De groei van elk dier, ontwikkeling, reproductie, en welzijn is van cruciaal belang voor een winstgevende onderneming. Precisielandbouw stelt producenten in staat om individuele diervoederconsumptie te monitoren, beweging, temperatuur, ziekte, gewicht, en andere factoren, vaak zonder enige menselijke tussenkomst.

Hoe koeien hun tijd doorbrengen

In een weiland in Woodward, Oklahoma, runderen dragen halsbanden die zijn uitgerust met zonnepaneelvleugels die een samenvatting van de beweging van elk dier doorgeven aan een satelliet. Wetenschappers van de Agricultural Research Service (ARS) Southern Plains Range Research Station gebruiken de gegevens om het vee te volgen.

"Naast dagelijkse overzichtsgegevens, de halsbanden registreren locatiegegevens per uur en activiteitsgegevens van 5 minuten die via radiocommunicatie naar een computer kunnen worden gedownload, ", zegt Corey Moffet, specialist in bosbeheer. "De gegevens stellen ons in staat om het gedrag van een koe te analyseren - waar en hoeveel tijd het dier doorbrengt met rusten, wandelen, en grazen."

De kraagkoeien dwalen in zes weiden, samen met hun kalveren, een stier, en koeien zonder kraag. Ze hebben toegang tot vers water en af ​​en toe hooi, en ze krijgen vijf keer per week range cube (eiwitrijke) supplementen. De gegevens worden gebruikt om de activiteit van de dieren te meten, die vervolgens wordt gebruikt om de hoeveelheid verandering in lichaamsmassa bij een koe en haar kalf te schatten - of ze nu aankomen of afvallen, zegt Moffet.

"Tot voor kort, we hebben alleen gekeken naar gemiddelde gemiddelden voor groepen dieren, ", zegt onderzoeksleider Stacey Gunter van het lab. "Met precisielandbouw, we kunnen naar individuen kijken en weten wat iedereen doet."

Wetenschappers testen ook een commercieel systeem, "GreenFeed, " die de koolstofdioxide van een dier meet, methaanemissie, en zuurstofverbruik, zegt Günter. Hun voorlopige onderzoek kijkt naar de effecten van verschillende voerbehandelingen op het energiemetabolisme van een koe, waarbij voer en ruwvoer worden omgezet in energie voor groei en beweging.

Een nadere blik op voedingsgedrag

Op een winterochtend in Miles City, Montana, sommige koeien wachten tot ranchhanden arriveren en voeren, terwijl anderen zoveel eiwitsupplement eten als ze willen voordat ze naar de wei gaan.

Wetenschappers van de ARS Range and Livestock Research Unit willen weten of voermanagement het gedrag van een koe beïnvloedt. "Levenslange productiviteit is de belangrijkste economische eigenschap van een koe, ", zegt onderzoeksleider Mark Petersen. "We willen weten welke eigenschappen een koe bezit waardoor ze lang kan leven en zeer productief kan zijn - elk jaar een kalf krijgen."

In de eerste proeven, Petersen, dierwetenschapper Andrew Roberts, en hun team keken naar de invloed van zelfvoeding versus traditionele aanvullende handvoeding in de winter op de activiteitspatronen van vaarzen op de weide. Een groep vaarzen kreeg dagelijks met de hand eiwitsupplementen. Een andere groep had toegang tot supplementen en kon kiezen hoeveel ze wilden eten en wanneer. De gemiddelde consumptie voor elk dier was ongeveer een half pond per dag.

Een cruciale uitdaging voor de veehouderijsystemen in het westen van de Verenigde Staten is het implementeren van managementpraktijken die de rundvleesproductie optimaliseren en tegelijkertijd de natuurlijke hulpbronnen van de weidegronden in stand houden. zegt Petersen. "Hoe we die supplementen gaven, veranderde het gedrag van de dieren in hoe ze de weide gebruikten, " zegt hij. Handgevoede dieren brachten het eerste uur van de ochtend door met wachten op de voerwagen en graasden niet. Zelfgevoede vaarzen aten supplement wanneer ze wilden, en zoveel ze wilden, en ze graasden wanneer ze wilden.

"Het gebruik van ruwvoer en weiland was opmerkelijk verschillend, afhankelijk van het beheerschema, " zegt Petersen. "Zelfvoedende koeien graasden het hele weiland, terwijl met de hand gevoerde dieren slechts 60 procent van het weiland gebruikten."

Koeien zijn uitgerust met halsbanden die vergelijkbaar zijn met de halsbanden die in Oklahoma worden gebruikt en die elke 5 minuten Global Positioning System-coördinaten en dagelijkse locatieoverzichten geven. Wetenschappers berekenen hoe snel koeien reizen en wijzen vervolgens verschillende gedragingen toe, zoals of een dier rust, grazen, of wandelen.

"Tot dusver, we hebben met GPS-analyse van halsbandgegevens geleerd dat relatief kleine veranderingen in de gangbare praktijken voor het beheer van runderen een meetbare impact hebben op de manier waarop dieren weidegronden gebruiken, " zegt Petersen. "Dit is veelbetekenend, omdat de ecologische voetafdruk van de productie van runderrundvlees verband houdt met hoe de impact van dieren over het landschap wordt verspreid."

ARS-wetenschappers, samen met medewerkers van de New Mexico State University, bevorderde het onderzoek door vegetatiekaarten te ontwikkelen op basis van satellietbeelden die laten zien waar koeien hun tijd doorbrengen. Wetenschappers denken dat de gegevens zullen aantonen dat vaarzen de voorkeur geven aan bepaalde soorten vegetatie.

"Misschien kunnen we precisielandbouw gebruiken om producenten te helpen hun kuddes beter te beheren door te manipuleren hoe de dieren weiden gebruiken om zowel de productiviteit als het land ten goede te komen, ', zegt Petersen.

Precisie voor varkens

Bij varkensoperaties precisielandbouwtechnologie kan een welkom hulpmiddel zijn voor het continu monitoren van de prestaties van een dier, Gezondheid, en welzijn.

Technologie kan producenten helpen erachter te komen wat er met varkens aan de hand is en of ze managementaanpassingen moeten doorvoeren, zoals veranderingen in voerrantsoen of hokgrootte. Het kan hen ook helpen om zieke dieren te lokaliseren.

"Het kan moeilijk zijn om te detecteren wanneer slechts één dier ziek is, " zegt Tami Brown-Brandl, een landbouwingenieur bij ARS's Roman L. Hruska U.S. Meat Animal Research Center (USMARC) in Clay Center, Nebraska. Met precisielandbouw, "theoretisch, je zou zieke dieren eerder en nauwkeuriger kunnen detecteren en behandelen dan je visueel zou kunnen. We gebruiken individuele diertijd bij de voerbak om de tijd van de volgende dag bij de voerbak te voorspellen. Als de voorspelling en de werkelijkheid te ver uit elkaar liggen, dan onderzoeken we de oorzaak."

Een ander gebruik voor precisielandbouw is het op de markt brengen van varkens, ze zegt. Verpakkers willen varkens met het huidige marktgewicht. De traditionele weegmethode - varkens over een weegschaal laten lopen - is voor een groot aantal varkens erg tijdrovend. Brown-Brandl en haar collega's ontwikkelen beeldvormende methoden om het gewicht van een varken te meten. Ze bepalen het volume van het varken uit de pixels in het digitale beeld, en dan gebruiken ze vergelijkingen om volume om te zetten in gewicht. Ze zegt dat het foutenpercentage slechts ongeveer 5 procent is. "Je zou een inktvlek kunnen aanbrengen op varkens met een marktgewicht en meer, zodat ze gemakkelijk kunnen worden gesorteerd, " ze zegt.

Ze gebruiken ook beeldvorming om te voorkomen dat zeugen hun biggen verpletteren. Een 3D-camera, gemonteerd over kraamhokken, maakt foto's die worden gebruikt om de houding van een zeug te bepalen:of ze eet, drinken, staan, zitten, of liggend met haar uier naar rechts of links.

"Dit stelt ons in staat om verschillende maten kraamhokken te evalueren en managementaanbevelingen te geven aan producenten, ' zegt Brown-Brandl.

Hittestress terugslaan

Om producenten te waarschuwen voor potentieel gevaarlijke hittestressomstandigheden, Brown-Brandl en collega's ontwierpen en lanceerden in 2016 een smartphone "Heat Stress"-app voor vee. De app maakt gebruik van weerservicegegevens om voorspellingen te doen 1 tot 7 dagen voor extreme hitte, en het geeft aanbevelingen voor de bescherming van dieren voor en tijdens een hittestressgebeurtenis. Tot dusver, de app is ongeveer 1 gedownload 500 keer.

USMARC-onderzoekers kijken ook naar hittetolerantie bij varkens. De jaarlijkse verliezen in verband met hittestress in de Amerikaanse varkensindustrie worden geschat op bijna $ 300 miljoen.

"Hittestress veroorzaakt een thermische onbalans - het dier produceert meer warmte dan kan worden verspreid in de omgeving, " zegt Brown-Brandl. Bij varkens, hittestress kan de voeropname verminderen, groei, voerefficiëntie, en reproductiesnelheid.

Bij eerder onderzoek is Brown-Brandl en haar team gebruikten huidoppervlaktetemperaturen van individuele en groepen varkens om de juiste temperatuur te bepalen om ze te huisvesten. Op bepaalde dagen binnen een bepaald temperatuurbereik werden warmtebeelden gemaakt van 160 varkens in groepskooien en 20 individuele varkens. Wetenschappers ontdekten dat het gebruik van thermische beelden veelbelovend was bij het bepalen van de hittetolerantie voor varkens.

Wetenschappers van ARS blijven het gebruik van precisielandbouwtechnologie onderzoeken ten behoeve van de dierlijke productie en gezondheid. Hun onderzoek omvat het testen en ontwikkelen van methoden om boeren te helpen efficiënter te werken bij het beheersen van de productiekosten en het verhogen van de productie en winst.