Die Bemühungen führender Entwickler und Hersteller von Geräten für die Tierhaltung zielen heute darauf ab, die Automatisierung aller Tierpflegeprozesse, einschließlich der Prozesse der Aufbereitung und Verteilung von Futtermitteln, zu maximieren. Inwieweit sich dieser Trend auf die Branche auswirkt, welche positiven und negativen Auswirkungen dies hat und welche potenziellen Chancen und Risiken neue Technologien mit sich bringen, wird in diesem Artikel erörtert.
Die moderne Tierhaltung ist ein sehr spezifisches Geschäft. Sein Hauptmerkmal ist, dass es mit kontinuierlichen biologischen Zyklen von Tieren assoziiert ist. Der Preis für einen Fehler ist hier extrem hoch.
Eine ausgewogene und zeitgerechte Ernährung ist einer der Hauptfaktoren für die Steigerung der Milchproduktion und des Viehbestands und damit für die Rentabilität der gesamten Produktion. Von der ordnungsgemäßen Verwaltung des Futtertisches hängen Futtereffizienz und Tiergesundheit direkt ab. Dies ist ein komplexer Prozess, der strengen Vorschriften entspricht. Je nach Fütterungsart und Alter der Tiere werden die Rinder also 2-3 mal am Tag gefüttert. Die Verteilung des Futters durch das Vieh, das sich in einem Raum befindet, darf nicht länger als 20-30 Minuten dauern. Die Dosierung muss genau eingehalten werden: Der Fehler bei der Stielzufuhr beträgt ± 15%, bei Konzentraten ± 5%. Futterverlust, der nach der Verteilung eingesammelt werden kann, darf 1% der Gesamtmenge nicht überschreiten. Irreversible Verluste sind nicht zulässig.
In der Praxis ist es jedoch nicht so einfach, die Standards genau einzuhalten: Der Faktor Mensch stellt die stabile Verteilung des Futters in Frage. Die Diäten auf dem Futtertisch entsprechen oft nicht der vom Viehzüchter zusammengestellten Rezeptur. Es kommt auch vor, dass Tiere diese zusammenstellen, zubereiten und empfangen - das sind drei völlig unterschiedliche Ernährungsweisen. Der Zeitplan für die Zustellung von Futtermitteln wird ebenfalls verletzt: Die Person hatte keine Zeit, war irgendwo verspätet, wurde krank, es gab niemanden, der sie ersetzte usw. Dies führt zu einer Verletzung des biologischen Rhythmus bei Tieren und in der Folge zu einer Abnahme ihrer Produktivität.
Der Prozess der Aufbereitung und Verteilung von Futtermitteln macht bis zu 70% der gesamten Arbeitskosten aus: Dies ist einer der arbeitsintensivsten technologischen Prozesse in der Tierhaltung. Ist es möglich, eine Person von Routinearbeiten zu befreien und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Tiere genau nach einem bestimmten Rezept und zu einem bestimmten Zeitpunkt mit Futter versorgt werden? Ja, wenn Sie den Fütterungsprozess der Automatisierung anvertrauen.
Abb. 1. Die Milchviehzucht ist führend in der Implementierung von Robotik
Die Entwicklung des Fütterungsprozesses
Stationäre Mischer, die Raufutter mahlen und mischen, können als erster Schritt zur Automatisierung der Beschickung angesehen werden. Zuverlässig und "arbeitend" sparen sie eine Menge Zeit und ersparen Ihnen harte Arbeit. Stationäre Mischer werden hauptsächlich in kleinen Betrieben eingesetzt. Die Verteilung kann entweder manuell (die resultierende Masse wird in einen Sattelzug umgeladen und mit Hilfe von Gabeln und Schaufeln verteilt) oder über Mechanismen erfolgen, die das Futter verteilen.
Der nächste Schritt ist der modernere mobile Futtermischwagen. Sie mahlen sperriges Futter aus dem Silograben, mischen es mit Konzentrat und verteilen die entstehende Masse auf die Tiere. Solche Mischer können gezogen oder selbstfahrend sein. Sie können sowohl mit einer vollständig gemischten als auch mit einer teilweise gemischten Diät und mit einer getrennten Fütterung mit Konzentrat verwendet werden. Dank der eingebauten elektronischen Waage können mobile Anleger die Dosierung genau einhalten.
Heute verwenden mehr als 50% aller Tierhaltungsbetriebe in der Russischen Föderation mobile Futtermischwagen. Die meisten Unternehmen bevorzugen gezogene Modelle, die weitaus günstiger sind als selbstfahrende: Wenn ein gezogener Futterautomat durchschnittlich 20.000 € kostet, müssen für selbstfahrende etwa 250.000 € bezahlt werden.
Die wichtigste Errungenschaft von Wissenschaft und Technologie auf dem Gebiet der Optimierung der Fütterung von Nutztieren kann heute als vollständige Automatisierung der Fütterung angesehen werden, wenn alle Prozesse - Auswahl, Wiegen, Dosieren, Mischen und Füttern - ohne menschliches Eingreifen ablaufen.
Hängende Futterwagen
Die neueste Generation von Fütterungssystemen umfasst beispielsweise Wagen mit hängendem Futter. Die führenden Positionen in ihrer Entwicklung, Produktion und Umsetzung besetzen die Firmen Pellon (Finnland), DeLaval (Schweden) und Mullerup (Dänemark). In Russland wurden solche Geräte erstmals 2012 in der Molkerei Dashenka im Dorf Rotovo in der Region Pskow installiert.
Der hängende Futterwagen bewegt sich entlang der an der Decke des Stalls montierten Einschienenbahn parallel zum Futtertisch, berechnet die Bestandteile der Futtermischung, dosiert sie und verteilt das fertige Futter gemäß den Anweisungen des Programms. Das heißt, es werden Aktionen ausgeführt, die den Aktionen eines mobilen Mixer-Feeders ähneln, jedoch ohne eine Person auskommen können.
Das einzige, was hier von einer Person verlangt wird, ist, Lagereinrichtungen mit Futter zu versorgen, von wo aus die Automatisierung sie versenden wird. Außerdem benötigen Sie eine Person, um das System zu programmieren: Geben Sie eine Reihe von Zutaten, Zusammensetzungen, Normen, Dosierungen usw. ein. Mit anderen Worten, sie muss einmal im Detail "erklären", was von ihr verlangt wird, und dann wird der gesamte Prozess von ihr selbst ausgeführt und kontrolliert.
Um das Futter im Stall mit dem Bodentransport zu verteilen - einem Futterspender oder einem Traktor - benötigen Sie einen Durchgang mit einer Breite von 5 bis 6 m. Ein hängender Futterwagen reicht für 2,5 m. Dies spart etwa 15% der Fläche. Dementsprechend reduzieren sich die Kosten beim Bau des Stalls. Darüber hinaus verhindert die Verwendung von hängenden Futterwagen das Eindringen von Schmutz von den Rädern der Ausrüstung auf den Achterntisch.
Der Futterwagen kann so programmiert werden, dass er sowohl Raufutter und Konzentrate als auch deren Mischung - vollständig gemischtes Monocorm - verteilt. Er kann jedes Tier oder jede Tiergruppe einzeln füttern. Sie können sogar die Kosten einer Portion an die Automatisierung abgeben, um die Fütterung im Rahmen des Budgets zu steuern: Dazu müssen Sie nur den Preis der Zutaten im Voraus in das Programm treiben.
Abb. 2. Automatisches DeLaval-Futtersystem
Automatische Kälberfütterung
Automatische Fütterungssysteme für Kälber sind ein weiteres Beispiel dafür, wie mit Hilfe der Spitzentechnologie die Probleme der Optimierung der Fütterung von Nutztieren gelöst werden. Solche Geräte werden von einer Reihe von Herstellern hergestellt: Urban, Delaval, Milkline und viele andere. Das niederländische Unternehmen Lely gilt als einer der Pioniere auf diesem Gebiet, und das Lely Calm-System gilt als seine fortschrittlichste Entwicklung.
Der Hauptvorteil eines solchen Systems besteht darin, dass es sich dem natürlichen Verhalten der Kälber maximal anpasst und es ihnen ermöglicht, den ganzen Tag über Milch zu trinken - sozusagen „on demand“. Milch (oder deren Ersatz) im System hält die optimale Temperatur 24 Stunden am Tag aufrecht: Sie kühlt nicht ab, wie beim manuellen Trinken.
An jeder Wade ist ein Halsband mit einem Transponder angebracht. Das System überwacht, wie oft es in die Brustwarze passt und wie viel Milch es trinkt. Sie können die Automatisierung so konfigurieren, dass bei jedem Ansatz jedem Tier ein bestimmtes Volumen zugewiesen wird. Ein Kalb, das bereits seine Norm verzehrt hat, erhält keine Milch. Wenn das Tier die Fütterung auslässt, meldet das System dies, damit der Bediener herausfinden kann, was los ist.
Schmutz oder Insekten können nicht in die Milch gelangen: Das System spült automatisch. Roboterhersteller bieten auch eine weitere nützliche Funktion: Zum Beispiel die Möglichkeit, der Milch Medikamente oder Vitamine zuzusetzen (nur für Tiere, die diese benötigen) und die Funktion, die Brustwarzen nach jedem Kalb zu desinfizieren.
Das ist aber noch nicht alles. Das System analysiert die Ernährungseigenschaften des Kalbes (Häufigkeit, Portionsgröße usw.), um sich anschließend daran anzupassen. Das heißt, der Speicher von "Futter", wie solche Systeme genannt werden, speichert alle Informationen über jedes Tier. Zwar bleibt das letzte Wort bei der Person - sie hat eine Informationsanzeige, auf der alle Daten zur Arbeit des „Feeds“ angezeigt werden, und kann mit Hilfe der Steuertasten jederzeit eigene Korrekturen vornehmen.
Die Automatisierung selbst hilft übrigens auch dabei, das Kalb davon zu entwöhnen. Mit 2 Monaten hört sie auf, ihn zu füttern und gibt statt Essen normales Wasser. Nach mehreren Versuchen nähert sich das Kalb nicht mehr der Brustwarze, wonach es schnell auf grobes und konzentriertes Futter umschaltet.
Abb. 3. Städtisches automatisches Kälberfütterungssystem
Automatisches Weidesystem
Weidende Kühe auf einer gemeinsamen Weide führen häufig zu einer schlechten Futterverwertung aufgrund von Trampeln und Verunreinigungen der Fäkalien. Viel zweckmäßiger zeigen sich die sogenannten „frontalen“ Weiden, bei denen der Bereich mit einer frischen Portion pflanzlichen Futters zur Tierfütterung durch elektrische Hecken begrenzt ist. Dies kann einerseits die Effizienz der Nutzung der Futterressourcen der Weide erheblich steigern. Andererseits werden die Arbeitskosten erheblich erhöht, da der Elektrozaun manuell auf einen neuen Abschnitt der Weide umgestellt werden muss.
Um die Kosten für Handarbeit beim Beweiden einer „frontalen“ Weide zu minimieren, hat Lely ein automatisches Beweidesystem Voyager entwickelt. Hierbei handelt es sich um zwei mobile Roboter, die durch einen leitenden Draht miteinander verbunden sind und die Weidefläche für Tiere begrenzen.
Roboter bewegen sich in bestimmten Abständen, wobei jedes Mal ein neuer Bereich frei wird. Die Art ihrer Bewegung (Entfernung und Intervalle zwischen den Bewegungen) wird vom Bediener festgelegt und hängt von der Größe der Herde, der Größe der „frontalen“ Weide und der verwendeten Futterration ab.
Abb. 4. Voyager automatisches Weidesystem
Rückseite der Automatisierung
Experten gehen davon aus, dass das Marktvolumen von Agrarrobotern bis 2024 74,1 Milliarden US-Dollar erreichen und ihre Produktion um das 20-fache steigen wird: bis zu 600.000 Geräteeinheiten. Es wird erwartet, dass in naher Zukunft eine Reihe von Innovationen in der Automatisierung der Fütterung zur Verfügung stehen werden, die sich derzeit in der Testphase oder in der Prototypenentwicklung befinden.
Abb. 5. Der Übergang von der Landwirtschaft zur Robotik wird zügig vonstatten gehen
Wie alle High-Tech-Lösungen haben auch Roboter-Zuführsysteme ihre Nachteile. Das wichtigste ist der hohe Preis: Für einen Betrieb für 200 Kühe werden Investitionen in die Automatisierung des Fütterungsprozesses in Höhe von mindestens 450-500 Tsd. € getätigt, aber Sie benötigen auch Erntemaschinen, ein Futterlager, Silos, Zufahrtsstraßen und Kommunikationsmittel.
Die Automatisierung muss von einer Person überwacht werden, die die Arbeit überwacht, die Ernährung anpasst und die Wartung pünktlich durchführt. Die Verwendung von Robotersystemen in einer Wirtschaft mit schlechtem Management ist Geldverschwendung. Kein einziges Wunder der Technologie bringt Ergebnisse, wenn es kein kompetentes Personal in der Farm gibt, das es installiert hat und komplexe technologische Prozesse verwalten kann. Leider sehen die Statistiken zum Mangel an qualifizierten Fachkräften für die „digitale“ Tierproduktion deprimierend aus.
Einerseits erfordert die Automatisierung den Erwerb neuer Fähigkeiten und die Entwicklung des Personals. Auf der anderen Seite verlässt sich eine Person auf Sensoren und Diagnosesensoren und verliert ihre Unabhängigkeit bei der Entscheidungsfindung. Dies gilt insbesondere für die jüngere Generation, die der Technologie zu sehr vertraut. Aus diesem Grund stehen einige Züchter, insbesondere diejenigen, die mit Tieren aufgewachsen sind, Innovationen skeptisch gegenüber.
Ein weiteres Problem ist die Notwendigkeit, alte Ställe für den Betrieb neuer automatischer Systeme neu zu entwickeln. Darüber hinaus können viele landwirtschaftliche Betriebe auch nach dem Wiederaufbau die modernen technologischen Anforderungen nicht zu 100% erfüllen.
Nichtsdestotrotz kann die Automatisierung die gesamtwirtschaftliche Effizienz der Wirtschaft steigern, bessere Ergebnisse bei gleichzeitiger Reduzierung der Risiken erzielen und die Arbeit in diesem Bereich für den Menschen interessanter und attraktiver machen. Es versteht sich, dass technologische und geschäftliche Prozesse die Anforderungen an den Beruf eines Tierzüchters auf ein neues Niveau heben. Neben den offensichtlichen Vorteilen bringen neue Technologien neue Herausforderungen mit sich, die beantwortet werden müssen.