Autor: Dr. Ing. Alexandra Marina MANOLACHE, Cercetător Științific – ICEADR Bucuresti
Clima reprezintă un factor esențial, care limitează eficiența producției agricole. Stresul termic poate reduce performanța, crește riscul de îmbolnăvire și mortalitate, generând pierderi economice semnificative și afectând bunăstarea animalelor. În sistemele de adăpost închise, controlul mediului este, de regulă, bazat pe ratele de producție a căldurii și umidității, ajustate la niveluri prestabilite de temperatură ambientală. Totuși, această abordare clasică nu reflectă pe deplin nevoile termice reale ale animalelor, ignorând factori precum curenții de aer, radiațiile, starea fiziologică sau interacțiunile care influențează direct răspunsurile productive ale acestora.
Progresele recente în genetică, nutriție și management au modificat semnificativ caracteristicile termice ale adăposturilor moderne pentru animale, crescând nevoia de soluții mai avansate. Tehnologiile de precizie, de creștere a animalelor, precum senzorii, camerele sau microfoanele, permit monitorizarea automată și continuă a variabilelor de mediu, fiziologice și comportamentale, facilitând o evaluare mai precisă a performanței și stării de bine a animalelor, în raport cu mediul lor.
O abordare inovatoare pentru gestionarea mediului în adăposturile pentru animale ar putea include:
- utilizarea celor mai recente modele bioenergetice pentru a analiza ratele de producție a căldurii și umidității;
- evaluarea stresului termic prin indici multifactoriali care integrează măsurători de mediu și fiziologice;
- monitorizarea comportamentului animalelor pentru a identifica răspunsurile acestora la schimbările de mediu.
Agricultura se află în mijlocul unei revoluții digitale, beneficiind de aceleași tehnologii care au transformat internetul și medicina. Aceste inovații sunt acum aplicate în ferme și pe câmpuri, facilitate de scăderea semnificativă a costurilor pentru colectarea datelor. Informațiile obținute variază de la starea solului și sănătatea animalelor, până la dezvoltarea culturilor, incluzând și datele meteorologice, imaginile captate de drone și sateliți. Această transformare promite producerea unei cantități mai mari de hrană, folosind mai puține terenuri, resurse reduse și o amprentă ecologică mai mică.
Un mediu agricol optimizat implică utilizarea sistemelor inteligente pentru analiza automată a parametrilor precum apa, temperatura, umiditatea și pH-ul solului. Înlocuirea forței de muncă umane cu tehnologii avansate, cum sunt computerele și algoritmii, s-a dovedit benefică, generând economii de costuri semnificative și îmbunătățind randamentele agricole. Printre soluțiile cheie pentru reducerea suplimentară a costurilor se numără utilizarea datelor istorice și predictive despre piețe și condițiile meteorologice, disponibile prin colaborări cu instituții de cercetare.
Monitorizarea digitală, care transformă deja diverse industrii, deschide noi perspective și în agricultură. Conceptul de gemeni digitali, ce permite un control fără precedent asupra entităților fizice și sprijină gestionarea sistemelor complexe prin integrarea diverselor tehnologii, are un potențial uriaș. Deși agricultura a beneficiat de numeroase progrese tehnologice, adoptarea gemenilor digitali rămâne o provocare și un punct de interes pentru viitorul sectorului agricol.
Tehnologiile digitale sunt integrate tot mai mult în întregul lanț agroalimentar, de la producție până la consum. Cu toate acestea, în procesul de luare a deciziilor, factorii politici legați de aceste inovații primesc puțină atenție. Această analiză utilizează perspectivele științifice pentru a examina tehnologiile emergente și utilizarea big data în agricultură, identificând principalele provocări, care includ:
- proprietatea și controlul datelor – cine deține și administrează informațiile generate;
- dezvoltarea tehnologiilor și a sistemelor de date – cum sunt create și implementate aceste instrumente;
- securitatea datelor – protecția informațiilor sensibile împotriva abuzurilor.
În paralel, problemele de mediu precum schimbările climatice și deficitul de apă, complică și cresc costurile producției alimentare. În acest context, producerea durabilă de hrană sănătoasă a devenit una dintre cele mai urgente provocări ale secolului.
O soluție propusă este „agricultura digitală”, care presupune utilizarea big data și tehnologiilor de precizie pentru optimizarea agriculturii. Prin adoptarea unor instrumente digitale avansate, care automatizează procesele și folosesc intensiv date, se estimează că agricultura ar putea deveni mai eficientă – producând mai multă hrană pe suprafețe mai mici de teren, cu un consum redus de resurse. Acest model promite o agricultură mai sustenabilă și mai bine adaptată cerințelor viitorului.
Tehnologiile de precizie (PLF) de creștere a animalelor câștigă tot mai mult teren în agricultura modernă, fiind integrate cu alte inovații, pentru a îmbunătăți relația dintre om și animale, productivitatea fermelor și sustenabilitatea economică. Dezvoltarea constantă a acestor sisteme vizează atât operațiunile agricole intensive, cât și pe cele extensive, inclusiv pășunatul. Un domeniu de interes major este creșterea ovinelor în sistem extensiv, mai ales în regiunea mediteraneană, cunoscută pentru tradițiile sale istorice și culturale legate de producția de lapte de oaie. Această zonă produce aproximativ 40% din laptele de oaie la nivel global, având 27% din populația mondială de oi producătoare de lapte.
Țările dezvoltate din regiune – Franța, Italia, Grecia și Spania (FIGS) – utilizează sisteme de producție foarte specializate, bazate pe selecția genetică, tehnici avansate de hrănire și intensificarea producției. Cu toate acestea, sistemele extinse rămân relevante datorită costurilor mai reduse și rezistenței mai mari la fluctuațiile pieței.
Adoptarea tehnologiilor noi în agricultura extensivă, însă, se desfășoară lent. Crescătorii de ovine, adesea mai conservatori, cu o vârstă medie de 60 de ani, întâmpină bariere precum riscurile financiare asociate noilor tehnologii și resursele limitate. Totuși, presiunile externe, precum economia globală a laptelui de oaie, schimbările climatice, creșterea conștientizării asupra bunăstării animalelor și politicile agricole europene, ar putea stimula adoptarea acestor tehnologii.
Pe măsură ce încălzirea globală, rezistența la antibiotice și cerințele consumatorilor devin mai stringente, creșterea de precizie a animalelor ar putea juca un rol tot mai important în agricultura extensivă. Soluțiile tehnologice adaptate specificului producției ar putea contribui la o adoptare mai largă, sprijinind fermierii să facă față noilor provocări economice și de mediu. Totuși, o mai mare deschidere din partea acestora și politici care să încurajeze inovarea vor fi esențiale pentru transformarea sectorului în viitor.
Agrosilvicultura silvopastorală combină arbori și garduri vii cu sistemele de creștere a animalelor, creând practici agroforestiere care oferă avantaje atât economice, cât și ecologice. Aceste sisteme sunt văzute ca soluții câștig-câștig, îmbunătățind bunăstarea și productivitatea animalelor, în timp ce contribuie la atenuarea schimbărilor climatice, reglarea resurselor hidrologice și conservarea biodiversității.
Un studiu a analizat influența microclimatului generat de caracteristicile topografice ale adăposturilor asupra comportamentului de căutare a adăpostului la oi. Prin modelarea câmpului de vânt la o rezoluție de 1 metru, s-a constatat că oile preferă de 3-4 ori mai mult zonele cu adăposturi naturale sau artificiale mai înalte, comparativ cu cele expuse. Factorii precum răcirea vântului și viteza locală a acestuia au avut cel mai mare impact asupra comportamentului animalelor, în timp ce temperatura și viteza vântului la scară mai largă au influențat semnificativ strategiile lor de adaptare.
O mai bună înțelegere a relației dintre microclimat și comportamentul animalelor, ilustrată de un model bazat pe agenți, poate sprijini implementarea sistemelor silvopastorale, reducând mortalitatea mieilor, optimizând cerințele de furaje și îmbunătățind productivitatea fermelor, bunăstarea animalelor și condițiile de mediu.
Schimbările recente în ecologia microclimatului evidențiază diferențele semnificative dintre condițiile reale și cele măsurate de stațiile meteorologice standard. Acest interes a dus la dezvoltarea de senzori compacți și scuturi de radiații pentru măsurători mai precise, dar și la identificarea unor limite și capcane ale utilizării acestora.
Un factor esențial în agricultură este microclimatul terenurilor, care influențează creșterea culturilor și randamentele. Cu ajutorul tehnologiilor IoT, a fost creat un sistem de monitorizare a microclimatului, format din trei componente principale:
- stratul de percepție – senzori pentru monitorizarea condițiilor meteorologice, solului și apei;
- stratul de transport – tehnologia GPRS asigură transmiterea datelor în timp real către un server central;
- stratul de aplicație – software-ul pentru gestionarea și stocarea datelor.
Aceste sisteme IoT necesită adaptări specifice contextului agricol, selecția atentă a senzorilor, optimizarea proceselor de colectare a datelor și control bazat pe reguli bine definite pentru a maximiza eficiența și utilitatea lor.
Sursa foto: https://www.antoniniduea.it