[发明专利]奶牛全混合日粮营养成分预测模型的构建与应用

说明书

本发明公开了一种奶牛全混合日粮营养成分预测模型的构建与应用预测，旨在解决化学分析法对奶牛全混合日粮营养成分测定过程中流程多、工作量大、速度缓慢、使用化学试剂造成污染的技术问题。其通过关联奶牛全混合日粮营养成分中各成分的化学分析数据库和近红外光谱数据库，建立各成分的近红外光谱数据和化学分析数据之间的映射，得到各成分的近红外光谱预测模型。本发明测定一个奶牛全混合日粮样品的组分只需要3～4分钟即可完成，并且操作简单，无试剂药品消耗，在大量样品分析时，将为企业节约出可观的人工与分析成本。

技术领域

本发明涉及饲料成分分析技术领域，具体涉及一种奶牛全混合日粮营养成分预测模型的构建与应用。

背景技术

奶牛全混合日粮是一种将粗料、精料、矿物质、维生素和其他添加剂充分混合，能够提供足够的营养以满足牛、羊需要的日粮。奶牛全混合日粮饲养技术在配套技术措施和性能优良的奶牛全混合日粮机械的基础上能够保证牛羊每采食一口日粮都是粗精比例稳定、营养浓度一致的配合日粮。 目前这种成熟的牛羊饲喂技术在以色列、美国、意大利、加拿大等国已经普遍使用。全日粮饲养具有提高采食量、提高配方科学性和安全性、提高饲料转化率、降低牛羊疾病发生率的优点，我国现在也正逐步推广使用。

目前奶牛全混合日粮营养成分的检测技术主要是实验室化学分析方法，化学分析方法是指利用物质的化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法，根据操作方法的不同分为容量分析和重量分析。容量分析根据滴定所消耗标准溶液的浓度和体积以及被测物质与标准溶液所进行的化学反应计量关系，求出被测物质的含量。重量分析根据物质的化学性质，选择合适的化学反应，将被测组分转化为一种组成固定的沉淀或气体形式，通过钝化、干燥、灼烧或吸收剂的吸收等一系列的处理后，精确称量，求出被测组分的含量。化学分析法流程多、工作量大、速度缓慢，使用大量的化学试剂，不仅对环境造成污染，而且一些有毒试剂对人身造成重大伤害。

近红外光谱（Near Infrared Spectroscopy，NIRS）是可见光与中红外光谱之间波长范围为780至2500nm的光谱区。该光谱区主要是含氢基团（C-H、N-H、O-H）的倍频与合频吸收，通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息。近红外光谱用于奶牛全混合日粮营养成分分析能从整体上反映其化学组成信息，该技术需要与化学计量学结合，其中常用的化学计量学技术主要有多元线性回归、主成分回归和偏最小二乘回归等。但由于奶牛全混合日粮营养成分复杂，近红外光谱的谱带较宽，谱峰重叠严重，通过近红外光谱技术对奶牛全混合日粮主要化学成分进行测定的方法尚未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种奶牛全混合日粮营养成分预测模型的构建与应用，以解决化学分析法对奶牛全混合日粮营养成分测定过程中流程多、工作量大、速度缓慢、使用化学试剂造成污染的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种奶牛全混合日粮营养成分预测模型的构建方法，包括以下步骤：

（1）随机选取一定样本数量的有代表性的奶牛全混合日粮样品干燥，粉碎，得奶牛全混合日粮样品；

（2）通过化学分析法获得奶牛全混合日粮粉中各营养成分的化学分析数据；

（3）在波长范围为1900nm～2500nm内收集奶牛全混合日粮样品的近红外光谱，并选择确定营养成分所对应的近红外光谱预处理方式：

；

（4）再运用偏最小二乘法结合步骤（2）中所得各有效成分的含量值建立对应的各成分的近红外光谱预处理数据和化学分析数据之间的映射，得到各成分的预测模型。

优选的，在所述步骤（1）中，干燥后水分控制为2.6~16.51%，粉碎后奶牛全混合日粮样品的粒度在40目以上。