專利名稱：一種奶牛泌乳曲線機理模型的構建方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及中國荷斯坦奶牛泌乳曲線機理模型構建的方法學領域，更具體地，涉及一種利用動物或器官的生長模型的微分方程構建中國荷斯坦奶牛的泌乳曲線的具體方法。
背景技術：
奶牛自產(chǎn)犢后開始泌乳至干奶的這段時間內(nèi)，其產(chǎn)奶量隨產(chǎn)奶天數(shù)的增加而呈規(guī)律性的變化，表現(xiàn)為產(chǎn)奶量逐漸上升至高峰產(chǎn)奶量后再緩慢下降，直到干奶。若以時間為橫坐標，產(chǎn)奶量為縱坐標來表述這種變化，就是所謂泌乳曲線，這是產(chǎn)奶量受體內(nèi)神經(jīng)激素調(diào)節(jié)的結果。泌乳期間乳的分泌包括引起泌乳和維持泌乳兩個過程，腦垂體前葉釋放的催乳素及胎盤和卵巢分泌的孕酮、雌激素的協(xié)同作用引起泌乳；從乳腺感應器傳入的反射神經(jīng)沖動達到垂體，對維持泌乳起關鍵作用。體內(nèi)一定水平的甲狀腺和腎上腺皮質素對乳的生成和排出也是必需的。這些神經(jīng)激素的共同作用構成泌乳曲線。圍繞奶牛泌乳曲線的研究，在國外有近90年的悠久歷史，很多學者對泌乳曲線建立了很多數(shù)學模型，開辟了泌乳曲線的生物統(tǒng)計模型研究領域。盡管泌乳的規(guī)律性變化是體內(nèi)一系列神經(jīng)激素調(diào)節(jié)的結果，構建出推理模型相對復雜，但是，隨著對泌乳機制研究的不斷深入，泌乳曲線的模型的研究開展從經(jīng)驗模型開始向基于泌乳生物學基礎而提出泌乳的機理模型邁進。奶牛泌乳曲線的經(jīng)驗模型。構建經(jīng)驗模型的出發(fā)點是通過對歷史檢驗數(shù)據(jù)的回歸與擬合而得到的。經(jīng)驗模型的預測數(shù)據(jù)與實際發(fā)生的泌乳數(shù)據(jù)的吻合度，隨選用的經(jīng)驗模型不同而表現(xiàn)出優(yōu)劣。一般情況下，模型越復雜，引入模型中的參數(shù)越多，模型預測的效果越理想。但是，經(jīng)驗模型中的參數(shù)沒有實質的生物學含義，不便于同一模式模型中不同參數(shù)組之間的比較，也不能較好反映特定品種特定胎次上在生物學基礎上決定的理論泌乳曲線，因而不便于通過營養(yǎng)調(diào)控獲得理論上的泌乳總產(chǎn)量。主要的經(jīng)驗模型有Wood(1967)提出不完全伽瑪函數(shù)模型，Ali (1987)對荷斯坦牛提出的線性回歸模型，Rook等(1993)提出的復雜指數(shù)泌乳模型，以及Grossman和Koops (1988)和Grosman等(1999)也構建了奶牛的經(jīng)驗泌乳模型。奶牛泌乳的機制模型構建奶牛泌乳機理模型是基于泌乳生物學，例如乳腺的生長與衰退，或者生乳前提物的流量與周轉。泌乳機理模型包括Neal和Thomley (1983)， Oldham 和 Emmans (1989)，Dijkstra 等(1997)，以及 Grossman 和 Koops (2003)等構建的泌乳曲線。而Grossman和Koops (2003)最新提出的機理模型是應用Logistic的生長函數(shù)為基礎，結合乳腺生長規(guī)律、細胞凋亡規(guī)律和奶牛自身妊娠生理等3部分關鍵途徑后，構建的多相途徑機理模型。顯然，模型中的參數(shù)及其參數(shù)的比較均具有生物學含義，與奶牛的遺傳特性具有一致性。但是，在北美國家如加拿大和美國構建的奶牛泌乳曲線的機理模型，是根據(jù)美系或加系的荷斯坦奶牛的遺傳特性、飼料資源、飼養(yǎng)模式與產(chǎn)能區(qū)間制定的奶牛泌乳曲線模型，對于中國荷斯坦奶牛的遺傳特性、我國飼料資源的現(xiàn)狀、飼養(yǎng)管理水平等是有明顯區(qū)別的。再者，就是在中國，奶牛飼養(yǎng)主產(chǎn)區(qū)的條件，如飼養(yǎng)管理水平、氣候條件、飼料資源組成等也存在差異，因此，提出適合中國荷斯坦奶牛泌乳曲線機理模型的構建方法也是十分必要的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的我國奶牛泌乳曲線模型主要采用的是Wood(1987)經(jīng)驗回歸模型，根據(jù)乳腺細胞的發(fā)育、生長與凋亡與規(guī)律與一般的標準的生長函數(shù)模型所反映的曲線規(guī)律是基本一致的特點，本發(fā)明經(jīng)收集適度數(shù)量(>75頭/胎次)、體型線性評分(9分制) 在8分以上和體況健康的的的不同胎次(第一泌乳期、第二泌乳期和第三泌乳期)的奶牛經(jīng)校正后的產(chǎn)奶數(shù)據(jù)，選用標準形式的Gompertz.函數(shù)模式
權利要求
1.一種中國荷斯坦奶牛泌乳曲線的機理模型的構建方法。該方法包括選擇的標準生長曲線的GOMPERZ方程的微分模式，泌乳曲線機理模型中參數(shù)a，b和C的生物學含義，進行模型參數(shù)估計所要求的每胎次的樣本數(shù)和非線性參數(shù)的具體方法，以及泌乳機理模型所揭示的曲線的特征參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的泌乳曲線的機理模型的構建方法，其特征在于，所述的中國荷斯坦奶牛的泌乳曲線的機理模型完全不同于中國荷斯坦奶牛泌乳曲線的wood經(jīng)驗模型。
3.根據(jù)權利要求1所述的泌乳曲線的機理模型的構建方法，其特征在于，模型參數(shù)a， b和c均具有生物學含義，而經(jīng)驗模型中的任何參數(shù)無生物學參數(shù)，通過比較機理模型參數(shù) a，b和c，可分析不同胎次之際，甚至不同品種之間的產(chǎn)乳的遺傳學差異。
4.根據(jù)權利要求1所述的泌乳曲線的機理模型的構建方法，其特征在于，所述的機理泌乳模型，通過參數(shù)估計得到的參數(shù)數(shù)a，b和c，可以計算不同胎次的泌乳特性參數(shù)，即lo, 起始產(chǎn)量(kg/d) ;tm，達到高峰產(chǎn)量的天數(shù)(d) ;ym高峰產(chǎn)量，kg/d ;tf，泌乳的時間長短；th， r(th)在產(chǎn)奶高峰與產(chǎn)奶結束之間的中點下滑的現(xiàn)對速率；Y，總產(chǎn)奶量等。
5.根據(jù)權利要求1所述的泌乳曲線的機理模型的構建方法，其特征在于，通過游程檢驗(rims test)，殘差平方和，平均偏差(MPSE)等統(tǒng)計指標表達選定曲線擬合的優(yōu)劣，以確定最適合中國荷斯坦奶牛的泌乳機理模型。
全文摘要
本發(fā)明涉及用標準生長函數(shù)GOMPERZ的機理模型的微分方程，提供一種中國荷斯坦奶牛泌乳曲線機理模型構建的新方法。該奶牛泌乳曲線機理模型的構成因素包括(1)不同胎次的奶牛數(shù)量即樣本數(shù)的基本要求；(2)機理模型的具體式；(3)模型中參數(shù)a，b和c的估計方法；(4)機理數(shù)學模型擬合效果的評價的統(tǒng)計學方法與指標。其特征在于，通過所述泌乳曲線模型的模型參數(shù)(a，b，c)，可以計算不同胎次的泌乳特性參數(shù)，即y0，起始產(chǎn)量(kg/d)；tm，達到高峰產(chǎn)量的天數(shù)(d)；ym高峰產(chǎn)量，kg/d；tf，泌乳的時間長短；th，r(th)在產(chǎn)奶高峰與產(chǎn)奶結束之間的中點下滑的現(xiàn)對速率；Y，總產(chǎn)奶量等。
文檔編號A01K67/02GK102217570SQ20101014800
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權日2010年4月16日
發(fā)明者張聚忠, 田雨澤, 馬毅 申請人:天津市奶牛發(fā)展中心