Τεχνολογίες και τεχνικές κτηνοτροφίας ακριβείας

Από τo 25ο τεύχος του περιοδικού «Επί Γης» της Τράπεζας Πειραιώς, με θέμα «Εκσυγχρονισμός για βιώσιμη ανάπτυξη».

Γράφει ο Θωμάς Μπαρτζάνας, Καθηγητής, Αντιπρύτανης Έρευνας και Ανάπτυξης και Γεωτεχνικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Η κτηνοτροφία ως πυλώνας της εθνικής οικονομίας

Η κτηνοτροφία αποτελεί βασικό πυλώνα της εθνικής οικονομίας, παράγοντας τρόφιμα υψηλής θρεπτικής και βιολογικής αξίας και συμβάλλοντας σημαντικά στο εθνικό προϊόν της χώρας. Η ζωική παραγωγή είναι ιδιαίτερης οικονομικής, κοινωνικής και περιβαλλοντικής αξίας, καθώς αποτελεί μια πολυ-λειτουργική δραστηριότητα που αξιοποιεί ορεινές και μειονεκτικές περιοχές της χώρας, οι οποίες είναι ακατάλληλες για άλλες χρήσεις.

Προκλήσεις στη διαχείριση κτηνοτροφικών μονάδων

Έλεγχος ασθενειών

Το διαρκές πρόβλημα ελέγχου της εμφάνισης ασθενειών, του μικροκλίματος, των εκπομπών ρύπων και τέλος της ασφάλειας και ποιότητας των παραγομένων προϊόντων είναι κεντρικό στην επιτυχή διαχείριση των κτηνοτροφικών μονάδων στη χώρα μας. Οι ασθένειες των ζώων πρέπει να προβλέπονται σε πολύ πρώιμα στάδια προτού καταστήσουν το ζώο αντιπαραγωγικό και φυσικά πριν διασπείρουν τη νόσο και στα υπόλοιπα υγιή ζώα της μονάδας. Η μη έγκαιρη διάγνωση των ασθενειών (early disease detection) οδηγεί στην ανάγκη εφαρμογής θεραπευτικής αγωγής με κατάλληλα φάρμακα και φυσικά σε οικονομικές απώλειες.

Περιβαλλοντικές οχλήσεις και εκπομπές ρύπων

Παράλληλα, τα κτηνοτροφικά κτίρια συνδέονται με σημαντικές περιβαλλοντικές οχλήσεις, κυρίως λόγω της έκλυσης σημαντικών τοξικών αερίων και σωματιδιακών ρύπων (αμμωνία, μεθάνιο, οξείδια αζώτου και αιωρούμενα σωματίδια διαφόρων διαστάσεων) κατά τη διάρκεια των διαφόρων δραστηριοτήτων που λαμβάνουν χώρα εντός αυτών. Οι ρύποι επιδρούν αρνητικά στην υγεία κτηνοτρόφων και ζώων, αλλά και στο περιβάλλον γενικότερα, αφού εκλύονται στην ατμόσφαιρα κατά τον αερισμό του κτιρίου και καθιστούν την κτηνοτροφία ως έναν από τους κύριους ρυπαντές της υπαίθρου, προκαλώντας δυσμενείς επιπτώσεις τόσο στο εσωτερικό περιβάλλον (μικροκλίμα) της κτηνοτροφικής κατασκευής όσο και στο περιβάλλον γύρω από αυτήν.

Ιχνηλασιμότητα και ηλεκτρονική σήμανση

Η ανάγκη εφαρμογής αξιόπιστων πρακτικών ιχνηλασιμότητας είναι κάτι παραπάνω από προφανής αφού:

• ο καταναλωτής νιώθει ασφάλεια για το κτηνοτροφικό προϊόν και τα τρόφιμα ζωικής προέλευσης που αγοράζει,
• τα προϊόντα προστατεύονται από πρακτικές νοθείας και παράνομης διακίνησης, οι οποίες πλήττουν το κύρος, την ανταγωνιστικότητα και -σε τελευταία ανάλυση- το εισόδημα των σωστών παραγωγών.

Η επιβολή, με κανονισμό της Ευρωπαϊκής Ένωσης, της υποχρεωτικής ηλεκτρονικής σήμανσης των αιγοπροβάτων στις χώρες-μέλη της από το 2010 και των υπολοίπων ζώων από το 2011, αλλάζει δραματικά τους κανόνες του παιχνιδιού στην ευρωπαϊκή κτηνοτροφία. Προστατεύει τον καταναλωτή και τα ζωικής προέλευσης προϊόντα ή τρόφιμα που αγοράζει από πρακτικές νοθείας και παράνομης διακίνησης. Παράλληλα προστατεύει το κύρος, την ανταγωνιστικότητα και το εισόδημα των σωστών παραγωγών.

Η τεχνολογία RFID και το Internet of Things

Τόσο η ηλεκτρονική σήμανση των ζώων όσο και η ιχνηλασιμότητα των κτηνοτροφικών προϊόντων μπορεί να γίνει με τη χρήση μιας σύγχρονης και πολλά υποσχόμενης τεχνολογίας, της ραδιοσυχνικής ταυτοποίησης ή απλά RFID. Με δεδομένο ότι κάθε αντικείμενο που μας περιβάλλει μπορεί να έχει -με τη βοήθεια ενός ενσωματωμένου επεξεργαστή RFID- δική του ταυτότητα και παρουσία στο Διαδίκτυο, τον τελευταίο καιρό γίνεται πολύς λόγος για το «Internet of Things», το Δίκτυο Αντικειμένων και αισθητήρων. Οι πληροφορίες από τα ζώα μπορούν να συνδυάζονται με άλλες μετρήσιμες τιμές και παραμέτρους, να αποτυπώνονται σε εύχρηστες διαδικτυακές εφαρμογές, οι οποίες είναι εύκολα προσβάσιμες από παντού.

Τα συστήματα εκτροφής στην Ελλάδα

Η πλειοψηφία των κτηνοτροφικών μονάδων της χώρας εκτρέφεται ακόμα σε παραδοσιακά ημι-εντατικά συστήματα, ενώ σταδιακά αυξάνεται ο αριθμός των εντατικών συστημάτων, τα οποία χαρακτηρίζονται από σημαντική επένδυση κεφαλαίου και το κέρδος 

τους βασίζεται στην υψηλήπαραγωγικότητα των εκτρεφόμενων ζώων. H επίτευξη υψηλής παραγωγικότητας μέσα από εντατικά συστήματα διαχείρισης αποτελεί σημαντική πρόκληση για τη σύγχρονη κτηνοτροφική παραγωγή.

Η ανάγκη εκσυγχρονισμού και η κτηνοτροφία ακριβείας

Η έως και σήμερα αργή προσαρμογή σε σύγχρονους τρόπους άσκησης της κτηνοτροφίας οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη μη ικανοποιητική ενσωμάτωση νέων τεχνικών και τεχνολογιών στην παραγωγική διαδικασία. Καθίσταται, λοιπόν, επιτακτική η ανάγκη συντονισμένης προσπάθειας για τη διαμόρφωση μιας πιο ρεαλιστικής και εφικτής πρότασης στο πλαίσιο ενός νέου μοντέλου ολοκληρωμένης κτηνοτροφικής παραγωγής και διασφάλισης ποιότητας κτηνοτροφικών προϊόντων, προσανατολισμένου προς την αειφόρο ανάπτυξη και την προστασία του καταναλωτή.

Στο πλαίσιο της Κοινωνίας της Πληροφορίας, οι τομείς: νέων τεχνολογιών, τηλεπικοινωνιών και εξελίξεων στα πληροφοριακά συστήματα και κυρίως στην ολοκλήρωσή τους με τις εσωτερικές διαδικασίες των επιχειρήσεων έχουν μετασχηματίσει τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι επιχειρήσεις σήμερα. Οι εξελίξεις αφορούν όλους τους κλάδους της οικονομίας. Έχουν, όμως, ιδιαίτερη εφαρμογή στον κλάδο της παραγωγής τροφίμων, λόγω της ειδικής σημασίας που έχει για την αύξηση της αποτελεσματικότητας παραγωγής αγροτικών προϊόντων όσο και για την ορθολογικότερη διαχείριση των φυσικών πόρων, τη δημόσια υγεία και την εμπιστοσύνη των καταναλωτών. Στο πλαίσιο αυτό, έχει αναπτυχθεί και έχει βρει σημαντική ανταπόκριση σε παγκόσμιο επίπεδο η έννοια της Κτηνοτροφίας Ακριβείας με βάση την οποία γίνεται χρήση των Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) για τον ακριβή έλεγχο όλων των εισροών στο σύστημα παραγωγής και τον ακριβή προγραμματισμό των εκροών (Πίνακας 1).

Η εφαρμογή της κτηνοτροφίας ακριβείας προϋποθέτει τη χρήση ειδικού εξοπλισμού και ιδίως εκπαίδευση και εξοικείωση των κτηνοτρόφων στις νέες τεχνολογικές εφαρμογές. Μέσω της χρήσης έξυπνων συσκευών πραγματοποιείται αρχικά άντληση μιας πληθώρας δεδομένων, που σχετίζονται με το επίπεδο ευζωίας του ζώου, καθώς και με το επίπεδο ποιότητας του συνόλου της φάρμας. 

Εν συνεχεία, τα δεδομένα αναλύονται και παρέχουν σημαντικές πληροφορίες όχι μόνο για τη διαχείριση εισροών και τους δείκτες παραγωγικότητας, αλλά και για τυχόν ύπαρξη και αποτελεσματική αντιμετώπιση ασθενειών, καθώς και πρόσφατα τους δείκτες περιβαλλοντικής αειφορίας.

Τεχνολογικές λύσεις στα προβλήματα

Ας δούμε τις κυριότερες τεχνικές και τεχνολογίες κτηνοτροφίας ακριβείας, που δίνουν απαντήσεις / λύσεις στα ανωτέρω θέματα:

Εκτροφή ακριβείας (precision feeding)

Ίσως περισσότερο από το 70% του συνολικού κόστους παραγωγής μιας κτηνοτροφικής μονάδας να αφορά στη διατροφή των ζώων. Με τη χρήση συστημάτων εκτροφής ακριβείας κάθε ζώο ταΐζεται όποτε πρέπει, όσο πρέπει και για όσο χρόνο πρέπει. Τα συστήματα αυτά καταγράφουν την ποσότητα ζωοτροφής που καταναλώνει κάθε ζώο, ενώ, παράλληλα, παρέχουν σημαντικές οδηγίες για την κατανάλωση ζωοτροφής ανά ζώο, σε καθημερινή βάση και ανάλογα με τις βιοτικές του ανάγκες. Έτσι, οδηγούν σε μείωση του κόστους ζωοτροφών και στην ανάπτυξη πιο υγιών ζώων. Επιπροσθέτως συμβάλλουν στη μείωση παραγόμενων αερίων θερμοκηπίου και αμμωνίας.

Έξυπνα περιλαίμια

Τα έξυπνα περιλαίμια, εφοδιασμένα με αισθητήρες δορυφορικού εντοπισμού, θερμοκρασίας και ζωτικών λειτουργιών, παρέχουν μια πληθώρα σημαντικών πληροφοριών στους κτηνοτρόφους. Στον ελλαδικό χώρο είναι διαδεδομένη η χρήση τους στα βοοειδή, όπου παρέχουν ενδείξεις κατανάλωσης της βοσκής βάσει της κινήσεως του λαιμού του ζώου. Με την πρόοδο της τεχνολογίας ενσωματώνονται, επιπλέον, συστήματα καταγραφής θερμοκρασίας και υγρασίας περιβάλλοντος, που συμβάλλουν σε θέματα περιβαλλοντικής αειφορίας.

Συστήματα έγκαιρης πρόβλεψης ασθενειών

Συστήματα έγκαιρης πρόβλεψης ασθενειών (early diseases warning systems). Συνδυάζουν καταγραφή τιμών περιβάλλοντος των κτηνοτροφικών κτιρίων, δεικτών φυσιολογίας των ζώων και κατάλληλων μοντέλων και αλγορίθμων και προειδοποιούν εγκαίρως για ενδεχόμενη ασθένεια. Η χρήση τους οδηγεί σε σημαντική μείωση φαρμάκων και αντιβιοτικών, ενώ αυξάνει την ευζωία των ζώων.

Βελτιστοποίηση στέγασης και συστήματα ελέγχου περιβάλλοντος

Βελτιστοποίηση στέγασης/ συστήματα ελέγχου περιβάλλοντος (housing systems/environmental control). Οι γεωργικές κατασκευές, όπως κτίρια φιλοξενίας ζώων, αποτελούν τον πλέον σημαντικό παράγοντα βιωσιμότητας μιας κτηνοτροφικής μονάδας - αν και οι κτηνοτρόφοι το παραγνωρίζουν, καθώς επιλέγουν να επενδύουν υπέρμετρα σε εξοπλισμό, στο ζωικό κεφάλαιο. Η τεχνολογία σήμερα μας παρέχει εργαλεία, τα οποία μπορούν να προ-δημιουργήσουν σε εικονικό επίπεδο το κτίριο, με την απαραίτητη προϋπόθεση ο κτηνοτρόφος να γνωρίζει εκ των προτέρων: τοποθεσία, είδος ζώου και συνολικό αριθμό αυτών.

Σήμερα, ο κτηνοτρόφος έχει τη δυνατότητα να ελέγξει διάφορα στοιχεία του μικροπεριβάλλοντος πριν τα ζώα εισέλθουν στην κατασκευή. Έχοντας τη δυνατότητα παρέμβασης και διόρθωσης διασφαλίζει σε υψηλό βαθμό πως η κτηνοτροφική μονάδα έχει τις τεχνικές δυνατότητες να οδηγήσει σε αύξηση της ευζωίας των ζώων, αλλά και σε σημαντική μείωση παραγόμενων ρύπων και κατανάλωσης ενέργειας.

Οι σύγχρονες τεχνολογίες μπορούν να εφαρμοστούν σε πολλούς τομείς της κτηνοτροφικής παραγωγής, δίνοντας στους κτηνοτρόφους ένα πολύτιμο εργαλείο διαχείρισής της, που μπορεί να συμβάλει σημαντικά στη μείωση εξόδων και στη βελτίωση παραγωγής, οδηγώντας σε μια πιο αειφορική κτηνοτροφική παραγωγή.

Λειτουργικό πλαίσιο κτηνοτροφίας ακριβείας (Πίνακας 1)

1. Διαχείριση ζώων σε ατομικό επίπεδο με συνεχή παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο υγείας, ευζωίας, παραγωγής/αναπαραγωγής και περιβαλλοντικών επιπτώσεων
2. Συνεχής μέτρηση μεταβλητών ζώου (καθεστώς συμπεριφοράς & φυσιολογίας) με οικονομικούς αισθητήρες ακριβείας
3. Αξιόπιστη πρόβλεψη για τη μεταβολή των παραμέτρων σε κάθε χρονική στιγμή
4. Ενσωμάτωση προβλέψεων & μετρήσεων σε αλγόριθμο αυτόματης παρακολούθησης/διαχείρισης
5. Αλληλεπίδραση & συνεργασία επιστημόνων διαφορετικών πεδίων