一些學(xué)者以他們的研究工作為基礎(chǔ)做了一些動物生長模型，這個階段的模型是靜態(tài)的，公開發(fā)表的論文如反芻動物的能量代謝（被 1965）引用）、家畜的營養(yǎng)需要、蛋白質(zhì)的需要等。這些研究都是圍繞著能量和蛋白質(zhì)的利用來計算動物在一定體重下營養(yǎng)物質(zhì)的需要。早期的計算機(jī)模擬模型以經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑榛A(chǔ)，只考慮能量需要。 974)等在羔羊的 模型中既考慮了能量也考慮了蛋白的需要來預(yù)測生產(chǎn)性能和機(jī)體組成。 et 976)提出相似水平的綿羊模型，到八十年代中期，人們已經(jīng)意識到在模擬模型只應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式時，當(dāng)外推到觀察值范圍以外就會產(chǎn)生較大的偏差，甚至得到錯誤的預(yù)測。 et 970； 1971)第一次開始提出以生物化學(xué)機(jī)制為基礎(chǔ)的計算機(jī)模型。這個轉(zhuǎn)變是以 代為結(jié)束并以 代為開端。 974;1976)提出第一個豬的生長模型， 這個模型主要是經(jīng)驗(yàn)方程，但蛋白質(zhì)利用是以生化機(jī)制為基礎(chǔ)的。這個模型在以后的豬蛋白質(zhì)和能量利用領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響，然而未能在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。隨后，一些研究者致力于豬生長模型的研究，每一個建立的模型都既含有經(jīng)驗(yàn)又含有機(jī)制方程，用來解決整個動物生產(chǎn)的問題。機(jī)制模型的最大進(jìn)展應(yīng)屬細(xì)胞增殖和器官發(fā)育在生長模型中的體現(xiàn)以及熱量的物理學(xué)變化應(yīng)用于建模。隨著計算機(jī)技術(shù)和生物科技的發(fā)展，模型研究進(jìn)入一個穩(wěn)定發(fā)展時期，內(nèi)涵日益擴(kuò)大。 983)在他們建立的模型中使用累積飼料采食量、體產(chǎn)熱、 體蛋白和體脂肪沉積，隨后，他們在嚴(yán)格控制的環(huán)境條件下飼養(yǎng)動物來驗(yàn)證模型。 型引入累積飼料采食量來適應(yīng)肉雞的生長或成熟度。這個模型以 數(shù)為基礎(chǔ)，描述體重與時間的關(guān)系，組織間的生長采用異速方程來描述。因?yàn)椴捎昧死鄯e飼料采食量，該模型能驗(yàn)證組織含能和產(chǎn)熱量占采食能量的比例。這樣，飼料攝取做為機(jī)制部分引入生長方程，但是預(yù)測飼料利用效率仍然是屬于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?989)的模型已經(jīng)包含了能量、蛋白質(zhì)的利用過程，涉及到營養(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態(tài)模型等，這些模型的建立為更高水平的生長模型的建立打下堅實(shí)的基礎(chǔ)，必將推動動物模型的發(fā)展。 希伯萊大學(xué)的 利用計算機(jī)測定氨基酸和能量的每日生長需要量和維持需要量?？衫么四Ｐ蜏y出日增重所需的飼料成本，并利用所得結(jié)果測出最低成本，并利用的得結(jié)果測出最低成本生長曲線。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 6 （ 1986）提出一種二次方程模型，用以描述實(shí)驗(yàn)記錄到的雞生長曲線。他的概念是，一只雞無論是采食高蛋白高能量日糧還是采食低蛋白低能量日糧，都 可生長到特定的目標(biāo)體重，這會延長雞達(dá)到上市體重所需的時間，并且會增加耗料量，但卻會降低成本。經(jīng)過數(shù)學(xué)處理，得到的結(jié)果是一種單一的日糧類型，并測出了可達(dá)目標(biāo)體重的最低成本的采食量，盡管如此，這一模型從未作為商用程序而得到廣泛應(yīng)用。 971)提出器官、組織和整個動物體生長分三階段的概念：即增生、體積增大和沉積。早期胚胎期和生后的生長是由于所有組織中細(xì)胞的增殖，但肌肉是一個特例，因?yàn)樵谀阁w中臨近出生時肌纖維細(xì)胞數(shù)量是固定的。然而，肌肉細(xì)胞核的數(shù)量有時會增加，是由于衛(wèi)星細(xì)胞分裂增殖和隨后的與肌纖 維細(xì)胞的熔接（ et 979），這樣，每克組織中細(xì)胞核和 數(shù)量增加。細(xì)胞體積增大是由于蛋白質(zhì)和 比例增加。 馮定遠(yuǎn)（ 1997）研究了肉雞營養(yǎng)參數(shù)及環(huán)境因素對生產(chǎn)性能影響的數(shù)學(xué)模型。采用了二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計的方法對肉雞生產(chǎn)的主要營養(yǎng)參數(shù)、環(huán)境因素進(jìn)行數(shù)學(xué)函數(shù)模型的研究，探討了代謝能、含硫氨基酸和飼養(yǎng)密度對肉雞增重的效應(yīng)及其相互效應(yīng)，得出肉雞主要營養(yǎng)參數(shù)及環(huán)境條件對肉雞增重的數(shù)學(xué)函數(shù)模型為： Y 用的生長模型 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?一直以來，研究者在研究一種描述生長和時間之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。常見的有： W=A/(1+KA( W=)(1 W=t) (0 t t*) W=A(1K() (t t) W=A(1 W=A(1+M) 其中， 一些生長方程也被用一些生物學(xué)過程即機(jī)制模型之中，比如經(jīng)常被使用的是 程和 984;990） 這些方程的一般的微分形式是： dW/dt=g(W,t) 這意味著生物系統(tǒng)的生長率依賴于準(zhǔn)確的生長狀態(tài)（如體重 ）和時間。 大多數(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪且耘c生長相關(guān)的理論假設(shè)為基礎(chǔ)。以 程為例，這個公式能很好的擬合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)并且形式簡單容易控制。理論假設(shè)是生長率和活重 W、成熟度 u 相關(guān)，生長的效率隨著時間以一級動力學(xué)方程形式遞減，假設(shè)的數(shù)學(xué)形式如下： dW/dt= （ 1） du/ （ 2） 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 7 經(jīng)過重新計算和置換上面的方程，得到： dW/ （ 3） 整合后得到 )=()(1 （ 4） W=)(1 （ 5） 設(shè) L， D K 得到以下公式：當(dāng) T 趨于無窮大時， W 0) （ 6） 動物的成熟體重，把公式（ 4）代入（ 3）除掉（ 到 dW/1-(D/ n(W/ 把（ 6）代入（ 7）除掉 ，得到下式 dW/f/W)/ f/ f/W) 用這個公式的微分形式描述動物的潛在生長率，理論假設(shè)是 R)=1, U 是成熟度（ W/ R 是相對成熟率即 (du/u。 存在的問題是在實(shí)際應(yīng)用中，模型需要成熟動物的活重來估算參數(shù) k，而肉雞的活重難以知道。自由采食肉雞喂到性成熟在最重的個體中顯現(xiàn)高的致死率，所以稱量的體重是否有代表性值得探討。 989)提出了一個多項式生長曲線，考慮了動物生長的不同階段而不是通用一個公式。 因?yàn)樯L依賴于時間和飼料采食量，也有的模型是以飼料采食量為基礎(chǔ)。（ 924;et 1934） 過時間和飼料采食量的函數(shù)關(guān)系來描述生 長： dW/dW/ dF/中 dW/養(yǎng)學(xué)家們認(rèn)為不僅飼料的采食量對建立模型是必需的，而且飼料的質(zhì)量和飼料的質(zhì)量對采食量和生長的影響也是非常重要的。到現(xiàn)在為止，這個問題通常是通過分析生長、飼料采食量和一種或更多種飼料組分之間的關(guān)系的反應(yīng)曲線的分析來解決。這些模型的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)可能是對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、反式多項式或多項式的形式，飼料的組成經(jīng)常是考慮代謝能、總蛋白、總脂肪和碳水化合物，這些模型都屬于靜態(tài)模型。 反應(yīng)曲線不僅只用于營養(yǎng)反應(yīng)，在文獻(xiàn)中還有一些經(jīng)驗(yàn)方程給出生長、飼料采食量和環(huán)境溫度、飼養(yǎng)密度之間的關(guān)系。其中有一些模型在一定條件下是可以接受的，然而有些就不適于外推。比如說尋找經(jīng)常的最優(yōu)的飼養(yǎng)密度，利用 1988)的模型得到在每平米面積上養(yǎng) 102 只肉雞的結(jié)果，這就不能準(zhǔn)確的給予預(yù)測。 以此所述的模型都是經(jīng)驗(yàn)型的，在一定的條件和環(huán)境下是可用的而且簡單易控制，因?yàn)榇蠖鄶?shù)這種模型都只是提供一個數(shù)學(xué)公式。大部經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ投际谴_定性，只有一些是隨機(jī)模型。除了營養(yǎng)反應(yīng)模型，大多數(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ投际莿討B(tài)的。 制模型 所有上述提及的模型都描述了生長、飼料采食量或者兩者同時作為因 變量，一種或兩種環(huán)境或內(nèi)源性因素作為自變量。但是經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒荒芨敿?xì)的回答“ 問題，沒有考慮影響動中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 8 物生長的不同因子間的互作。另外，體重的增加作為一個生長的度量因素不再是唯一有效的。建立模型也必須要考慮每種組織（如肌肉和脂肪）的生長，這就需要發(fā)展更為機(jī)制的模型。機(jī)制模型中也可能加入一些經(jīng)驗(yàn)方程，包含一部分生物學(xué)過程，它們之間的相互聯(lián)接是以有關(guān)生長的生理學(xué)過程為基礎(chǔ)的。最經(jīng)常被參考的模型是 976)提出來的，這個模型描述了生長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。動物攝入的能量首先是用于滿足維持需要，然后是蛋白質(zhì)和機(jī)體生理過程必需脂肪沉積的需要。蛋白質(zhì)和生理過程所需脂肪的沉積是受遺傳控制的，如果飼料營養(yǎng)成分不平衡，營養(yǎng)物質(zhì)所含的能量不能用于沉積蛋白而用于沉積脂肪，如果環(huán)境溫度低于臨界溫度，動物將會浪費(fèi)一部分消化能來產(chǎn)熱調(diào)節(jié)體溫。在正常的環(huán)境條件下，通過 型，脂肪和蛋白質(zhì)的沉積速率比大于 1，當(dāng)需要額外的能量來調(diào)節(jié)體溫時，脂肪沉積減少直至脂肪蛋白沉積速率比等于 1。如果需要更多的能量，蛋 白質(zhì)和脂肪的沉積都會減少，但以這種方式減少這個比率就會一直等于 1。 986)也提出了具有相似概念的生長豬模型。 動物生物學(xué)生長模型的總結(jié)構(gòu)圖如下： 潛在生長 飼料采食量 環(huán)境條件 真正生長率 真正生長率是遺傳決定的潛在生長率和環(huán)境因素如飼料采食量和動物體內(nèi)在生理環(huán)境共同作用的結(jié)果。解釋如下： 潛在生長：生長是一個非常復(fù)雜的現(xiàn)象，是由遺傳和環(huán)境共同作用所決定的，潛在生長從廣義上來說就是在沒有任何限制條件下動物的生長。 難以知道動物 精確的最優(yōu)生長環(huán)境是什么，而且在群養(yǎng)的條件下非常難以達(dá)到最優(yōu)生長環(huán)境。在群養(yǎng)的條件下單個動物營養(yǎng)需要量是變化的，而且隨日齡增長而變化，特別在生理和環(huán)境條件變化的條件下更是如此。而且，從生物學(xué)的角度來看，生物學(xué)系統(tǒng)的確定性理論有時是難以掌握的，從生長機(jī)制來說，分解和合成底物的相互作用、組織的調(diào)節(jié)因子或信號都是非常重要的。 養(yǎng)剖分原理 養(yǎng)剖分的方法 常用的表達(dá)營養(yǎng)剖分的方法有三種： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 9 一是描述結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)學(xué)描述是動物生長模型中表達(dá)營養(yǎng)剖分常用方法。它以數(shù)學(xué)公式為基礎(chǔ)，通常將來自不同實(shí) 驗(yàn)的結(jié)果總結(jié)起來建立方程的參數(shù)，如回歸方程和適擬曲線等。這個方法的主要缺點(diǎn)在于從一個環(huán)境條件下得到的模型如果用于另一差異比較大的環(huán)境，預(yù)測的準(zhǔn)確性就下降。但是，當(dāng)整個動物體內(nèi)的消化代謝過程剖分為一些小的組成部分時，這種方法是比較準(zhǔn)確的。比如，從采食和活重預(yù)測生長率的效果遠(yuǎn)不如用維持能量需要、蛋白質(zhì)和脂肪合成率和營養(yǎng)物質(zhì)維持和生長的利用效率來預(yù)測能量和氨基酸利用的模擬效果。 二是描述生化反應(yīng) 這種方法是以酶促動力學(xué)也就是米氏方程為基礎(chǔ)的。 V +S) 其中， 大反