Precyzyjna hodowla świń – Smart farming

Produkcja zwierzęca stoi obecnie w obliczu ogromnego wyzwania. Populacja ludzi na świecie wciąż się zwiększa i naukowcy przewidują, że w 2050 roku osiągnie 9.1 miliarda. Aby wykarmić taką liczbę ludzi, świat musiałby wyprodukować 70% więcej żywności niż dotychczas. Z jednej strony, konsument oczekuje, że przemysł mięsny jest w stanie temu podołać i podwoić produkcję dwukrotnie (aby osiągnąć ok 470 milionów ton mięsa roczne). Z drugiej strony obecna hodowla zwierząt i produkcja zwierzęca jest postrzegana negatywnie, w związku z problemami środowiskowymi, ale także ze złym dobrostanem zwierząt i wyczerpywaniem żywności jadalnej dla ludzi (głównie zbóż).

 

Precyzyjna hodowla, to nowe podejście, które ma na celu lepsze zrozumienie i uwzględnienie indywidualnego zróżnicowania zapotrzebowania wśród całej populacji. Liczba zwierząt przypadająca na jednego pracownika rośnie, a pamiętajmy że dobrostan zwierząt stanowi coraz ważniejszą rolę w cyklu produkcyjnym. Dobrostan to nie tylko zdrowie, odpowiednie pomieszczenia, ale także żywienie (dostęp do wody i pożywienia) i właściwy mikroklimat w pomieszczeniach, w którym przebywają zwierzęta. Zwierzęta w zależności od czynników środowiskowych, stanu fizjologicznego ale i wieku spędzają określoną liczbę czasu na czynności związane z odpoczywaniem, jedzeniem, piciem czy zabawą. Jak możemy wykorzystać tę wiedzę, jeśli stworzymy wzorzec zachowań dla szczególnych grup, w różnym okresie?  

 

 

Dzięki informacjom z kamer i kolczyków – technologii SMART, będziemy w stanie określić co dla świń (w stadzie) jest normalne, a co nie. Ile czasu spędzają na zabawie, dlaczego dochodzi do obgryzania ogonków, a przede wszystkim – jak temu zapobiegać ? Nowe technologie muszą określać pozycje danego zwierzęcia i oceniać czy występują zmiany w czasie poświęcanym na jedzenie, zabawę czy odpoczynek. Ponadto dzięki nowoczesnym systemom hodowcy będą w stanie także oszacować ich ciepłotę ciała, dzięki temu będą mogli szybciej reagować i unikać podawania zwierzętom np. antybiotyków.

 

 

Produkcja trzody chlewnej jest jednym z głównych sektorów hodowli, które konkurują bezpośrednio z ludźmi o jadalne zboża. Ponadto koszt paszy stanowi ok. 60% całkowitego kosztu w łańcuchu produkcji trzody chlewnej, a tym samym znacząco wpływa na ekonomikę produkcji. Żywienie ma również ogromny wpływ na inne filary zrównoważonego rozwoju, takie jak: jakość produktu, środowisko, zdrowie i dobrostan zwierząt. Dlatego efektywność wykorzystania paszy odgrywa kluczową rolę  na każdym etapie produkcji trzody chlewnej. W celu poprawy wydajności paszy, konieczne jest karmienie świń dietami spełniającymi ich wymagania żywieniowe. W przypadku przekarmiania, nadmiar składników odżywczych będzie wydalony, natomiast niewystarczająca podaż niezbędnych składników spowoduje pogorszenie ich wydajności, zdrowie i dobrostan.

 

Szczególnie trudne jest określenie w czasie rzeczywistym zapotrzebowania na składniki odżywcze dla każdego osobnika w grupie i zastosowanie technologii zautomatyzowanej (stacji) do dystrybucji paszy dopasowanej dla zwierzęcia i monitorowania jego wydajności (tj. masa ciała, spożycie paszy i zachowania żywieniowe). Precyzyjne karmienie oznacza stosowanie technik, które zapewnią optymalną ilość paszy zarówno dla całego stada jak i dla każdego osobnika w grupie, przy jednoczesnym ograniczeniu niesprzyjających czynników środowiskowych. Zachowania żywieniowe będą wykorzystywane jako informacja zwrotna do oszacowania indywidualnych potrzeb pokarmowych. Dlaczego może być to interesujące i opłacalne dla hodowców ? Precyzyjne podawanie paszy zmaksymalizuje wydajnościowy potencjał jednostek, a zminimalizuje wpływ czynników środowiskowych. Ostatnie wyniki badań wykazują, że precyzyjne żywienie zmniejsza koszty (wydane na pasze dla zwierząt) produkcji, wydalanie azotu (w porównaniu z wielofazowym żywieniem grupowym) oraz nie wpływa na pogorszenie wydajności. Co więcej, ponieważ na bieżąco monitoruje się zachowania świni oraz jej zachowania żywieniowe, hodowca może wpłynąć na zdrowie i dobrostan zwierząt przez wczesne i szybkie wykrycie nieprawidłowości.

 

Szczegółowe opisy różnych typów podajników automatycznych zostały zrecenzowane przez Maselyne i in. (2015). Według metodyki każdy osobnik w grupie musi być zakolczykowany, kolczykiem elektronicznym (RFID). Kolczyki te mają unikalny kod i transponder dla każdej świni. Podajnik musi być wyposażony w antenę lub czytnik (system rozpoznawania tych kodów). Kiedy świnia wchodzi, podajnik przechwytuje sygnał z kolczyka i sczytuje informację o tej danej jednostce (jest to w pełni zautomatyzowane i informacje rejestrowane są w systemie komputerowym). Czytniki te mają za zadanie identyfikację zachowań i alarmowanie w przypadku znacznych odchyleń. Nie wszystkie świnie mają te same potrzeby i wymagają więcej energii z pożywienia aby uzyskać optymalne (dla hodowcy) wyniki. W wielu pracach dotyczących technologii żywienia trzody chlewnej pojawia się temat automatycznych stacji żywieniowych. Stacje żywieniowe dla świń wyposażone są w bramki wejścia i wyjścia, skrzynie ochronne oraz jedno lub więcej koryt paszowych. Co ważne, muszą być zaprojektowane tak, aby mogła do nich wejść tylko jedna świnia. Po wejściu do stacji, zadawana jest ograniczona ilość paszy, na żądanie świni (np. poprzez podniesienie dźwigni) lub automatycznie w przypadku zamontowania takiego systemu. W oparciu o informacje z kolczyka, można tak bilansować dawkę, aby odpowiadała ona wymaganiom danej świni. Po każdej wizycie rejestrowana jest ilość i czas spożycia paszy dla każdego osobnika. Świnia może wejść do takiej stacji kilka razy dziennie. Surowe dane z takich stacji, mogą być przetwarzane dalej i grupowane w zależności od potrzeb. Ma to niewątpliwie wymiar praktyczny, gdyż od każdej świni można zebrać dane, które posłużą do opracowywania najbardziej wydajnych receptur. Praktycznym pod kontem ekonomicznym, ale i dobrostanowym dla zwierząt (Maselyne et al. 2015).

 

System automatycznego żywienia znalazł już swoje zastosowanie w produkcji bydła. Wzrost koncentracji produkcji jest widoczny w każdym kierunku produkcji zwierzęcej. Co wiąże się z wdrożeniem nowych technologii, w tym automatyzacji, a wręcz robotyzacji produkcji krów – głównie mlecznych. W przypadku bydła oprócz znakowanie RFID, dostępne są pedometry i akcelelerometry montowane na kończynach lub karkach krów. Pierwotnie wykrywały ruje (nasilenie aktywności ruchowej), natomiast współczesne urządzenia mierzą temperaturę, rozróżniają skalę i typy zachować oraz określają czas przeżuwania i liczbę oddechów. Natomiast współczesne fermy, na których prowadzi się bezobsługowy chów bydła mlecznego (dzięki systemom komercyjnym) posiadają: biosensory, czujniki, bramki selekcyjne, samobieżne urządzenia do zadawania paszy i czyszczenia podłóg, a także m.in. sterowniki do wentylacji. Wszystkie te urządzenia mają za zadanie zminimalizować czas pracy hodowcy. Jednakże zapewniają także całodobową ochronę zwierząt i umożliwiają przesył informacji, dzięki czemu reakcja w patologicznych stanach jest szybka i efektywna.  

 

Precyzyjna hodowla może dawać potężne perspektywy dla rozwoju hodowli świń. Dzięki niej hodowcy mogą zaoszczędzić na paszy, polepszyć jakość mięsa i zredukować emisję szkodliwych gazów do otoczenia.

 

 

Aby jednak wprowadzić w życie takie zastosowania, musimy pamiętać o dużych nakładach inwestycyjnych, ale i znajomości programów komputerowych. Ponadto technologia użyta w precyzyjnej hodowli musi być wytrzymała i niezawodna. Osoby pracujące w chlewniach, doskonale znają temperament tych zwierząt. Ponadto chlewnie charakteryzują się wysoką wilgotnością, obecnością gazów, zmiennym poziomem oświetlenia i obecnością owadów (które mogą zakłócać odbiór obrazu z kamer). Nie wszystkie technologie, wprowadzone do chlewni podczas badań, znajdą swoje zastosowanie w gospodarstwie. Dla drobnych hodowców jest to na ten moment zbyt duże obciążenie, jednak dla dużych wysokoprodukcyjnych gospodarstw rozwiązania te mogą generować olbrzymie oszczędności.

 

Na podstawie:

1. Maselyne J, Saeys W and Van Nuffel A. (2015). Quantifying animal feeding behaviour with a focus on pigs. Physiology & Behavior 138, 37–51.
2. Pomar, C., Hauschild, L., Zhang, G. H., Pomar, J. and Lovatto, P. A. (2009), ‘Applying precision feeding techniques in growing-finishing pig operations. L’utilisation d’une alimentation de precision chez les porcs à l’engrais’, In Proceedings of 45th Eastern Nutrition Conference of Canada, pp. 103–16. Animal Nutrition Association of Canada, Quebec, Canada.