Точне тваринництво: технології, переваги та ризики

Точне тваринництво дозволяє фермерам збільшувати виробництво, розширювати свої ферми, максимізувати продуктивність та задовольняти зростаючий попит на продукцію тваринництва, водночас усвідомлюючи та відповідально ставлячись до свого впливу на навколишнє середовище.

Останні події демонструють три різні проблемні тенденції у світовому масштабі. По-перше, попит на продукти тваринництва, такі як м'ясо, яйця та молочні продукти, зростає майже експоненціально зі зростанням населення світу та підвищенням доступності цих товарів.

По-друге, кількість тваринників та площа сільськогосподарських угідь постійно скорочуються протягом кількох років через обмежену доступність земельних ресурсів.

Зрештою, зростає занепокоєння щодо шкідливого впливу худоби на серйозні глобальні проблеми, такі як глобальне потепління, вирубка лісів та загальна деградація навколишнього середовища.

Вирішення всіх цих проблем, які все ще перебувають на початковій стадії у масштабній історії тваринництва, стало життєздатним та перспективним рішенням.

Що таке худоба?

Худоба — це свійські тварини, яких вирощують для отримання їжі, волокна, робочої сили та інших продуктів. Це включає таких тварин, як корови, свині, кури, вівці та кози, серед інших. Худоба є невід'ємною частиною сільського господарства та відіграє значну роль у харчовій промисловості.

Худобу можна вирощувати різними способами, включаючи вільний вигул, інтенсивне або екстенсивне землеробство. Вільне вигул дозволяє тваринам пастися та пересуватися на відкритих пасовищах, тоді як інтенсивне землеробство передбачає утримання тварин у менших приміщеннях для максимізації виробництва.

Екстенсивне землеробство — це метод, що знаходиться між вільним випасом та інтенсивним землеробством, де тваринам дозволяється пастися та пересуватися у відведеній зоні.

Що таке тваринництво?

Тваринництво — це практика вирощування тварин для різних цілей, таких як їжа, одяг та робоча сила. До худоби належать велика рогата худоба, вівці, кози, свині, кури та інша свійська птиця.

У багатьох частинах світу це невід'ємна частина економіки та культури. Наприклад, у Сполучених Штатах тваринницька галузь щороку генерує мільярди доларів доходу та підтримує мільйони робочих місць.

Існують різні види тваринництва залежно від тварин, що вирощуються, та мети ведення сільського господарства. Деякі фермери вирощують тварин заради м’яса, молока чи яєць, а інші — заради вовни чи інших побічних продуктів.

Одним із найпоширеніших видів є м’ясне скотарство. М’ясні породи великої рогатої худоби вирощуються заради м’яса, і зазвичай їх вирощують на великих ранчо або фермах. З роками виробництво яловичини стає дедалі більш індустріалізованим, і багато фермерів використовують відгодівельні майданчики для відгодівлі худоби перед забоєм.

Ще одним поширеним типом є молочне скотарство. Молочні фермери вирощують корів для виробництва молока, яке потім продається переробникам молока або використовується для виготовлення сиру, масла та інших молочних продуктів. Молочне скотарство може бути складним і вимогливим бізнесом, оскільки корів потрібно доїти двічі на день, щодня в році.

Птахівництво також є популярним видом, причому кури є найпоширенішою свійською птицею. Курячі фермери вирощують своїх птахів заради м'яса та яєць, і вони часто використовують великомасштабні методи виробництва для максимізації ефективності.

Це може мати як позитивний, так і негативний вплив на довкілля. З одного боку, вирощування тварин для виробництва продуктів харчування може допомогти прогодувати зростаюче населення світу та забезпечити економічні вигоди фермерам і громадам. З іншого боку, великомасштабне тваринництво може сприяти забрудненню, вирубці лісів та викидам парникових газів.

Що таке точне тваринництво?

Точне тваринництво (PLF) – це інноваційний підхід, який використовує технології та рішення на основі даних для оптимізації виробництва та управління тваринництвом.

Це передбачає інтеграцію датчиків, автоматизації та систем моніторингу для збору інформації про здоров'я тварин, їхню поведінку та стан навколишнього середовища в режимі реального часу.

Ці дані дозволяють фермерам приймати обґрунтовані рішення щодо годівлі, втручань у здоров'я, відтворення та загального добробуту тварин.

PLF прагне підвищити продуктивність, мінімізувати втрати ресурсів, покращити добробут тварин та сприяти сталому та ефективному веденню тваринництва.

Технології точного тваринництва

Як і всі технології, технології PLF постійно розвиваються з кожним днем. Багато з них вже впроваджені та мають великий успіх на численних фермах по всьому світу, тоді як деякі перебувають на ранніх стадіях розробки. Ось деякі з технологій PLF, які застосовуються сьогодні:

1. Автоматизовані системи зважування

Оскільки вага є одним з найважливіших показників здоров'я тварин та продуктивності худоби, автоматизована система зважування є поширеною технологією, яка в тій чи іншій формі постачається з кожним застосуванням PLF.

Кілька форм автоматизованих систем зважування - це ‘ступінчасті ваги’ та камери, інтегровані з програмним забезпеченням, яке вимірює вагу людей за допомогою аналізу зображень та відео з використанням машинного навчання з дуже малою похибкою.

Ваги з кроком широко використовуються у птахівництві для точного розрахунку середньої ваги, а датчики, що підходять один одному, використовуються у свиней та великої рогатої худоби шляхом пропускання їх через ваги.

З іншого боку, вимірювання ваги за допомогою аналізу зображень та відео є швидшим, простішим і, що важливіше, менш нав'язливим. Інформація про вагу сільськогосподарських тварин є життєво важливою для одомашнення худоби.

Наприклад, отримавши інформацію про вагу та записавши характеристики корму, можна створити модель та використовувати її для прогнозування та втручання в управління.

2. Низькозатратний облік споживання корму та води

Для запису інформації про харчову та питну поведінку сільськогосподарських тварин використовуються водоміри та різні типи датчиків споживання корму.

Ця інформація, зібрана протягом певного періоду часу, забезпечує історичну тенденцію та очікувані рівні споживання корму та води, які потім можна використовувати для запуску систем раннього попередження у разі зміни харчових та питних звичок тварин, що може бути пов'язано з кількома факторами, такими як хвороба або несприятливі умови.

3. Рішення для обробки зображень

Як згадувалося раніше, аналіз зображень та відео може автоматично надати майже точну інформацію про вагу окремих тварин. Однак вага — це лише один із багатьох даних, які ми можемо отримати за допомогою рішень для обробки зображень.

Наприклад, використовуючи технологію 3D-камер та тепловізійне зображення, ми можемо вивчати поведінкові моделі, такі як сідання та кульгавість, фізіологічні умови, такі як дихання та температура, тенденції росту та елементи навколишнього середовища, такі як якість туші.

Оскільки вони отримують низку життєво важливих даних та є доступними, рішення для обробки зображень є найпоширенішою формою точного моніторингу тваринництва та одним із перших кроків поетапного впровадження PLF на фермі.

4. Системи розпізнавання тварин

Датчики Такі пристрої, як акселерометри, датчики тиску та температури, що встановлюються на тварин або в їхньому середовищі та підключаються до мережі, створюють Інтернет речей (IoT), який є основною передумовою інтегрованого PLF.

Ці датчики, окремо або в комбінації, можна використовувати для виявлення моделей поведінки, умов навколишнього середовища та здоров'я тварин. Наприклад, датчики, розміщені на вухах, а також на шийних нашийниках великої рогатої худоби та свиней, можуть вимірювати та контролювати харчову поведінку, жування, отелення, еструс, а також температуру тіла.

Датчики також використовуються для вимірювання температури на фермі та змінних аквакультури, таких як pH, вміст кисню тощо. Одним важливим моментом, який слід враховувати під час використання датчиків у PLF, є їхній дискомфорт або шкода для тварин.

Загалом, датчики реального часу в поєднанні з попередніми даними відіграють важливу роль у виявленні хвороби і проблеми зі здоров'ям, і попередження заздалегідь.

5. GPS-трекінг для розгалужених систем

Використання технологій дистанційного зондування, таких як системи відстеження на основі GPS, застосовується в системах випасу, де тварини покривають велику площу землі.

Їхні схеми руху можна використовувати для визначення бажаного випасу, а їхнє GPS-координати в режимі реального часу — для відстеження їхнього місцезнаходження. Це робить випас худоби ефективним та зменшує втрати худоби через крадіжки або вбивства хижаками.

Фактично, GPS-нашийники, що встановлюються на хижаків, таких як великі кішки, використовувалися для створення системи раннього попередження у віддалених районах світу.

У традиційному тваринництві системи GPS-стеження значно спрощують моніторинг великих стад великої рогатої худоби, встановлюючи віртуальні огорожі, та пропонують фермерам значне полегшення.

6. Проксі-технології для вимірювання викидів метану

Викиди парникових газів у сільському господарстві продовжує робити значний внесок у загальні викиди парникових газів щороку. Метан, що виробляється великою рогатою худобою та свинями, займає значну частину викидів парникових газів у сільському господарстві.

Технології вимірювання викидів метану у сільськогосподарських тварин – це чудовий спосіб зробити тваринницькі ферми більш чутливими до клімату та екологічно відповідальними.

Однак, для окремих ферм існує небагато доцільних технологій, і деякі з проксі-технологій включають камерну систему, техніку трасера SF6, лазерне виявлення метану, спектроскопію тощо.

7. Рішення для електронної ідентифікації (EID)

Можливість автоматично вимірювати умови, поведінку та продуктивність кожної окремої тварини на фермі корисна лише за умови, що цих окремих тварин можна легко ідентифікувати, щоб їхній облік можна було вести окремо та автоматично.

Традиційні методи ідентифікації худоби є нав'язливими та шкідливими для тварин і досі практикуються в усьому світі.

Однак електронні альтернативи, такі як радіочастотна ідентифікація (RFID) та вдосконалені вушні бирки, є ефективними та автоматичними, що усуває необхідність тривалого введення даних та забезпечує безперебійний перебіг операцій. EID забезпечує всі інші аспекти точного тваринництва. Вона також є обов'язковою в різних країнах.

8. Застосування передової аналітики даних до великих даних

Оскільки на тваринницьких фермах впроваджується все більше технологій, щодня генерується все більше даних і точок даних, і ця кількість продовжує зростати в геометричній прогресії. Щоб обробити такий обсяг даних, частина аналізу даних повинна бути такою ж потужною.

Для того, щоб гарантувати використання отриманих даних для вирішення актуальних проблем здоров'я тварин та тваринництва, необхідні розширені методи аналізу великих даних, а також можливості машинного навчання.

Переваги точного тваринництва

Переваги PLF є широкими, і типи переваг, які можна отримати від системи PLF, залежать від видів використовуваних технологій. Однак деякі загальні переваги PLF, яких прагне досягти будь-яка система PLF, це:

Краще благополуччя та здоров'я тварин: здоров'я тварин має бути в центрі уваги не лише тому, що здоров'я тварин перекладається у здоров'я людини, а й тому, що кожна тварина має невід'ємне право вести здорове життя в хороших умовах проживання.

Ці системи ідентифікують цю ідею та, використовуючи технології для виявлення захворювань та систем раннього попередження, працюють над покращенням здоров'я та добробуту тварин.

1. Оптимізовані рівні витрат та максимальне виробництво

PLF забезпечує точність сільськогосподарських операцій. Це означає належне використання обмежених ресурсів у випадку виробничих ресурсів. Зменшуючи витрати та збільшуючи загальний вихід продукції тваринництва, PLF підвищує прибутковість тваринництва.

Економічні вигоди від застосування точного землеробства є значними та необхідними для залучення до нього більшої кількості фермерів для задоволення зростаючих потреб у продукції тваринного походження.

2. Екологічні переваги

Ще однією важливою перевагою системи PLF є зменшення впливу сільськогосподарської діяльності на навколишнє середовище. Це є основною причиною екологічних проблем, таких як глобальне потепління та вирубка лісів.

Хоча технології для зменшення викидів метану з ферм існують, підвищення продуктивності ферм гарантує, що можна отримати більше результатів на меншій площі землі, що сприяє зменшенню масової вирубки лісів.

3. Зменшення обсягу сільськогосподарської праці

Оскільки кількість фермерів зменшується, а кількість тварин на фермі збільшується, фермер не може відстежувати всіх тварин. PLF робить це можливим, зменшуючи обсяг сільськогосподарської праці та надаючи фермерам зручний доступ до важливої та достовірної інформації.

Більше того, автоматичні годівниці, GPS-відстеження тощо усувають потребу в багатьох сільськогосподарських робітниках. Скорочення сільськогосподарської праці означає, що ферма є більш масштабованою, а отже, більш продуктивною та прибутковою.

4. Ризики точного тваринництва

Деякі проблеми та ризики, пов'язані з PLF, перелічені нижче:

• Доступність все ще залишається серйозною проблемою, пов'язаною з інтеграцією дорогих технологій на фермах. Хоча дослідження показують, що технології PLF роблять ферму більш прибутковою, різноманітний характер кожної ферми робить це питання вартим ретельного розгляду, перш ніж приймати рішення про впровадження PLF.
• Основний ризик PLF полягає в тому, що оскільки вона часто є інтегрованою та автоматичною, збій системи може спричинити руйнівні наслідки, особливо якщо система повністю автоматична.
• Ще один пов'язаний з цим ризик полягає в тому, що одиницею тварин є не окремі особини, а група особин, як-от свійська птиця, де вимірюють зграї. У таких випадках особливі індивідуальні потреби можуть бути проігноровані.
• Використання нав'язливих міток становить ризик для добробуту тварин, що досі використовується в багатьох практиках та технологіях PLF.

PLF має величезний потенціал у вирішенні сучасних нагальних проблем тваринництва, таких як зростаючий попит на продукцію тваринництва, зменшення кількості фермерів, обмежена доступність земельних ділянок та екологічні проблеми.

На рівні окремого фермера дві найважливіші речі полягають у тому, що це збільшує його/її виробництво та прибутковість, а також дозволяє йому/їй витрачати обмежений час лише на важливі справи.

PLF має технології, які перевірені та комерційно доступні для впровадження окремими фермерами відповідно до їхніх потреб.

Більше того, завдяки швидкому розвитку технологій та аналізу великих даних, точне тваринництво обіцяє майбутнє, де продовольча безпека буде забезпечена разом із добробутом тварин.

Поширені запитання

1. Як тваринництво впливає на зміну клімату?

Це суттєво впливає на зміну клімату через різні механізми. По-перше, це сприяє викидам парникових газів, головним чином метану та закису азоту, що утворюються внаслідок кишкової ферментації, управління гноєм та використання синтетичних добрив.

Це також призводить до вирубки лісів, оскільки землі розчищаються під пасовища та кормові культури, що зменшує здатність лісів поглинати вуглець. Крім того, інтенсивне використання води, енергії та інших ресурсів у тваринництві ще більше посилює зміну клімату.

2. Як фермер порахував свою худобу?

Фермер рахував свою худобу різними методами, залежно від обставин та розміру стада чи отари. Один із поширених підходів — візуальний підрахунок тварин шляхом прогулянки або проїзду через пасовище чи сарай.

У великих господарствах фермери можуть використовувати спеціалізовані інструменти, такі як електронні вушні бирки або технологію RFID, які можуть автоматично відстежувати та рахувати тварин. Крім того, деякі фермери можуть покладатися на ручні системи ведення обліку для відстеження народжень, смертей та переміщень, щоб вести точний підрахунок своєї худоби.