Creșterea de precizie a animalelor: tehnologii, beneficii și riscuri

Agricultura de precizie permite fermierilor să își crească producția, să își extindă fermele, să maximizeze productivitatea și să satisfacă cererea tot mai mare de produse animaliere, fiind în același timp conștienți și responsabili de impactul asupra mediului.

Evoluțiile recente arată trei tendințe problematice diferite la scară globală. În primul rând, cererea de produse animaliere, cum ar fi carnea, ouăle și produsele lactate, crește aproape exponențial odată cu creșterea constantă a populației globale și cu creșterea accesibilității acestor produse.

În al doilea rând, numărul crescătorilor de animale și suprafața terenurilor agricole sunt în scădere constantă de mai mulți ani din cauza disponibilității limitate a terenurilor.

În cele din urmă, există o îngrijorare crescândă cu privire la efectele nocive ale animalelor asupra problemelor globale grave, cum ar fi încălzirea globală, defrișările și degradarea generală a mediului.

Abordarea tuturor acestor probleme, care se află încă în stadiul incipient în istoria creșterii animalelor la scară largă, a apărut ca o soluție viabilă și promițătoare.

Ce este animalele de fermă?

Animalele de fermă se referă la animalele domestice care sunt crescute pentru hrană, fibre, muncă și alte produse. Acestea includ animale precum vaci, porci, găini, oi și capre, printre altele. Animalele de fermă sunt o parte esențială a agriculturii și joacă un rol semnificativ în industria producției alimentare.

Animalele pot fi crescute în diverse moduri, inclusiv prin metode agricole în libertate, intensive sau extensive. Agricultura în libertate permite animalelor să pască și să se plimbe pe pășuni deschise, în timp ce agricultura intensivă implică ținerea animalelor închise în spații mai mici pentru a maximiza producția.

Agricultura extensivă este o metodă care se situează între agricultura liberă și agricultura intensivă, în care animalele sunt lăsate să pască și să se deplaseze într-o zonă desemnată.

Ce este creșterea animalelor?

Creșterea animalelor este practica creșterii animalelor în diverse scopuri, cum ar fi hrana, îmbrăcămintea și munca. Animalele de fermă includ bovine, ovine, caprine, porcine, găini și alte păsări de curte.

În multe părți ale lumii, este o parte esențială a economiei și culturii. De exemplu, în Statele Unite, industria creșterii animalelor generează venituri de miliarde de dolari în fiecare an și susține milioane de locuri de muncă.

Există diferite tipuri de creștere a animalelor, în funcție de animalele crescute și de scopul creșterii. Unii fermieri cresc animale pentru carne, lapte sau ouă, în timp ce alții le cresc pentru lână sau alte produse secundare.

Unul dintre cele mai comune tipuri este creșterea bovinelor de carne. Bovinele de carne sunt crescute pentru carnea lor și sunt de obicei crescute în ferme sau ferme mari. Industria cărnii de vită a devenit din ce în ce mai industrializată de-a lungul anilor, mulți fermieri folosind îngrășătorii pentru a-și îngrășa vitele înainte de sacrificare.

Un alt tip comun este creșterea vacilor de lapte. Fermierii de lactate cresc vaci pentru a produce lapte, care este apoi vândut procesatorilor de lapte sau folosit pentru a face brânză, unt și alte produse lactate. Creșterea vacilor de lapte poate fi o afacere dificilă și solicitantă, deoarece vacile trebuie mulse de două ori pe zi, în fiecare zi a anului.

Creșterea păsărilor este, de asemenea, un tip popular, găinile fiind cea mai frecvent crescută specie de păsări de curte. Fermierii de găini își cresc păsările pentru carne și ouă și folosesc adesea metode de producție la scară largă pentru a maximiza eficiența.

Poate avea atât impacturi pozitive, cât și negative asupra mediului. Pe de o parte, creșterea animalelor pentru hrană poate ajuta la hrănirea unei populații globale în creștere și poate oferi beneficii economice fermierilor și comunităților. Pe de altă parte, exploatațiile zootehnice la scară largă pot contribui la poluare, defrișări și emisii de gaze cu efect de seră.

Ce este creșterea de precizie a animalelor?

Agricultura de precizie (PLF) este o abordare inovatoare care utilizează tehnologie și soluții bazate pe date pentru a optimiza producția și gestionarea animalelor.

Implică integrarea senzorilor, automatizării și sistemelor de monitorizare pentru a colecta informații în timp real despre sănătatea, comportamentul și condițiile de mediu ale animalelor.

Aceste date permit fermierilor să ia decizii informate cu privire la hrana animalelor, intervențiile sanitare, reproducerea și bunăstarea generală a animalelor.

PLF își propune să îmbunătățească productivitatea, să minimizeze risipa de resurse, să sporească bunăstarea animalelor și să promoveze practici durabile și eficiente de creștere a animalelor.

Tehnologii de creștere a animalelor de precizie

Ca toate tehnologiile, tehnologiile PLF sunt în continuă evoluție, zi de zi. Multe sunt adoptate și se bucură de mare succes în numeroase ferme din întreaga lume, în timp ce altele se află în stadii incipiente de dezvoltare. Câteva dintre tehnologiile PLF care sunt aplicate astăzi sunt:

1. Sisteme automate de cântărire

Întrucât greutatea este unul dintre cei mai importanți indicatori ai sănătății animalelor și ai productivității animalelor, un sistem automat de cântărire este o tehnologie comună care vine odată cu fiecare aplicație PLF într-o formă sau alta.

Diversele forme de sisteme automate de cântărire sunt ‘cântarele step-on’ și camerele integrate cu software care oferă greutatea persoanelor prin analiza prin învățare automată a imaginilor și videoclipurilor, cu o marjă de eroare foarte mică.

Cântarele cu picioruș sunt utilizate pe scară largă la păsările de curte pentru a calcula greutatea medie cu precizie, iar senzorii de trecere sunt utilizați la porci și bovine prin trecerea lor printr-un cântar.

Pe de altă parte, măsurarea greutății din analiza imaginilor și a videoclipurilor este mai rapidă, mai ușoară și, mai important, mai puțin intruzivă. Informațiile despre greutatea animalelor de fermă sunt vitale în domesticirea animalelor.

De exemplu, prin obținerea de informații despre greutate și înregistrarea caracterelor furajere, se poate stabili un model care poate fi utilizat pentru a face predicții și intervenții de gestionare.

2. Înregistrarea consumului de furaje și apă cu costuri reduse

Contoarele de apă și diferite tipuri de senzori de aport de furaje sunt utilizate pentru a înregistra informații despre comportamentele de hrănire și adăpare ale animalelor de fermă.

Aceste informații, colectate pe o perioadă de timp, oferă o tendință istorică și nivelurile așteptate de consum de hrană și apă, care pot fi apoi utilizate pentru a declanșa sisteme de avertizare timpurie în cazul în care obiceiurile de hrănire și adăpare ale animalelor se schimbă, ceea ce se poate datora mai multor factori, cum ar fi boli sau condiții nefavorabile.

3. Soluții de imagistică

Așa cum am menționat anterior, imaginile și analiza video pot oferi automat informații aproape precise despre greutatea fiecărui animal. Cu toate acestea, greutatea este doar unul dintre numeroasele date pe care le putem obține din soluțiile de imagistică.

De exemplu, folosind tehnologia camerelor 3D și imagistica termică, putem studia modele comportamentale precum monta și șchiopătarea, condiții fiziologice precum respirația și temperatura, tendințele de creștere și elemente de mediu, cum ar fi calitatea carcasei.

Deoarece obțin o gamă largă de date vitale și sunt accesibile ca preț, soluțiile de imagistică reprezintă cea mai comună formă de monitorizare de precizie a creșterii animalelor și unul dintre primii pași ai unei abordări pas cu pas a adoptării PLF într-o fermă.

4. Sisteme de detectare a animalelor

Senzori Cum ar fi accelerometrele, senzorii de presiune și senzorii de temperatură montați pe animale sau pe mediul lor și conectați la o rețea, stabilesc un Internet al Lucrurilor (IoT), care este premisa de bază a PLF integrată.

Acești senzori, fie individual, fie în combinație, pot fi utilizați pentru a detecta modele de comportament, condiții de mediu și sănătatea animalelor. De exemplu, senzorii plasați pe ureche, precum și pe gulerele bovinelor și porcinelor pot măsura și monitoriza comportamentul alimentar, rumegarea, fătarea, estrusul, precum și temperatura corpului.

Senzorii sunt utilizați și pentru a măsura temperatura fermei și variabile din acvacultură, cum ar fi pH-ul, conținutul de oxigen etc. Un lucru important de luat în considerare atunci când se utilizează senzori în PLF este disconfortul sau vătămarea acestora asupra animalelor.

Per total, senzorii în timp real combinați cu datele anterioare sunt esențiali în detectarea boli și probleme de sănătate și avertizare în avans.

5. Urmărire GPS pentru sisteme extinse

Utilizarea tehnologiei de teledetecție, cum ar fi sistemele de urmărire bazate pe GPS, este aplicabilă în sistemele de pășunat unde animalele acoperă o suprafață mare de teren.

Modelele lor de mișcare pot fi folosite pentru a determina preferința lor pentru pășunat, în timp ce locațiile GPS în timp real pot fi folosite pentru a le urmări pozițiile. Acest lucru face ca păstoritul vitelor să fie eficient și reduce pierderile de animale cauzate de furt sau uciderea prădătorilor.

De fapt, zgărzile GPS montate pe prădători, precum felinele mari, au fost folosite pentru a stabili un sistem de avertizare timpurie în zone îndepărtate din întreaga lume.

În creșterea convențională a animalelor, sistemele de urmărire GPS facilitează semnificativ monitorizarea turmelor mari de vite prin stabilirea de garduri virtuale și oferă fermierilor o mare ușurare.

6. Tehnologii proxy pentru măsurarea emisiilor de metan

Emisiile de gaze cu efect de seră din agricultură continuă să contribuie semnificativ la emisiile totale de gaze cu efect de seră în fiecare an. Gazul metan produs de bovine și porcine ocupă o parte importantă din emisiile de gaze cu efect de seră din agricultură.

Tehnologiile de măsurare a emisiilor de metan la animalele de fermă sunt o modalitate excelentă de a face fermele de animale mai sensibile la climă și mai responsabile față de mediu.

Cu toate acestea, nu există multe tehnologii fezabile pentru ferme individuale, iar unele dintre tehnologiile proxy includ sistemul de camere, tehnica de trasare SF6, detectarea cu laser-metan, spectroscopia etc.

7. Soluții de identificare electronică (EID)

Posibilitatea de a măsura automat condițiile, comportamentele și performanța fiecărui animal individual dintr-o fermă este benefică doar dacă acele animale individuale pot fi identificate cu ușurință, astfel încât evidența lor să poată fi ținută separat și automat.

Metodele tradiționale de identificare a animalelor sunt intruzive și dăunătoare animalelor și sunt încă în practică în întreaga lume.

Cu toate acestea, alternativele electronice, precum identificarea prin radiofrecvență (RFID) și crotaliile auriculare avansate, sunt eficiente și automate, eliminând necesitatea unor lucrări îndelungate de introducere a datelor și asigurând un flux fluent al operațiunilor. Identificarea electronică a animalelor (EID) menține toate celelalte aspecte ale creșterii animalelor de precizie la locul lor. De asemenea, este obligatorie în diferite țări.

8. Aplicarea analizei avansate de date la big data

Pe măsură ce tot mai multă tehnologie este adoptată în fermele de creștere a animalelor, tot mai multe date și puncte de date sunt generate zilnic, iar acest număr continuă să crească exponențial. Pentru a gestiona această cantitate de date, partea de analiză a datelor trebuie să fie la fel de capabilă.

Sunt necesare analize avansate de date pentru volume mari de date, precum și capacități de învățare automată pentru a se asigura că datele generate vor fi utilizate pentru a rezolva problemele presante legate de sănătatea animalelor și creșterea animalelor.

Beneficiile creșterii animalelor de precizie

Beneficiile PLF sunt numeroase, iar tipurile de beneficii care pot fi obținute dintr-un sistem PLF depind de tipurile de tehnologii utilizate. Cu toate acestea, unele dintre beneficiile generale ale PLF pe care orice sistem PLF speră să le obțină sunt:

O mai bună bunăstare și sănătate a animalelor: Sănătatea animalelor trebuie să fie în centrul atenției, nu doar pentru că sănătatea animalelor se traduce prin sănătate umană, ci pentru că fiecare animal are dreptul intrinsec de a duce o viață sănătoasă în condiții bune de viață.

Aceste sisteme identifică această idee și, prin utilizarea tehnologiilor pentru detectarea bolilor și a sistemelor de avertizare timpurie, contribuie la îmbunătățirea sănătății și bunăstării animalelor.

1. Niveluri de intrare optimizate și producție maximizată

PLF face ca operațiunile agricole să fie precise. Aceasta înseamnă utilizarea adecvată a resurselor limitate în cazul inputurilor. Prin reducerea costurilor și creșterea randamentului general al produselor de origine animală, PLF crește profitabilitatea creșterii animalelor.

Beneficiile economice ale aplicării agriculturii de precizie sunt semnificative și necesare pentru a atrage mai mulți fermieri către aceasta, în vederea satisfacerii nevoilor tot mai mari de produse de origine animală.

2. Beneficii pentru mediu

Un alt beneficiu major al sistemului PLF este reducerea impactului asupra mediului al operațiunilor agricole. Este o cauză majoră a problemelor de mediu precum încălzirea globală și defrișările.

Deși există tehnologii pentru reducerea emisiilor de metan provenite de la ferme, creșterea productivității acestora asigură obținerea mai multor rezultate pe mai puțin teren, ceea ce contribuie la reducerea defrișărilor masive.

3. Reducerea forței de muncă agricole

Pe măsură ce numărul fermierilor scade și numărul animalelor dintr-o fermă crește, nu este posibil ca un fermier să țină evidența tuturor animalelor. PLF face acest lucru posibil prin reducerea forței de muncă agricole și oferirea accesului convenabil fermierilor la informații critice și fiabile.

Mai mult, hrănitoarele automate, urmărirea GPS etc. elimină nevoia de mulți muncitori agricoli. Reducerea forței de muncă agricole înseamnă că ferma este mai scalabilă și, prin urmare, mai productivă și mai profitabilă.

4. Riscurile creșterii animalelor de precizie

Unele dintre provocările și riscurile asociate cu PLF sunt enumerate mai jos:

• Accesibilitatea este încă o provocare majoră asociată cu integrarea tehnologiilor costisitoare în ferme. Deși studiile arată că tehnologiile PLF fac o fermă mai profitabilă, natura diversă a fiecărei ferme face ca aceasta să fie o preocupare care merită luată în considerare cu atenție înainte de a decide adoptarea PLF.
• Riscul major al PLF este că, deoarece este adesea integrat și automat, o defecțiune a sistemului poate provoca impacturi devastatoare, mai ales dacă sistemul este complet automat.
• Un alt risc asociat este atunci când unitatea de animale nu este formată din indivizi, ci dintr-un grup de indivizi, cum ar fi păsările de curte unde se măsoară efectivele. În astfel de cazuri, nevoile individuale speciale pot fi trecute cu vederea.
• Utilizarea etichetelor intruzive reprezintă un risc pentru bunăstarea animalelor și este încă utilizată în multe practici și tehnologii PLF.

PLF are un potențial uriaș în rezolvarea problemelor presante actuale ale creșterii animalelor, cum ar fi cererea tot mai mare de produse animaliere, numărul redus de fermieri, disponibilitatea limitată a terenurilor și preocupările legate de mediu.

La nivelul unui fermier individual, cele mai importante două lucruri pe care le face sunt creșterea producției și a profitabilității acestuia și permiterea acestuia de a aloca timpul limitat disponibil doar aspectelor importante.

PLF are tehnologii încercate și testate și disponibile comercial pentru adoptare de către fermierii individuali, în funcție de nevoile lor.

Mai mult, odată cu avansul rapid al tehnologiei și al analizei big data, agricultura de precizie promite un viitor în care securitatea alimentară este asigurată, împreună cu bunăstarea animalelor.

Întrebări frecvente

1. Cum afectează creșterea animalelor schimbările climatice?

Aceasta afectează semnificativ schimbările climatice prin diverse mecanisme. În primul rând, contribuie la emisiile de gaze cu efect de seră, în principal metan și oxid de azot, produse din fermentația enterică, gestionarea gunoiului de grajd și utilizarea îngrășămintelor sintetice.

De asemenea, aceasta duce la defrișări, deoarece terenurile sunt defrișate pentru pășuni și culturi furajere, reducând capacitatea pădurilor de sechestrare a carbonului. În plus, utilizarea intensivă a apei, energiei și a altor resurse în producția de animale exacerbează și mai mult schimbările climatice.

2. Cum și-a numărat fermierul animalele?

Fermierul își număra animalele folosind diverse metode, în funcție de circumstanțe și de mărimea turmei. O abordare comună este numărarea vizuală a animalelor, mergând pe jos sau cu mașina prin pășune sau grajd.

În exploatațiile mai mari, fermierii pot folosi instrumente specializate, cum ar fi crotaliile electronice pentru urechi sau tehnologia RFID, care pot urmări și număra animalele automat. În plus, unii fermieri se pot baza pe sisteme manuale de evidență pentru a ține evidența nașterilor, deceselor și mișcărilor, pentru a menține o numărătoare precisă a animalelor lor.