RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

SOLUZIONI TECNICHE INNOVATIVE PER MIGLIORARE EFFICIENZA PRODUTTIVA E BENESSERE ANIMALE NELLA STABULAZIONE DI BOVINI DA LATTE

Università di riferimento

Università degli Studi di MILANO - Ingegneria agraria - ()

Responsabile dell'Unità di ricerca

Giorgio Provolo

Descrizione

L’attività prevista riguarda lo studio della risposta delle bovine a diverse condizioni strutturali e operative di stabulazione con particolare riferimento ai tempi dedicati dalle bovine alle diverse attività e all’assunzione di alimento.
La finalità che si propone l’attività di ricerca è di fornire un contributo conoscitivo sul dimensionamento e disposizione degli spazi funzionali per le bovine che consenta di fornire indicazioni per aumentare i tempi di riposo e ridurre quelli in cui gli animali sono inattivi in piedi, garantendo un’assunzione di alimento adeguata al livello produttivo.
Ovviamente, i risultati verranno, nella fase finale delle attività previste, integrati con gli elementi che scaturiranno dalle attività delle altre Unità di Ricerca in modo da fornire un quadro tecnico-gestionale delle indicazioni progettuali per le strutture di stabulazione per bovine da latte.
Per rispondere alle diverse problematiche evidenziate precedentemente, l’attività prevista riguarderà sia stalle di bovine da latte con sistema di mungitura in sala, sia stalle che utilizzano la mungitura robotizzata. Infatti, in entrambi i casi la problematica legata agli spazi e ai percorsi delle bovine all’interno della stalla sono simili, anche se la diversa gestione condiziona significativamente le possibili soluzioni operative.
Una ulteriore ricaduta della ricerca riguarda la messa a punto di sistemi di monitoraggio dei flussi di animali nelle diverse zone all’interno della stalla in modo da fornire all’allevatore un ulteriore elemento di controllo del comportamento della mandria. Infatti, è prevista la realizzazione di un’apparecchiatura per la rilevazione in automatico del numero di capi presenti nelle diverse aree funzionali della stalla. Il sistema, adeguatamente messo a punto, potrebbe essere inserito nelle stalle ad alta automazione, aumentando, in questo modo il numero di informazioni disponibili per la gestione della mandria.
Infine, verrà sperimentata l’influenza della frequenza di alimentazione sul comportamento delle bovine in relazione anche alla disponibilità di posti in mangiatoia. Tale valutazione consentirà di mettere in evidenza gli aspetti gestionali che possono interagire con il risultato produttivo e il benessere degli animali.

Piano di lavoro

L’attività prevista può essere disaggregata nelle seguenti fasi di lavoro:
a) rilievi del comportamento degli animali diverse condizioni operative
b) sviluppo e messa a punto di un sistema per il monitoraggio automatico del numero di bovine presenti nelle diverse aree funzionali della stalla
c) studio dell’influenza del frazionamento dell’alimentazione nell’arco della giornata sul comportamento degli animali
d) analisi dei risultati ottenuti
e) integrazione dei risultati con le altre Unità di Ricerca e sviluppo di un modello di simulazione
f) stesura del rapporto finale


a) rilievi del comportamento degli animali diverse condizioni operative
Questa attività ha, come detto, la finalità di ottenere indicazioni progettuali sugli spazi necessari a garantire lo svolgimento ottimale delle diverse attività funzionali da parte delle bovine. Lo svolgimento della sperimentazione prevede la selezione di stalle a stabulazione libera con cuccette nella zona di riposo e senza paddock esterno. Le stalle verranno individuate in modo da garantire la maggior omogeneità possibile per quanto riguarda gli aspetti che non vengono indagati. In particolare si selezioneranno allevamenti con livelli produttivi analoghi, con modalità gestionali simili, soprattutto per quanto riguarda le operazioni routinarie (mungitura, alimentazione).
Le strutture saranno invece selezionate in modo da monitorare situazioni che prevedono:
- diverso numero di file di cuccette;
- diverse dimensioni dei corridoi di passaggio;
- diverse dimensioni della zona di alimentazione.
La selezione verrà effettuata con il supporto dell’Associazione Allevatori in modo da poter disporre di dati oggettivi sulle mandrie e sulle tipologie di allevamento in termini produttivi e riproduttivi.
Per ognuna delle stalle individuate, verranno rilevati i dati di comportamento degli animali per un periodo di 3 giorni ripetuto in tre diversi periodi dell’anno.
A questo scopo verrà utilizzata un’attrezzatura messa a punto dalla Unità di ricerca proponente e messa a disposizione del progetto, consistente in fotocamere digitali controllate da un circuito a microprocessore che consente di effettuare scatti a intervalli di tempo prefissati. L’alimentazione di queste apparecchiature mediante batterie permette di prevedere un’installazione senza cablaggi e, quindi, lo spostamento delle attrezzature in diverse stalle nel corso della sperimentazione.
Ogni rilievo prevede, attraverso l’analisi dei fotogrammi ottenuti, la valutazione del numero di animali disaggregato nelle diverse attività (riposo, in piedi, in piedi in cuccetta, in alimentazione o abbeverata) a intervalli di tempo di 30 minuti. In ogni stalla verranno rilevate le informazioni relative alla produzione e composizione del latte, allo stadio di lattazione e numero di parto delle bovine presenti e all'ingestione media individuale di sostanza secca e verranno effettuate le analisi bromatologiche complete, comprensive delle frazioni Cornell, delle razioni unifeed.
Per rilevare i parametri microclimatici verranno installati anche data-logger per il rilievo di temperatura, umidità e illuminamento, già disponibili e utilizzati positivamente in rilievi analoghi dall’Unità di Ricerca proponente.
I rilievi verranno effettuati sia in aziende con mungitura in sala sia in stalle con robot di mungitura.
Per la prima tipologia si prevede il monitoraggio di 6 stalle che comprendano la combinazione dei parametri sopra riportati in modo da avere un quadro comparativamente confrontabile delle diverse risposte delle bovine alla disposizione e ampiezza degli spazi.
Per quanto riguarda le stalle con mungitura robotizzata, la sperimentazione riguarderà, oltre che la disponibilità di spazio nelle diverse aree, le modalità di flusso degli animali all’interno della stalla. A questo proposito verranno analizzati i comportamenti degli animali sia in stalle in cui è previsto il percorso guidato tra la zona di riposo e quella di alimentazione, sia in cui è utilizzato il controllo al ritorno dall’alimentazione (“feed first”).
Per questa fase della sperimentazione è previsto il monitoraggio di 4 diverse stalle con rilievi analoghi a quelli della tipologia precedente, con l’integrazione delle informazioni raccolte con quelle fornite dal computer di controllo del robot di mungitura.

b) sviluppo e messa a punto di un sistema per il monitoraggio automatico del numero di bovine presenti nelle diverse aree funzionali della stalla
Le esperienze che prevedono il rilievo del comportamento degli animali prevedono l’utilizzo di videocamere o di fotocamere con successiva analisi manuale delle immagini raccolte a intervalli di tempo variabili a seconda delle finalità della ricerca (da ogni 5 minuti a ogni 1 ora). Questo tipo di strumentazione può fornire risultati molto dettagliati sull’attività degli animali e verrà utilizzata anche nell’ambito di questa ricerca, ma richiede un notevole impegno nella analisi a posteriori delle immagini per determinare le posizioni degli animali.
Per questo motivo si intende sviluppare un’apparecchiatura di monitoraggio finalizzata alla determinazione della posizione degli animali nella stalla, in termini di numero di capi presenti nelle diverse aree funzionali. Il sistema che si intende sviluppare si basa monitoraggio delle diverse zone della stalla attraverso sistemi di visione in grado di analizzare in tempo reale i movimenti all’interno della stalla e, di conseguenza avere sotto controllo il numero di animali nelle diverse aree in modo completamente automatico.
E’ da sottolineare che non si intende monitorare gli spostamenti dei singoli animali ma solo avere una “immagine” della zona di stabulazione da cui è possibile desumere il numero di capi nelle diverse aree. Per questo, si intende operare con sensori all’infrarosso che abbinano al costo contenuto la possibilità di rilevare la presenza degli animali anche in assenza di illuminazione.
Il sistema messo a punto verrà installato in una stalla che verrà individuata nel corso della ricerca e sarà abbinato al rilievo dell’attività delle bovine monitorate attraverso i misuratori dell’attività degli animali, che verranno sperimentati anche dalla Unità di Ricerca dell’Università di Bologna. Questi sono datalogger in grado di rilevare la posizione dell’animale e registrarne la durata. In questo modo è possibile stabilire per ogni bovina il tempo della giornata trascorso nelle diverse attività (in piedi, sdraiata, in movimento).
Al fine di completare le informazioni raccolte e validare la strumentazione realizzata, verrà utilizzato anche un sistema di monitoraggio basato sulla videoregistrazione in continuo. Tale attrezzatura, costituita da un sistema di telecamere e di registrazione digitale, è disponibile presso l’Unità di Ricerca proponente ed stata già utilizzata positivamente in altre sperimentazioni.

c) Studio dell’influenza del frazionamento dell’alimentazione nell’arco della giornata sul comportamento degli animali
La distribuzione degli alimenti nel corso della giornata può influenzare significativamente il comportamento degli animali. Per valutare la risposta delle bovine al frazionamento delle somministrazioni nel corso della giornata, verrà utilizzato un sistema di distribuzione automatizzata sviluppato dal CRPA Spa di Reggio Emilia e dalla ditta La Meccanica di Cavriago (RE). Tale attrezzatura costituita da un carrello-robot che si muove su una rotaia sospesa è in grado di distribuire sia foraggio grossolano che concentrato singolarmente o in miscela direttamente in mangiatoia ed è programmabile per erogare fino a 20 pasti nelle 24 ore.
Questo sistema, messo a disposizione per il progetto dai realizzatori, verrà installato nella stalla oggetto della sperimentazione di cui al punto precedente e consentirà di monitorare la permanenza dei capi nell’area di alimentazione e la durata del riposo con diverse modalità di somministrazione. Dato che il carrello-robot è montato su celle di carico, verrà monitorata la quantità di alimento distribuita. Verranno inoltre pesati i residui presenti in mangiatoia in modo da rilevare con precisione l’assunzione di alimento.
Verranno effettuate prove per sottoporre lo stesso gruppo di animali a diversi trattamenti (diverse frequenze di distribuzione di alimento) monitorando le risposte delle bovine. Inoltre, verrano effettuate prove di variazione della disponibilità di posti in mangiatoia per valutarne l’effetto sull’ingestione e sull’attività delle bovine.

d) analisi dei risultati ottenuti
L’analisi dei risultati che verranno raccolti e organizzati durante la fase di acquisizione consentirà di derivare alcuni indici comportamentali attraverso l’analisi comparata dei fotogrammi delle diverse aree delle stalle monitorate. Queste informazioni verranno poi analizzate in modo da poter valutare la frequenza della presenza degli animali nelle diverse zone della stalla in relazione alla disponibilità di spazio e alle modalità di gestione.
Le informazioni raccolte verranno messe in relazione tra loro per individuare le condizioni che forniscono risultati migliori tenendo conto le condizioni a contorno. Tale fase di elaborazione è ovviamente sinergica con la fase successiva.

e) integrazione dei risultati con le altre Unità di Ricerca e sviluppo di un modello di simulazione
Nella fase finale di elaborazione dei dati è prevista l’integrazione dei risultati delle ricerche svolte dalla diverse Unità di Ricerca in una valutazione complessiva degli elementi che influenzano le performances dell’allevamento bovino da latte per gli aspetti che riguardano le interazioni con le strutture di stabulazione.
Per questo motivo è stata prevista un’attività specifica in cui l’interazione tra i gruppi coinvolti nella ricerca diventa più stretta e consente di formulare le indicazioni conclusive della ricerca da includere nel rapporto finale.
Questa fase della ricerca prevede anche lo sviluppo di un modello di simulazione che prenda in considerazione i diversi aspetti indagati. Il modello consentirà di valutare alternative progettuali per le stalle di bovine da latte in relazione alle scelte dell’allevatore, alla dimensione della mandria e le condizioni climatiche.

f) stesura del rapporto finale
La predisposizione di un rapporto finale viene prevista non solo con la doverosa finalità di raccogliere le informazioni raccolte in modo organico e integrato, ma anche di fornire agli utenti dei risultati della ricerca, cioè a ricercatori, tecnici e allevatori, indicazioni validate sui criteri progettuali e gestionali delle strutture di stabulazione che è opportuno seguire per ottimizzare le prestazioni degli allevamenti bovini da latte.
Al fine di divulgare i risultati ottenuti nella sperimentazione e le indicazioni che ne scaturiranno, è prevista la partecipazione a convegni e la predisposizione di pubblicazioni di tipo sia scientifico, sia divulgativo, oltre che al citato rapporto finale della ricerca.