La crescita di ogni animale, sviluppo, riproduzione, e il benessere è di fondamentale importanza per un'impresa redditizia. L'agricoltura di precisione consente ai produttori di monitorare il consumo individuale di mangimi, movimento, temperatura, malattia, il peso, e altri fattori, spesso senza alcun intervento umano.

Come le mucche trascorrono il loro tempo

In un pascolo a Woodward, Oklahoma, i bovini indossano collari dotati di ali di pannelli solari che trasmettono un riepilogo del movimento di ogni animale a un satellite. Gli scienziati dell'Agricultural Research Service (ARS) Southern Plains Range Research Station utilizzano i dati per tracciare il bestiame.

"Oltre ai dati riepilogativi giornalieri, i collari registrano i dati sulla posizione oraria e i dati sull'attività di 5 minuti che possono essere scaricati tramite comunicazioni radio su un computer, ", afferma lo specialista della gestione dei pascoli Corey Moffet. "I dati ci consentono di analizzare il comportamento di una mucca:dove e quanto tempo l'animale trascorre a riposare, a piedi, e pascolo».

Le mucche dal collare vagano in sei pascoli, insieme ai loro vitelli, un toro, e mucche senza collare. Hanno accesso all'acqua dolce e occasionalmente al fieno, e vengono alimentati con integratori range cube (ad alto contenuto proteico) cinque volte a settimana. I dati vengono utilizzati per misurare l'attività degli animali, che viene quindi utilizzato per stimare la quantità di cambiamento della massa corporea in una mucca e nel suo vitello, se stanno guadagnando o perdendo peso, dice Moffett.

"Fino a poco tempo fa, abbiamo esaminato solo le medie medie per gruppi di animali, ", afferma il capo della ricerca del laboratorio Stacey Gunter. "Con l'agricoltura di precisione, siamo in grado di guardare le persone e sapere cosa sta facendo ciascuno di loro".

Gli scienziati stanno anche testando un sistema commerciale, "Green Feed, " che misura l'anidride carbonica di un animale, emissioni di metano, e consumo di ossigeno, dice Gunter. La loro ricerca preliminare esamina gli effetti di diversi trattamenti di alimentazione sul metabolismo energetico di una mucca, convertendo il suo mangime e foraggio in energia per la crescita e il movimento.

Uno sguardo più da vicino al comportamento alimentare

In una mattina d'inverno a Miles City, Montana, alcune mucche aspettano che arrivino gli allevatori per dar loro da mangiare, mentre altri mangiano tanto integratore proteico quanto vogliono prima di andare al pascolo.

Gli scienziati dell'ARS Range and Livestock Research Unit vogliono sapere se la gestione del mangime influisce sul comportamento di una mucca. "La produttività nel corso della vita è la caratteristica economica più importante di una vacca, ", afferma il leader della ricerca Mark Petersen. "Vogliamo scoprire quali caratteristiche possiede una mucca che le consentono di vivere a lungo e di essere altamente produttiva, dando alla luce un vitello ogni anno".

Nelle prove iniziali, Petersen, lo scienziato animale Andrew Roberts, e il loro team ha esaminato l'influenza dell'alimentazione autonoma rispetto alla tradizionale alimentazione manuale con integratori in inverno sui modelli di attività delle giovenche da pascolo. Un gruppo di giovenche è stato alimentato giornalmente con integratori proteici. Un altro gruppo aveva accesso agli integratori e poteva scegliere quanto voleva mangiare e quando. Il consumo medio per ogni animale era di circa mezzo chilo al giorno.

Una sfida fondamentale per i sistemi di produzione del bestiame negli Stati Uniti occidentali consiste nell'implementare pratiche di gestione che ottimizzino la produzione di carne bovina conservando le risorse dei pascoli, dice Petersen. "Il modo in cui abbiamo fornito quegli integratori ha cambiato il comportamento degli animali riguardo a come hanno usato il pascolo, " dice. Gli animali alimentati a mano hanno trascorso la prima ora della mattina aspettando il camion del mangime e non hanno pascolato. Le giovenche autoalimentate hanno mangiato integratori quando volevano, e quanto volevano, e pascolavano quando volevano.

"L'uso del foraggio e del pascolo era notevolmente diverso, a seconda dello schema di gestione, " Dice Petersen. "Le mucche autoalimentate pascolavano l'intera area di pascolo, mentre gli animali allevati manualmente utilizzavano solo il 60 percento del pascolo".

Le mucche sono dotate di collari simili a quelli utilizzati in Oklahoma che forniscono le coordinate del Global Positioning System ogni 5 minuti e riepiloghi giornalieri della posizione. Gli scienziati calcolano la velocità con cui viaggiano le mucche e quindi assegnano vari comportamenti, ad esempio se un animale sta riposando, pascolo, o camminare.

"Finora, abbiamo appreso con l'analisi dei dati del collare GPS che cambiamenti relativamente piccoli nelle pratiche comuni di gestione delle mandrie di bovini hanno impatti misurabili sul modo in cui gli animali utilizzano i pascoli dei pascoli, " dice Petersen. "Questo è significativo, perché l'impronta ambientale della produzione di carne bovina da pascolo è correlata al modo in cui l'impatto degli animali è distribuito nel paesaggio".

Scienziati dell'ARS, insieme ai collaboratori della New Mexico State University, ha promosso la ricerca sviluppando mappe della vegetazione da immagini satellitari che mostrano dove le mucche trascorrono il loro tempo. Gli scienziati ritengono che i dati dimostreranno che le giovenche preferiscono determinati tipi di vegetazione.

"Potremmo essere in grado di utilizzare l'agricoltura di precisione per aiutare i produttori a gestire meglio le loro mandrie manipolando il modo in cui gli animali usano i pascoli a beneficio della produttività e della terra, "dice Petersen.

Precisione per i maiali

Nelle operazioni sui suini, la tecnologia dell'agricoltura di precisione può essere uno strumento gradito per il monitoraggio continuo delle prestazioni di un animale, Salute, e benessere.

La tecnologia può aiutare i produttori a capire cosa sta succedendo ai suini e se apportare modifiche alla gestione, come cambiamenti nella razione di alimentazione o nella dimensione della penna. Può anche aiutarli a localizzare animali malati.

"Può essere difficile rilevare quando un solo animale è malato, "dice Tami Brown-Brandl, un ingegnere agrario presso l'ARS Roman L. Hruska U.S. Meat Animal Research Center (USMARC) a Clay Center, Nebraska. Con l'agricoltura di precisione, "teoricamente, potresti rilevare e curare gli animali malati prima e con maggiore precisione di quanto potresti visivamente. Utilizziamo il tempo del singolo animale alla mangiatoia per prevedere l'ora del giorno successivo alla mangiatoia. Se la previsione e l'effettivo sono troppo distanti, poi indaghiamo sulla causa".

Un altro uso per l'agricoltura di precisione è la commercializzazione di suini, lei dice. Gli imballatori vogliono suini all'attuale peso di mercato. Il metodo di pesatura tradizionale - far passare i maiali su una bilancia - richiede molto tempo per un gran numero di maiali. Brown-Brandl ei suoi colleghi stanno sviluppando metodi di imaging per misurare il peso di un maiale. Determinano il volume del maiale dai pixel dell'immagine digitale, e poi usano le equazioni per convertire il volume in peso. Dice che il tasso di errore è solo del 5% circa. "Potresti mettere un segno di inchiostro sui maiali di peso di mercato e oltre, in modo che possano essere facilmente ordinati, " lei dice.

Stanno anche usando l'imaging per impedire alle scrofe di schiacciare i loro maialini. Una fotocamera 3D, montato su gabbie da parto, prende immagini utilizzate per determinare la postura di una scrofa:se sta mangiando, potabile, in piedi, seduta, o sdraiato con la mammella rivolta a destra oa sinistra.

"Questo ci permette di valutare diverse dimensioni di gabbie da parto e dare consigli di gestione ai produttori, " dice Brown Brandl.

Combattere lo stress da calore

Per avvisare i produttori di condizioni di stress termico potenzialmente pericolose, Brown-Brandl e colleghi hanno progettato e lanciato un'app per smartphone "Heat Stress" per i bovini nel 2016. L'app utilizza i dati del servizio meteorologico per emettere previsioni da 1 a 7 giorni prima di condizioni di caldo estremo, e fornisce raccomandazioni per proteggere gli animali prima e durante un evento di stress da calore. Finora, l'app è stata scaricata circa 1, 500 volte.

I ricercatori USMARC stanno anche esaminando la tolleranza al calore nei suini. Le perdite annuali associate allo stress da calore nell'industria suinicola statunitense sono stimate in quasi 300 milioni di dollari.

"Lo stress da calore provoca uno squilibrio termico:l'animale produce più calore di quello che può essere disperso nell'ambiente, " dice Brown-Brandl. Nei maiali, lo stress da calore può ridurre l'assunzione di mangime, crescita, efficienza alimentare, e tasso riproduttivo.

Nelle ricerche precedenti, Brown-Brandl e il suo team hanno utilizzato le temperature della superficie della pelle di singoli e gruppi di suini per determinare le temperature appropriate per l'alloggiamento. Sono state scattate immagini termiche di 160 suini allevati in gruppo e 20 singoli suini in giorni specifici entro un determinato intervallo di temperatura. Gli scienziati hanno scoperto che l'uso delle immagini termiche ha mostrato risultati promettenti nel determinare la tolleranza al calore per i suini.

Gli scienziati di ARS continuano a studiare l'uso della tecnologia dell'agricoltura di precisione a beneficio della produzione e della salute degli animali. La loro ricerca include test e sviluppo di metodi per aiutare gli agricoltori a operare in modo più efficiente nella gestione dei costi di produzione e nell'aumento della produzione e dei profitti.