Hi-tec ve chlévě
21. 3. 2009
Chov hospodářských zvířat je průmyslovým odvětvím se vším, co k tomu patří – tedy také s nejmodernějšími technologiemi. Přihlíží se k jeho efektivnosti, ale v současné době také k zajištění podmínek co nejpřirozenějších pro chovaná zvířata. Jednou z metod, kterou používají ve Výzkumném ústavu živočišné výroby, je termografie. Ta umožňuje nejen vytvořit co nejpřirozenější podmínky pro ustájení různých druhů a plemen skotu, ale také například optimalizovat proces automatického dojení. Seznámíme se také s využitím rychloběžné kamery, která odhaluje z chování domácího skotu to, co zůstává lidskému oku skryté.
Infračervená termografie umožňuje zobrazit teplotní rozdíly objektů, ale i živých organismů. Speciální kamery – termovize – zviditelní záření, které vyzařuje každý objekt s teplotou vyšší, než je absolutní nula. Termografie má široké použití – ve stavebnictví, v průmyslu, v medicíně … Ale v zemědělství? I tady ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi termografie pomáhá řešit praktické problémy.
Nejúspěšnější chov je takový, který bere ohled na přirozené nároky zvířat a co nejlépe vyhovuje jejich potřebám. Jak ale poznáme, které to jsou? Právě v tom může pomáhat infračervená termografie. Je to metoda rychlá, přesná, bezpečná a především neinvazivní a bezkontaktní. Zvířata vůbec nezatěžuje a umožní je sledovat při jejich běžném chování.
Pro domácí skot je například důležité optimální mikroklima ve stáji. Pomocí termografie se zjistí, jak se změna teploty okolního vzduchu projeví na teplotě povrchu těla dojnic i jak jednotlivá plemena odolávají různým klimatickým podmínkám. To umožní posoudit, jaký typ chovu je pro dané plemeno nejvhodnější.
doc. Ing. Ivana Knížková, CSc., Výzkumný ústav živočišné výroby, Praha – Uhříněves: Termografickou metodu jsme poprvé použili při výzkumu hospodářských zvířat v roce 1990, kdy jsme potřebovali vidět teplotní profil těchto zvířat.
Tehdy ale do ústavu přijížděla organizace, která termografickou kameru vlastnila. Ukázalo se však, že to není příliš operativní. Metoda ale byla pro výzkum perspektivní, proto ústav v roce 1999 z grantových prostředků zakoupil vlastní termovizní kameru i s vyhodnocovacím programem, takže data bylo možné nejen získávat, ale také s nimi dále pracovat. První termografické kamery se objevily v šedesátých letech minulého století. Jde o unikátní, vysoce specializovaná zařízení.
Například pro výrobu objektivů nelze použít běžné sklo, neboť nepropouští tepelné záření, ale zvláštní materiály, jako třeba germanium. Elektromagnetické záření má různou vlnovou délku – od zlomků nanometru až po kilometry. Infračervené paprsky zaujímají v tomto spektru část asi od jednoho do sta mikrometrů. Termografie pracuje většinou v rozmezí od jednoho až do čtrnácti mikrometrů.
doc. Ing. Ivana Knížková, CSc., Výzkumný ústav živočišné výroby, Praha – Uhříněves: Vedle výzkumu hospodářských zvířat se zúčastňujeme i jiných experimentů a jsme oslovováni jinými výzkumnými organizacemi. V minulosti jsme se například zúčastnili výzkumu termoregulace rypošovitých – afrických podzemních hlodavců, dále jsme měli možnost sledovat termoregulační a adaptační procesy antilopy losí, konkrétně jak je schopna se uzpůsobit našemu mírnému klimatu, a v současné době se podílíme na výzkumu termoregulačních schopností u netopýrů.
Netopýři patří z hlediska změn tělesné teploty mezi nejzajímavější savce.
Bc. Martina Plašilová, Přírodovědecká fakulta UK v Praze: Já používám termovizi v rámci své diplomové práce, která je věnována termoregulačním vlastnostem netopýrů. Protože netopýr je zvíře teplotně velice nestabilní, přináší nám termovize velice cenné poznatky o jeho teplotních profilech během celého dne.
V době odchovu mláďat netopýři vytvářejí velké kolonie, které udržují teplo. Tento jev, zvaný sociální termogeneze, můžeme studovat právě díky termovizi.
doc. Ing. Ivana Knížková, CSc., Výzkumný ústav živočišné výroby, Praha – Uhříněves:V současné době se z hlediska termoregulace zabýváme tepelně izolačními vlastnostmi kůže a srsti u dospělých jedinců přežvýkavců, tedy konkrétně u dojnic a jejich mláďat – telat – v období mléčné výživy, tedy telat, která nejsou ještě považována za přežvýkavce.
Termokamera nezaznamenává povrchovou teplotu jen v jednom bodě, ale v ploše – a to umožní porovnat rozdíly tepelných ztrát na různých částech těla. Umožní to také posoudit, jaké jsou izolační vlastnosti srsti zvířat.
Ing. Petr Kunc, Ph.D., Výzkumný ústav živočišné výroby, Praha – Uhříněves:Nasnímané termogramy dále zpracováváme v tomto vyhodnocovacím programu, který nám umožňuje zájmovou oblast, kterou zkoumáme, označit a v této oblasti pak software dokáže vypočítat minimální a maximální teplotu, průměrnou teplotu, rozložení teplot v dané oblasti – a tyto údaje se zpracovávají v různých statistických programech a dále vyhodnocují.
Pomocí termovize je ale možné nepřímo získat i další cenné údaje – například o tom, co se odehrává v kravském vemeni během dojení… Při něm je důležité zvolit co nejšetrnější techniku, která krávu nepoškodí. Nevhodný způsob dojení může zhmoždit mléčnou žlázu – a toto okem neviditelné poškození se projeví na termosnímku zvýšenou teplotou.
Ing. Petr Kunc, Ph.D., Výzkumný ústav živočišné výroby, Praha – Uhříněves: Termovizi využíváme také k vyhodnocení dojícího procesu; srovnáváme například vliv velikosti měrného podtlaku na traumatizaci mléčné žlázy, protože v běžných dojících systémech se používá různá úroveň podtlaku – od 45 až po 35 kPa.
Princip vyhodnocování spočívá v tom, že se naměří teplota struku před začátkem dojení, potom ihned po skončení dojení a srovnáním těchto dvou hodnot se zjistí, který podtlak způsobuje nejmenší traumatizaci mléčné žlázy.
Teď něco trochu jiného: Další speciální kamera, která dokáže snímat s takovou frekvencí, že zachytí i pohyb blesku na obloze. I ta se může uplatnit v chovu hospodářských zvířat. Používá se například pro zjišťování reakční doby nebo také pro analýzu pohybu – v tomto případě kroku koně. Může sloužit i při vyhodnocování výkonnostních zkoušek tažných koní.
Kamera s frekvencí až několika tisíc snímků za vteřinu ale pomáhá řešit i zcela praktické problémy: například to, jak má vypadat optimální ustájení skotu. Teprve zpomalený záběr prozradí, co se odehrává při vstávání krávy – třeba jak se namáhá její končetina, nebo jak se otírá o podklad.
Na základě těchto informací je možné vybrat nejvhodnější materiál pro podlahu i její sklon. Díky údajům, získaným pomocí termovize i rychloběžné kamery, vznikají doporučení a normy pro chov skotu i dalších domácích zvířat. Je to vlastně trochu paradox: do chléva přichází nejmodernější technika, aby nám pomohla vrátit se k přírodě, tedy k takovým metodám chovu hospodářských zvířat, které co nejvíce respektují jejich přirozené potřeby.
Autor: Jan Hošek