Kansanviisauksia ja oppikirjatietoa Poikimisen automaattinen valvonta ja ennustaminen Jaakko Mononen ab, Mikko Järvinen a, Salla Ruuska b a Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus, Maaninka b Itä-Suomen yliopisto, Kuopio Watched pots never boil and heifers calve on their own schedule tarvitse eikä pidäkään puuttua. Poikimisen edistymistä on kuitenkin tarkkaan seurattava, jotta hitaaseen 2006: Lypsylehmän ruokinta ja hoito) Sisältö Poikimisen automaattinen valvonta Poikimisen automaattinen valvonta Agrimonitor laitetestaus Poikimisajankohdan ennustaminen Milloin pitää siirtää poikimakarsinaan? Milloin poikii? Tarvitaanko poikimisessa apua?
Poikimisen automaattinen valvonta Milloin pitää siirtää poikimakarsinaan? Vuorokauden tarkkuus Milloin poikii? Tuntien tarkkuus Tarvitaanko poikimisessa apua? Normaali poikiminen vai ongelmia? Poikimisen automaattinen valvonta Karjakoot kasvavat automaattisen valvonnan tarve kasvaa Hyöty ja kustannukset Poikimisen onnistuminen vs. laitteiden hinta ja käytön vaatima työ Hyöty riippuu laitteiden antaman tiedon luotettavuudesta NYT-hanke testaa laitteita Kaupalliset laitteet: AfiAct Kaupalliset laitteet: AfiAct Ennustaa poikimispäivää eläimen käyttäytymisen muutoksen perusteella Laite hälyttää levottomuuden (askelten määrä) lisääntymisestä ja makuuajan vähenemisestä noin vuorokausi ennen poikimista Hälytys 24 h ennen oletettua poikimista
Kaupalliset laitteet: AfiAct Makuujaksojen lukumäärä (levottomuus) lisääntyy viimeisen kuuden (4.2) tunnin aikana ennen poikimista Makuujaksojen lukumäärä lisääntyy ennen poikimista kahden tunnin jaksoissa tarkasteltuna CN= lehmät HN= hiehot Y= hiehot ja lehmät, joiden poikimista on avustettu Fig. 1. Box plots showing the median differences in the number of lying bouts between calving and control observations during 2-h periods before calving. The groups shown are; unassisted cows (CN), unassisted heifers (HN) and assisted cows and heifers combined (Y). The box shows the interquartilerange (IQR) and the vertical lines show the range of data. *Outlier (>1.5 IQR). Miedemaym. 2011 (a) Miedemaym. 2011 (b) Kaupalliset laitteet: AfiAct Makuujaksojen lukumäärä (levottomuus) lisääntyy viimeisen kuuden tunnin aikana ennen poikimista: yksilölliset tulokset C6 Birth Control: Mittausanturi ilmoittaa milloin varsa/vasikka alkaa työntyä ulos tieto kännykkään Miedemaym 2009 Paolucci ym. 2010
Kiihtyvyysanturi emättimessä Tieto milloin vasikka alkaa työntyä ulos Kalvojen repeäminen Hännän asentoa mittaava laite Lehmän ja tamman hännän asentoa on hyödynnetty poikimisajankohdan ennustamisessa vuonna 1981 julkaistussa artikkelissa Patentti vuodelta 1996: Hännän asentoa mittaava sensori, jonka antama tieto välitetään langattomasti radiolla Bueno ym. 1981 Watanabe ym. 2008 Kaupalliset laitteet: Häntään kiinnitettävä anturi, joka mittaa hännän asentoa Ilmoittaa kalvojen repeämisen Lähettää tiedot vastaanottimelle, joka välittää tiedon edelleen puhelimeen Hännän nostelun frekvenssi tihenee viimeisen kuuden tunnin aikana ennen poikimista Kuvat: http://alerte-velage.fr/ Miedemaym. 2011 (a)
Hiehoilla ja poikimisvaikeuksissa häntää pidetään ylhäällä aiemmin ja kauemmin kuin normaalipoikimisessa CN= lehmät HN= hiehot Y= hiehot ja lehmät, joiden poikimista on avustettu Lämpömittari Ruumiinlämpötila laskee noin vuorokausi ennen poikimista Fig. 2. Box plots showing the median differences in the duration of tail raising between calving and control observations during 2-h periods before calving. The groups shown are; unassisted cows (CN), unassisted heifers (HN) and assisted cows and heifers combined (Y). The box shows the interquartilerange (IQR) and the vertical lines show the range of data. *Outlier (>1.5 IQR). Miedemaym. 2011 (b) Aoki ym. 2005 Kaupalliset laitteet: VelPhone Ruumiinlämpötilassa vuorokautinen vaihtelu, mutta tason selvä lasku noin vuorokausi ennen poikimista Emättimeen laitettava lämpömittari, joka ilmoittaa tekstiviestillä lämpötilan muutokset, joiden perusteella voidaan arvioida poikimisajankohtaa 48 tunnin tarkkuudella Kalvojen repeämisen, mittarin ulostulemisen Aoki ym. 2006 Eräs patentti vuodelta 1987
Kaupalliset laitteet: RADCO Kaupalliset laitteet: PHASE IV tai Emättimeen laitettava lämpömittari ja radiolähetin vyössä lämpötilat tietokoneelle Pötsiin laitettava lämpömittari (RFID, ei paristoa) lämpötilat tietokoneelle poikiminen, lämpöstressi Pintalämpötilaa mittaamalla (infrapunakameralla) on yritetty ennustaa poikimisen ajankohtaa Silmä Konenäkö: Laite tunnistaa lehmän liikkeet eli käyttäytymisen Kylki Utare Coppola ym. 2002 Cangar ym. 2008
Käyttäytymisen muuttuminen ennen poikimista Kontrollijakso Poikimisjakso Merkitsevyys Käyttäytymiseroja normaalin (N) ja ongelmapoikimisen (O) välillä Makuuaika (h) Makuujaksojen lkm Kävelyjaksojen lkm Kävelyaika (min) Hännän nostojen lkm Syömisajan kesto (min) Maan nuolemisen kesto (min) LATTIAN KUOPIMINEN: N 24 % < O 89 % VIRTSAAMINEN: N 25 % < O 78 % HANKAA ITSEÄÄN RAKENTEISIIN: N 35 % < O 89 % Miedema ym. 2011 Wehrend ym. 2006 Agrimonitor Agrimonitor - komponentit Automaattinen poikimista valvova laitteisto Lehmään kiinnitettävä vyö tai Databel trading s.a. Belgia www.agrimonitor.be Agrimonitor 8000 ohjain Activel yksikkö
Agribelt Agrimonitor 8000 ohjausyksikkö Lehmään kiinnitettävä vyö Mittaa vyön kireyttä Yhteydessä joko Agrimonitor 8000 ohjausyksikköön Activel yksikköön Toiminta-aika 1 v. Näyttää aktiiviset vyöt Valo- ja äänihälytys 220V verkkovirta Oma akku Erillinen puhelinyksikkö lisättävissä Takuu 2 v Activel yksikkö LCD näyttö Aktiiviset vyöt Akkujen varaus Hälytysten kesto 220V verkkovirta Oma akku Ohjelmoitavissa Puhelinyksikkö Takuu 2 v http://www.dailymotion.com/video/xard34_agrimonitor_tech
Agrimonitor toimintaperiaate Asennuksen jälkeen 2-6 h kalibraatio Tunnistaa ja mittaa lihassupistuksia Analysoi supistuksien muutoksia Intensiteetti, kesto, frekvenssi Hälyttää kahdessa vaiheessa (monitor, action) Tunnistaa myös poikimisvaikeudet, kun supistukset eivät etene vaiheesta toiseen normaalisti Normaali poikiminen Pikaista huomiota vaaditaan Valvonta tarpeen Ohjelmiston kehityksessä 9600 poikimista Aika Epänormaali poikiminen Epänormaali poikiminen Virhetarjonta Kiertynyt kohtu Suuri vasikka Supistukset kestävät liian kauan Esim. Puutteelliset supistukset
Testiasetelma Huomioita käytettävyydestä Vyötä testattiin 6.-18.7.2011 Maaningalla 9 nautaa poikimiskarsinoissa Vyö puettiin eläimelle vaihtelevasti 2 5 päivää ennen odotettua poikimispäivää Hälytykset kirjattiin muistiin Kahden naudan käyttäytyminen videoitiin Lämpötilaa ja ilmankosteutta mitattiin Tinytag data loggerilla (30 min välein) Vyön poistamisen jälkeen eläimet tarkistettiin lypsyasemalla Suhteellisen helppo pukea Vyö pääsee luisumaan pois paikoiltaan Liian löysäksi jätetyt välihihnat/etuvyö Vyö painuu utareen ja vatsan väliin Väliin pääsee myös likaa Poikimisen jälkeen vyö löystyy Antenni saattaa löystyä käytössä yhteys vyön ja ohjausyksikön väliltä häviää Testituloksia - Hälytykset Ei käytössä puhelinhälytyksiä hälytysten todellisista ajoista ei tietoa Yhteys vyön ja vastaanottimen välillä katkesi usein Hälytykset eivät tulleet ajallaan Monitor-hälytyksiä useita päiviä ennen poikimista Hälytysten tulkinta ei yksiselitteistä Action-hälytys näyttäisi tulevan järjestelmällisesti muutamaa tuntia ennen poikimista Testituloksia Yhteenveto eläimistä Ihorikko utareen edessä Eläin Rotu Vyö päällä/vrk 1 Hol 5 2 Hol 5 X 3 Ay 5 X X 4 Hol 3 5 Ay 6,5 X X 6 Ay 2 7 Ay 5 X 8 Ay 3,5 X X 9 Hol 2 X Ihorikko selässä Lämpötila Alin 12,3 C Ylin 28,3 C Keskiarvo 20,7 ± 3,1 C Ilmankosteus Alin 50,9 % Ylin 96,5 % Keskiarvo 76,3 ± 10,8 % 12.3.2012
Testituloksia Vyön poistamisen jälkeen Utareen edessä painauma vyöstä Kehittyi ihorikoksi 5/9 eläimestä: 4 Ay, 1 Hol 5 vrk 6,5 vrk 5 vrk Testituloksia Vyön poistamisen jälkeen Selässä painauma lähettimestä/vyön metallisesta soljesta 4/9 eläimestä, joka kehittyi ihorikoksi (3 Ay, 1 Hol) 6,5 vrk 3,5 vrk Johtopäätöksiä Hinta Rakenteeltaan yksinkertainen ja kestävä Tarvitaan harjoittelua vyön pukemiseen Tekniikka vanhaa: hälytykset soitetaan puhelimeen piippauksina Hälytysten oikea tulkinta tarvitaan useita poikimisia Eläimen rakenne vaikuttaa vyön käytettävyyteen Ei voida pitää eläimellä useita vuorokausia Poikimisen ajankohta ennustettava muulla tavalla Kehitetty lihakarjalle, käytössä Keski-Euroopassa Tulevaisuus: jatketaan testausta viileämmissä olosuhteissa Puhelinhälytyksien testaus Agrimonitor 8000 ohjausyksikkö 1.230 Lehmään kiinnitettävä vyö 1.059 Puhelinyksikkö 455 Varaosat: Vyö 123 Akku vyöhön 16,50 Antenni 25 Yhteensä 2744
Poikimisajankohdan ennustaminen Kertaus Poikimisen ajankohta 280 10 päivää siemennyksestä/astutuksesta tarkkuus Biologiset muutokset jotka havaittavissa (karjasilmä) ja/tai mitattavissa tarkkuus, tuntien tarkkuus Fysiologia (esim. ulkoiset ennusmerkit ja ruumiinlämpötilan muutokset) Käyttäytyminen Synnytyksen käynnistyminen Poikimisajankohdan ennustaminen h EMÄ ITSE 6 Jaeger ym. 2002 Poikimisajankohdan ennustaminen poikinut: 4 h Poikimisajankohdan ennustaminen Useammin poikineet poikivat harvemmin lypsyn aikaan kuin muulloin Ensikot Valkoinen: avustettu poikiminen Harmaa: poikimista ei avustettu Useammin poikineet NYT AIEMMIN Jaeger ym. 2008 Edwards 1979
Onnistuneen poikimisen taloudellinen merkitys? Kuinka suuressa osassa poikimista tarvitaan ihmisen apua? Kuinka suuressa osassa poikimisia vasikka kuolee, jos poikimista ei avusteta? Kuinka suuressa osassa poikimisia lehmä kuolee, jos poikimista ei avusteta? Mikä on vasikan ja lehmän arvo maidontuotannossa ja emolehmätuotannossa? Hyvinvointinäkökulma taloudellisesta arvosta riippumatta? Lähteet Alasuutari S, Manni K & Rautala H, 2006. Lypsylehmän ruokinta ja hoito. Gummerus Kirjapaino Oy, Jyväskylä. Aoki M, Kimura K & Suzuki O, 2005. Predicting timeof parturition fromchanging vaginaltemperature measured by data-logging apparatus in beef cowa with twin fetuses. Anim reprod Sci 86: 1-12. Aoki M, Kimura K & Suzuki O, 2006.Influence of feedingregime on timing of parturitionin beef cattle and the relationship of vaginal temperature to parturition. Anim Sci J 77: 290-299. Barrier AC, Haskell MJ & Dwyer CM, 2011. Dystocial dairy calves: condemned to poor welfare? Proceedings of the 5th International Conference on the Assessment of Animal Welfareat Farm and Group Level. Bueno L, Tainturier D & Ruckebusch Y, 1981. Detection of parturition in cow and mare by a useful warning system. Theriogenology 16: 599-605. Cangar Ö, Leroy T, Guarino M, Vranken E, FallonR, Lenehan J, Mee J & Berckmans D, 2008. Automaticreal-timemonitoringof locomotionand posture behaviourof pregnant cows prior to calvingusing online imageanalysis. Computers and Electronicsin Agriculture 64: 53-60. Coppola CL, Collier RJ & Enns RM, 2002. Using body syrface temperatureto predict calving. Proceedings, American Societyof Animal Science, 53 Edwards SA, 1979. The timing of parturitionin dairy cattle. J Agric Sci Camp 93: 359-363. Jaeger JR, Olson KC, DelCurto T & Qu A, 2006. Predicting the time of parturition in spring calving beef cow. Proceedings American Society of Animal Science vol53. Jaeger JR, Olson KC, DelCurto T & Qu A, 2008. Case study: Pattern of Parturition as Affected by Time of Feeding and Prediction of the Time of Day that Parturition Will Occur in Spring-Calving Beef Cows. The Professional Animal Scientist 24: 247-253. MiedemaHM, Macrae AI, Dwyer C & Cockram MS, 2009. Identifying changes in dairy cow behaviour to predict calving. Precision livestock farming 2009. MiedemaHM, Cockram MS, Dwyer CM & Macrae AI, 2011 (a).changes in behaviourof dairy cows during the 24 h before normal calving compared with behaviourduring late pregnancy. Appl Anim Behav Sci 131: 8-14. MiedemaHM, Cockram MS, Dwyer CM & Macrae A, 2011 (b). Behaviouralpredictors of the start of normal and dystocic calving in dairy cows and heifers. Appl Anim Behav Sci 132: 14-19. Paolucci M, Sylla L, Di GiambattistaA, Palombi C, Elad A, Stradaioli G, Pascolo P & Monaci M, 2010. Improving calving management to further enchance reproductive performance in dairy cattle. Extended abstract. Vet Res Commun 34: 37-40. Pennington JA & Albright JL, 1985. Effect of Feeding Time, Behavior, and Environmental Factors on the Time of Calving in Dairy Cattle. J Dairy Sci 68: 2746-2750. S.A.E. Afikim, 2008. Method and a system for predicting calving. WatanabeT, Sakurai A & Kitazaki K, 2008. Dairy Cattle Monitoring Using Wireless Acceleration Sensor Networks. Sensors Conference IEEE 26-29: 526-529. WehrendA, Hofmann E, Failing K & Bostedt H, 2006. Behaviour during the first stage of labour in cattle: influence of parity and dystocia. Appl Anim Behav Sci 100: 164-170.