کاربرد برخی از مدل های غیر خطی در پیش بینی کینتیک تولید گاز در جیره های مختلف گوسفند با تکیه بر دقت این مدل ها

سابقه و هدف: آزمون تولید گاز به منظور بررسی ارزش غذایی مواد خوراکی در تغذیه دام استفاده می‌شود. در آزمون تولید گاز، حجم گاز تولید شده در طول زمان انکوباسیون با استفاده از یک مدل غیر خطی برازش می‌شود و از این طریق برخی فراسنجه‌های مربوط به تخمیر شکمبه‌ای ماده خوراکی پیش‌بینی می‌گردد. در طول سال‌های گذشته، محققین تغذیه دام، انواع مدل‌های غیر خطی را برای این منظور پیشنهاد نموده‌اند. اما گزارش شده است که هر کدام از این مدل‌ها، فراسنجه‌های تخمیر شکمبه‌ای را با دقت متفاوتی پیش‌بینی کرده و نتایج متناقضی را ارایه داده‌اند. هدف از انجام این آزمایش، مقایسه دقت برخی از مدل‌های غیر خطی در پیش‌بینی کینتیک تولید گاز در جیره‌های مختلف بود.مواد و روش‌ها: برای انجام این آزمایش، تعداد 5 جیره غذایی با نسبت‌های مختلف علوفه به کنسانتره (30:70، 40:60، 50:50، 60:40 و 70:30) تهیه شدند. مواد خوراکی مورد استفاده برای تهیه این جیره‌ها، شامل علوفه یونجه، کاه گندم، دانه جو، سبوس گندم و کنجاله سویا بودند. جهت بررسی کینتیک تخمیر شکمبه‌ای جیره‌های آزمایشی از آزمون تولید گاز در 3 دوره جداگانه استفاده شد. در هر دوره، مایع شکمبه، قبل از خوراک‌دهی صبحگاهی از تعداد 3 راس گوسفند نر نژاد مهربان مجهز به فیستولای شکمبه‌ای گرفته شد. سپس، مقدار 200 میلی‌گرم ماده خشک از هر کدام از جیره های آزمایشی به همراه 30 میلی‌لیتر مایع شکمبه بافری شده به داخل هر یک از ویال‌های شیشه‌ای (در 3 تکرار) منتقل و همه ویال ها درپوش گذاری شدند. ویال های آماده شده (تعداد 3 عدد ویال هم به عنوان بلانک در نظر گرفته شد) در دمای 39 درجه سانتی‌گراد انکوباسیون شده و حجم گاز تولید شده در زمان‌های 2، 4، 6، 8، 10، 12، 16، 20، 24، 36، 48، 72، 96، 120، 144 ساعت پس از انکوباسیون ثبت گردید. نتایج به دست آمده (حجم گاز تولید شده در زمان‌های مختلف انکوباسیون) با استفاده از مدلهای اکسپونانشیال، اکسپونانشیال همراه با فاز تاخیر، میچرلینگ، کورکمزاوکاردس و ویبول برازش شدند. نکویی برازش مدل‌ها با استفاده از آماره‌های میانگین مربعات خطا، ضریب تبیین، انحراف مطلق میانگین باقیمانده، میانگین درصد خطا و کارآیی نسبی انجام شد. از آزمونهای دوربینواتسون و معیار اطلاعات آکائیک نیز به‌منظور انتخاب بهترین مدل‌ استفاده شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد مدل‌ها از نظر پیش‌بینی پتانسیل تولید گاز تفاوت معنی‌داری با هم نداشتند. مدل اکسپونانشیال دارای بیشترین مقدار میانگین مربعات خطا (35.74)، انحراف مطلق میانگین باقیمانده (4.67)، میانگین درصد خطا (4.46) و کمترین مقدار ضریب تبیین (0.970) بود (0.05>p). کمترین مقدار میانگین مربعات خطا (2.63) و انحراف مرطلق میانگین باقیمانده (1.13) نیز در مدل وبیول مشاهده شد (p<0.05).

Application of some nonlinear models for prediction of gas production kinetic in different rations of sheep in term of the accuracy of these models

Background and objectives: The in vitro gas production test (IVGP) is used for evaluating the nutritional value of feedstuffs in animal nutrition. In IVGP, the volume of gas produced during incubation time is fitted by using a nonlinear model and some parameters related to ruminal fermentation kinetic are predicted. In last year’s, animal nutrition researchers have proposed a variety nonlinear models for this purpose. However, it has been reported that each of these models have predicted ruminal fermentation parameters with different accuracy and presented contradictory results. The purpose of this experiment was to compare the accuracy of some nonlinear models for predicting of gas production kinetics in different diets. Materials and methods: For this experiment, 5 diets with different forage to concentrate ratio (70:30, 60:40, 50:50, 40:60 and 30:70) were prepared. Feedstuffs which used for preparing of these diets included alfalfa hay, wheat straw, barley grain, wheat bran and soybean meal. For investigating the ruminal fermentation kinetic of the experimental diets, the IVGP was used in 3 separate runs. For each run, rumen fluid was obtained from three fistulated Mehraban rams before the morning feeding. Then, 200 mg of each dried experimental diets with 30 ml of buffered rumen fluid were transferred into each glass vial (in 3 replications) and all vials were capped. The prepared vials (Three vials were considered as the blanks) were incubated at 39 ° C and the volume of gas produced were recorded at 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 36, 48, 72, 96, 120, 144 hours after incubation. The results (the volume of gas produced at different incubation times) were fitted for exponential (EXP), exponential with lag time (EXPL), Mitscherling (MIT), KorkmazUckardes (KOR) and Weibull (WEB) models. The models goodness of fit were performed using mean square error (MSE), coefficient of determination (R2), residual mean absolute deviation (RMAD), mean percentage error (MPE) and relative efficiency (RE). DurbinWatson (DW) test and Akaike’s information criterions (AIC) were used for selection of the best model.Results: Results showed that the models had no significant difference in term of asymptotic gas volume (A). The EXP model had the highest MSE (35.74), RMAD (4.67), MPE (4.46) and lowest R2 (0.970), (p