بررسی تغییرات زیستی و اقتصادی گله گاوهای شیری با استفاده از مدل‌های بهینه سازی

هدف از این تحقیق، شناسایی عوامل موثر بر حذف گاوهای شیری و تاثیر آن بر عملکرد تولیدمثلی گله و هزینه‌ها می‌باشد تا بتوان تصمیمات بهینه در جایگزینی گاوهای شیری اعمال کرد و از این طریق درآمد سالیانه گاوداری را افزایش داد. برای این منظور از اطلاعات گردآوری شده از چهار واحد گاو‌داری فعال‌ استان اردبیل (شامل فراسنجه‌های زیستی و اطلاعات مالی گله‌ها) در طی سالهای 1396 تا 1397 استفاده شد. برای شبیه سازی وضعیت گله در شرایط مختلف از یک مدل زیست اقتصادی توسعه یافته در نرم افزارdairy vip و برای بهینه سازی سامانه تولید، جعبه ابزارcompecon از نرم افزار متلب مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین استراتژی جایگزینی بهینه از برنامه ریزی پویا استفاده شد. این برنامه ریزی یک روش ریاضی است که برای حل مسایلی با چندین مرحله تصمیم سازی پی در پی مناسب می باشد. دام شیری با متغیرهای حالت شامل دوره شیردهی، ظرفیت تولید شیر و حالات مختلف سلامت دام در نظر گرفته شد. میانگین تولید شیر سالیانه و نرخ حذف اجباری مولدها، به ترتیب 13480 کیلوگرم و 16.1 درصد بود. طبق نتایج مشاهده شده، بیشترین نرخ حذف سالیانه کل در شرایطی بوجود آمده است که نرخ آبستنی دام های مولد، 5 درصد کاهش یافته است. عمدۀ تغییرات موثر در عملکرد اقتصادی ناشی از کاهش نرخ حذف اجباری به کاهش هزینۀ خرید تلیسه جایگزین مربوط بود. متوسط عمر بهینه گله (فاصله زمانی بین اولین زایش تا حذف) برای سناریوی پایه 4.99 سال حاصل شد. نرخ جایگزینی سالیانه بهینه که برابر مجموع نرخ حذف اختیاری و غیر اختیاری است در این بررسی برای سناریوی پایه برابر 20 درصد حاصل شد. به طوری که حذف گاو شیری با سن بالاتر از سن بهینه تعیین شده منجر به افزایش سودآوری واحدهای دامداری می‌شود. همچنین نتایج مدل برنامه ریزی پویا نشان داد که نگهداری بهینه برای گاوهای متوسط و پر تولید برابر با هفت و هشت دوره شیردهی است. نتایج این تحقیق می‌تواند به تولیدکنندگان در شناخت عوامل مهم در سودآوری سالیانۀ گله و اخذ تصمیمات صحیح مدیریتی برای بهبود سود اقتصادی کمک نماید.

Investigation of Biological and Economic Changes in Herd of Dairy Cows Using Optimization Models

The aim of this study was to identify the factors affecting the culling of dairy cows and their impact on reproductive performance and costs of the herd so that optimal decisions can be made in replacing dairy cows and thereby increase the annual income of dairy cattle. For this purpose, data collected from four active cattle breeding units in Ardabil province (including biological parameters and financial information of herds) during the years 2017 to 2018 were used. To simulate the herd status under different conditions, a bioeconomic model developed in Dairy VIP software was used, and the MATLAB software compecon toolbox was optimized for production system. Dynamic programming was used to determine the optimal replacement strategy. This planning is a mathematical approach that is suitable for solving problems with several successive decision steps. Dairy cattle were described with state variables including lactation period, milk production capacity and different animal health states. The average annual milk yield and forced removal rate were 13480 kg and 16.1%, respectively. According to the observed results, the highest total annual culling rate occurred when the rate of pregnancy of productive animal decreased by 5%. The major effective changes in economic performance due to the reduction in the rate of forced culling was related to the reduction in the cost of purchasing alternative heifers. The average herd optimal life (interval between first calving to removal) was obtained for the baseline scenario of 4.99 years. The optimal annual replacement rate, which is equal to the sum of the optional and nonoptional elimination rates, was 20% for the baseline scenario in this study. So that culling of dairy cows older than the optimum age leads to increased profitability of livestock units. The results of the dynamic programming model also showed that optimal maintenance for medium and highyielding cows is equal to seven and eight lactation periods. The results of this study can help producers to identify important factors in annual herd profitability and to make sound management decisions to improve economic profit.