Gyvulininkystės ūkių modernizavimas ir automatizuotų melžimo sistemų (AMS) diegimas padeda gerinti pieno gamybos procesus, ūkio darbo efektyvumą ir gali ne tik padidinti pieno primilžį, pieno kokybę, bet ir pagerinti galvijų sveikatingumą, laikymo sąlygas, gyvūnų gerovę, sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) išskyrimą.

Nuo tada, kai 1992 m. viename Nyderlandų komerciniame pieno ūkyje pristatyta pirmoji AMS, pienininkystės ūkių valdymas tapo inovatyvesnis, informacinės sistemos bandos vadybą daro efektyvesnę. AMS ir kitos tiksliosios gyvulininkystės technologijos (TGT), sukurtos pagerinti ūkio valdymą, vadybą ir sumažinti patiriamus ekonominius pieno gamybos nuostolius, ūkininkams, konsultantams ir veterinarijos gydytojams leidžia lengviau analizuoti bandą.

Šiomis technologijomis siekiama visiškai automatizuoto nuolatinio pieninių galvijų stebėjimo, pabrėžiant individualumą, panaudojant technologines ir kompiuterines naujoves kaip gamybos proceso dalį.

Duomenis analizuoja dirbtinis intelektas

Įvairūs jutimo prietaisai – jutikliai (pvz., vaizdo ir garso kameros, temperatūros, slėgio, kraujo ir šlapimo analizės ir kt.) gali būti naudojami ir taikomi bet kuriame gamybos proceso etape. TGT sistemų funkcija daugiausia grindžiama gyvūnų elgsenos (pvz., šėrimo, gėrimo, gulėjimo ir kt.) stebėjimu ir elgesio pokyčiais dėl išorinių veiksnių, tokių kaip laikymo sąlygos (pvz., temperatūros ir drėgmės svyravimai, oro srautas) arba biologiniai pokyčiai (pvz., ruja).

Aptikusi tokius elgsenos pokyčius, sistema, pasitelkusi dirbtinį intelektą (DI), įjungia įspėjamąjį signalą, leidžiantį ūkininkui ar veterinarijos gydytojui nedelsiant imtis atitinkamų veiksmų, anksti diagnozuoti ir spręsti problemą. Kartu ūkininkas gali stebėti kasdienį gyvulių gyvenimą realiu laiku nepaisant bandos dydžio. DI, naudodamas įvairių jutiklių ar prietaisų informaciją, analizuoja gautus duomenis ir pagal sukurtus algoritmus pagerina pienininkystės procesus.

Kaip veikia dirbtinis intelektas

• Duomenų rinkimas (gaunama informacija apie karvės fiziologinius rodiklius, ūkio sąlygas ir pan.);
• duomenų saugojimas (gauta informacija saugoma kompiuterinėse sistemose ar internetinėje duomenų saugykloje „iCloud“);
• duomenų analizė;
• sprendimų priėmimas (pateikiami pranešimai ūkininkui ar veterinarijos gydytojui);
• automatizavimas (DI gali būti tiesiogiai susietas su ūkyje jau naudojamais prietaisais, AMS);
• monitoringas ir priežiūra;
• optimizavimas (gali būti optimizuoti procesai: šėrimas, melžimas, reprodukcija ir kt.).

Visi šie etapai padeda pienininkystės ūkiams veiksmingai ir efektyviai atlikti gamybinius procesus, pagerinti gyvūnų produkciją, reprodukciją, sveikatingumą ir gyvūnų gerovę.

Pieno riebalų ir baltymų santykio poveikis metabolinei būklei

Melžiamų karvių sveikatingumas yra tiesiogiai susijęs su medžiagų apykaita ir turi didelį poveikį produktyvumui ir pieno kokybei. Metabolinė būklė ir pieno sudėtis per visą laktaciją labai kinta. Nukrypimai nuo melžiamos karvės metabolinės homeostazės pasireiškia atitinkamais kūno skysčių, tokių kaip kraujas, šlapimas, seilės ir pienas, pokyčiais. Paprastai vertinamas pieno riebalų ir baltymų santykio pokytis, kuris gali rodyti padidėjusią prieskrandžio acidozės ar ketozės riziką.

Naudojant AMS duomenis, LSMU Veterinarijos akademijos Stambiųjų gyvūnų klinikoje kartu su kitais mokslininkais atlikome tyrimą, kuriuo siekėme nustatyti ir įvertinti laktuojančių karvių metabolinę būklę, atsižvelgiant į fiksuojamus pieno riebalų ir baltymų santykio pokyčius per melžimą.

Pirmiausia nustatyta neigiama koreliacija tarp laktacijos dienų (LD) bei riebalų ir baltymų santykio, kai, didėjant LD, mažėja riebalų ir baltymų santykis. Tai patvirtina, jog didelis riebalų ir baltymų santykis lemia neigiamą energijos balansą (NEB), kuris dažniausiai pasireiškia pirmaisiais mėnesiais po apsiveršiavimo. Taip pat pastebėta teigiama koreliacija tarp riebalų ir baltymų santykio ir kūno temperatūros, kai, didėjant gyvūno kūno temperatūrai, didėja riebalų ir baltymų santykis.

Melžiamų karvių energijos balansas turi įtakos pieno sudėčiai, ypač ankstyvojoje laktacijoje. Per tyrimą nustatyta, kad pieno riebalų ir baltymų santykis turi stiprią teigiamą koreliaciją su neesterifikuotų riebalų rūgščių (NEFA) koncentracija kraujyje. NEB atveju karvės mobilizuoja savo riebalinį audinį, o tai padidina NEFA kiekį kraujyje. Todėl didelio produktyvumo karvėms, kurių riebalų ir baltymų santykis > 1,29, reikia skirti ypatingą dėmesį, nes tai jau gali rodyti NEB.

Sutrikimai nustatomi ir neinvaziniu būdu

Vienas iš dažniausių šviežiapienių karvių sveikatos sutrikimų yra hiperketonemija, kuri atsiranda, kai ankstyvos laktacijos karvės patiria per didelį NEB. Sutrikus medžiagų apykaitai ir kepenų funkcijai, padidėja cirkuliuojančių ketoninių kūnų koncentracija kraujyje, piene ir šlapime.

Iš trijų ketoninių kūnų formų – acetono, acetoacetato ir betahidroksibutiratų (BHB) – pastaroji dažniausiai naudojama hiperketonemijai diagnozuoti ir dėl stabilumo kraujyje buvo laikoma „auksiniu standartu“. Nepaisant to, kraujyje esančios neesterifikuotos riebalų rūgštys taip pat gali būti naudojamos NEB nustatyti.

Veterinarijos gydytojai hiperketonemiją gali nustatyti naudodami pieno, šlapimo ir kraujo mėginius, tačiau akivaizdu, kad patogiausias būdas – pieno mėginiai, kurie paimami nekeliant gyvūnui streso. Taip pat yra AMS, kurios realiu laiku, melžiant, automatiškai paima BHB mėginį ir iškart ištiria. Padidėjusi ketoninių kūnų, ir visų pirma – BHB koncentracija kraujyje be klinikinių ketozės požymių, yra laikoma subklinikine ketoze (SK).

SK diagnozės slenksčiai, pagrįsti BHB koncentracija kraujyje, svyruoja nuo 1,2 iki 1,4 mmol/l. Ankstyvojoje laktacijoje SK paplitimas svyruoja nuo 10 iki 40 proc., o didžiausias sergamumas matyti per pirmąsias 3 savaites po apsiveršiavimo.

Aiškūs klinikinės ketozės požymiai, tokie kaip sumažėjęs apetitas ir pieno primilžis, apatija, dažniausiai išryškėja esant didesnei BHB koncentracijai (pvz., > 3,0 mmol/l). Nepaisant to, labai svarbu anksti nustatyti melžiamų karvių SK. Mokslinių tyrimų duomenys įrodė, kad ketoniniai kūnai mažina pašaro suvartojimą, blogina vaisingumą ir pažeidžia imuninę sistemą. Taigi, per didelė riebalinio audinio lipolizė ir dėl to atsirandantis ketoninių kūnų kaupimasis organizme neigiamai veikia karvių imuninę funkciją, pastebimos medžiagų apykaitos ir infekcinės ligos. Nustatyta, kad SK neigiamai veikia pieno primilžį, kokybę ir yra susijusi su didesne rizika susirgti klinikine ketoze, nuovalų susilaikymu, šliužo dislokacija, mastitu ir kitomis ligomis.

Kalbant apie pieno kokybės pokyčius, esant medžiagų apykaitos ligoms ir NEB, vienas iš svarbiausių rodiklių tampa riebalų ir baltymų santykis piene. Šis rodiklis taip pat yra matuojamas AMS ir galime realiu laiku matyti tiek individualaus gyvūno, tiek bandos pokyčius, o tai yra reikšminga ir svarbu bandos vadybai. Atitinkamas pieno riebalų ir baltymų santykio padidėjimas sutampa su NEB ir riebalinio audinio mobilizavimu. Padidėjus pieno riebalų baltymų santykiui (1,35– 1,50) galime įtarti, jog karvėms trūksta energijos. Priešingai, sumažėjęs riebalų ir baltymų santykis gali rodyti prieskrandžio acidozę (poūmę), nes prieskrandyje susidaro mažiau lakiųjų riebalų rūgščių (acetato ir butirato).

Dėl šių priežasčių piene per melžimą matuojami rodikliai tampa kaip biožymenys, leidžiantys neinvaziniu būdu stebėti ir analizuoti karvių sveikatingumą. Taip gaunami pieno sudėties duomenys gyvūnui nesukelia papildomo streso, todėl tai galima taikyti kasdienėje ūkio praktikoje.

Pieno sudėties pokyčiai yra reikšmingi karvių metabolinio streso rodikliai, nes jie koreliuoja su lipolizės ir ketogenezės rodikliais karvių kraujyje. Norint teisingai interpretuoti medžiagų apykaitos parametrų tarpusavio ryšius, būtina žinoti laktacijos laikotarpį. Dažniausios medžiagų apykaitos ligos išaiškėja ankstyvuoju laktacijos periodu. Padidėjusi BHB koncentracija kūno skysčiuose slopina gliukoneogenezę, pašarų suvartojimą ir imuninę sistemą.

Nepaisant melžiamų karvių prisitaikymo prie maisto medžiagų ir energijos trūkumo laktacijos pradžioje, yra naudinga anksti ir neinvaziniu būdu nustatyti besivystančius medžiagų apykaitos sutrikimus iš pieno mėginių ar AMS.