Mangalicák a legelőn – de hol? Egy agrárinformatikai kutatás eddigi története

Egy érdekes kutatás zajlik az ELTE Informatikai Karának Agrárinformatikai Kutatócsoportjában, amelynek témája a legelőn tartott mangalica tenyészkoca-állomány egyedi viselkedésének megfigyelése az informatika segítségével.

Az eredeti kérdés

A mangalica kocaállomány tulajdonosával beszélgettünk, aki több éve foglalkozik mangalica sertések tartásával. Elmondta, hogy számára az jelentene fontos információt, ha tudná, hol vannak az állatai a legelőterületen. Illetve azt, hogy megvannak-e még. E probléma köré építettük fel a kutatási koncepciónkat.

Az adatgyűjtés meghatározó körülményei

A tartás – az adatgyűjtési környezet feltételrendszere

Szabadtartási körülmények között az állatok nagy területen, szabadon mozoghatnak, természetes környezetben, határt csak a kerítés szab. Ez az úgynevezett ökológiai tartásmód lehetőséget teremt a mangalica sertés tenyésztésére és hizlalására, mert ebben a sertéshús-előállítási rendszerben a hangsúly elsősorban a hústermék minőségén van. Nincs automatizált technológia, nincs központi adatgyűjtés. Az időjárási tényezőket és a domborzati viszonyokat is figyelembe kell venni. A természetes tartás során a sertések természetesen viselkednek, a területen található fákat és cserjéket használják pihenőhelyként. Az időjárási paraméterek gyűjtése – ha nincs a közelben egy kihelyezett meteorológiai állomás – nehézkes és nem pontos. A fényviszonyok, a nappalhosszúság, a hőmérséklet, a felhőborítottság hatással vannak a sertések napi aktivitására és teljesítményére.

Mangalica sertések dagonyázása – fotó: Angyalné Dr. Alexy Márta

A sertés viselkedésbeli sajátosságai – az adatgyűjtés állatfajra vonatkozó feltételrendszere

A sertések a legelőt elsősorban élettérként és nem takarmányforrásként használják. Két olyan jellemző, a jóllétüket pozitívan befolyásoló viselkedésformájuk van, amivel más gazdasági haszonállatunk nem rendelkezik: ez a turkálás és a dagonyázás. Az előbbi a táplálék felkutatására irányul elsősorban, bár kutatók megfigyelték az úgynevezett komfort turkálást is. A sertés mindenevő, így a szabadban nem csupán növényi eredetű táplálékot fogyaszt, hanem a talaj felszínén, illetve a talajfelszínhez közeli réteget átkutatva, rovarlárvákat, férgeket és egyéb ízeltlábúakat keres. A másik, sertésre jellemző viselkedésnek, a dagonyázásnak – szakirodalmi megfigyelések szerint - több oka lehet: a sertés testének hűtése, annak sárral és iszappal való befedésével a bőrfelszíni élősködők elleni védekezés és a jóllétét megvalósító, úgynevezett komfort dagonyázás. A sertések között erős a szociális kapcsolat, keresik egymás társaságát, a csoporton belül rangsor alakul ki, amelyet valamennyi egyed tiszteletben tart. A zárt tartási körülmények között megfigyelhető agresszív viselkedés a szabadtartásban ritkán tapasztalható, mert az alulmaradt egyednek van lehetősége kitérni a társa elől. Ezek a pozitív és néha negatív érzelmeket kifejező társas érintkezések, a dagonyázás révén sárral fedett bőr, a fák törzsénél való vakaródzás, a turkálás mind befolyásolja az állaton elhelyezhető egyedi azonosítók fizikai paramétereit és rögzítési pontjait.

A mangalica sertés viselkedése eltér(het) az úgynevezett intenzív sertésfajtákétól, illetve -hibridekétől. Félvad sertésfajtaként is definiálják, amely egyrészt a fajta tulajdonságaival, másrészt a szabadban történő tartással van összefüggésben. Ilyen tartási környezetben az ember ritkábban kerül közvetlen kapcsolatba az állatokkal és – különösen a malacozás időszakában – óvatosnak kell lenni. Ennek a ritkább ember-sertés kontaktusnak az egyik következménye, hogy a sertésekről kevesebb közvetlen információval rendelkezik a gazda a legelőn.

Az alkalmazható informatikai eszközök – az informatikai megoldás feltételrendszere

Minél inkább ellenőrizhetőbb, zártabb, ember által ellenőrzöttebb egy tartási környezet, annál egyszerűbb az adatgyűjtési eszközök elhelyezése az állatok életterében. Nagyüzemi, intenzív körülmények között, ahol a sertések épületekben, azon belül kutricákban vannak és a külső környezeti hatások (domborzat, időjárás) szinte kizárhatóak, az eszközök vagyonvédelme megoldott, az egyedi adatgyűjtési módszerek széles eszköztára áll rendelkezésre (kamerák, szenzorok). Ez az egyik oka annak, hogy a sertéstartásban elsősorban zárt körülmények közé adaptált informatikai adatgyűjtési módszerek jelentek meg először. A sertésekről gyűjtött egyedi adatok kiegészíthetőek a már rendelkezésre álló istállóklíma-paramétereket rögzítő szenzoradatokkal (hőmérséklet, páratartalom, légsebesség stb.). Ezzel az adatbázisban megjeleníthető szinte valamennyi, a sertés teljesítményét befolyásoló paraméter. Szabadtartási körülmények között már közel sem ilyen egyszerű a helyzet: a sertések nagy területen, szabadon mozoghatnak, a digitális adatgyűjtés számára kevés a „kapaszkodó". Mindenképpen egyedi adatokra van szükségünk, így szóba került a drónra szerelt kamerák által készített képek elemzése. Ezzel a technikával jól belátható az egész terület, de költséges és a gazdálkodó számára nehezen kivitelezhető megoldást jelent, amely nem szolgáltat folyamatos információt az állatok egyedi mozgásáról és viselkedéséről. Másik megoldás lehet a kamerák felszerelése a legelőterület állatok által gyakran használt részein: de nincs megfelelő szilárdságú és stabilitású rögzítési pont, valamint a kamerák költségesek és a vagyonvédelem is nehezebben megoldható. Felmerült a legelőn tartott szarvasmarha állományokban már sikeresen alkalmazott, nyakba erősíthető aktív RFID-azonosítók alkalmazása. Azonban ismerve a sertések viselkedését tudjuk, hogy ez nem jelent biztonságos és hosszútávú megoldást. A sertés testén gyakorlatilag egy olyan hely van, ahová elhelyezhető egyedi adatot gyűjtő és azt továbbító egység – ez a füle. Az eddigi gazdálkodási gyakorlatban már megszokott műanyag krotáliákkal azonos vagy kisebb méretben gyártott, passzív RFID-jelölőt tartalmazó füljelző alkalmas erre a célra. Ezt teszteltük a kísérletünkben.

A fentiek figyelembevételével – a kutatásunkról

Adott egy hét hektáros legelőterület a Börzsönyben, a hegyek között, gyönyörű környezetben, ahol a mangalica törzstenyészet működik. A kísérlet keretében húsz mangalica tenyészkoca fülébe passzív RFID-t tartalmazó krotáliát tettünk és a legelőterület egy szakaszán, a dagonyázótér körül leolvasókat helyeztünk el. A kocák által használt legelőterület 2,5 hektár, amelyen belül az állatok szabadon mozoghattak. Ezen a kerítéssel körül határolt területen egy fedett, szalmával bélelt pihenőhely és egy itató jelentette a tartástechnológiát. A terület közel egyharmadán fák és cserjék nyújtottak árnyékot a kocáknak. Az állatok maguk alakították ki a dagonyázóhelyet, amelyet az esővíz töltött fel és a kocák előszeretettel használták azt.

A kutatás fő- és részcéljai és eddigi eredményeink

A kutatás kezdetén az első megválaszolandó kérdés az volt, hogy lehetséges-e egyáltalán RFID-technológia alkalmazásával adatbázisba rögzíteni a kocák dagonyázótérnél való jelenlétét.

Továbbá az alábbi kérdésekre keressük a választ:

• megállapítható-e, hogy hány alkalommal és az egyes alkalommal mennyi időt töltött a koca a vizsgálati helyszínen
• megfigyelhetőek-e az adatbázisban ún. mintázatok egy-egy koca aktivitásában az idő függvényében
• megállapíthatóak-e összefüggések a kocák társas kapcsolataiban
• megfigyelhetőek-e jellemzők az egyes kocák jelenlétében az időjárás (hőmérséklet, légnyomás és páratartalom) függvényében

Bár adattudományi szempontból ez az adatbázis nem bonyolult és nem tartalmaz hatalmas mennyiségű adatot, az adatok egyéb tulajdonságai miatt nem volt könnyű feladat megtalálni a legmegfelelőbb elemzési módszert. A hagyományos statisztikai módszerek alkalmazása nem volt lehetséges, mert az adatbázis mérete ehhez nagy. Többféle adattal rendelkezünk: a dagonyázóhelyen megjelent kocák tartózkodási ideje (belépés – távozás közötti időtartam), óránként gyűjtött hőmérséklet, páratartalom és légnyomás adatok. Ezek az adatok hét hónapon keresztül érkeztek az adatbázisba, amelynek előkészítését követően kezdtük el az adatok elemzését.

Adatgyűjtés informatikai eszközökkel a mangalicák viselkedéséről – fotók: Angyalné Dr. Alexy Márta

Ahogyan az a kutatói munkában gyakran előfordul: nem mindig elsőre találjuk meg a megfelelő módszert. Velünk is ez történt: az ún. gyakori mintakeresési adattudományi módszer többszöri próbálkozásunk után sem adott a céljainknak megfelelő eredményt. Ezért egy másik módszerrel próbálkozunk: mivel az adatok a nap 24 órájában érkeztek, ezért 10 perces időközöket tartalmazó időskálán ábrázoljuk a kocák megjelenését, majd távozását a megfigyelési zónából. Ezeket napi, heti, havi szinten is ábrázolni fogjuk. Ehhez a 10 perces időközökhöz rendeljük hozzá a helyben gyűjtött időjárási paramétereket, kiegészítve az országos adatbázisból származó, arra a tájegységre jellemző napsugárzási és felhőborítottsági adatokkal.

Eddigi eredményeink alapján a kutatásunk fő kérdésére választ kaptunk: az RFID-technológia használható szabadban tartott mangalica sertések mozgásának megfigyelésére. A rendszernek vannak korlátai, pl. csak arról a területrészről tudunk adatot kapni, ahol a leolvasókat elhelyeztük. Az adatok előzetes elemzése kapcsán látjuk azt is, hogy van összefüggés az időjárás és az állatok dagonyázóhelyen való megjelenése között.

Több kérdésünk még megválaszolásra vár, ezért folytatjuk az adatelemzési munkánkat a fent említett úton, valamint újabb leolvasókat helyeztünk el a fából készült pihenőhelyen és új kocasüldőket jelöltünk meg RFID-azonosítókkal.

Köszönetünket fejezzük ki Lackó Róbert tenyészet-tulajdonosnak, aki hozzájárult, hogy kísérletünket elvégezhessük a telepén. Köszönet együttműködő partnerünknek, a Simplexion Informatikai Kft-nek, akiktől az RFID-technológiát kaptuk.

Kutatásunk az ED_18-1-2019-0030 szerződésszámú projekt (Alkalmazásiterület-specifikus nagy megbízhatóságú informatikai megoldások tématerület) keretén belül, a Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból biztosított támogatással, a Tématerületi kiválósági program finanszírozásában valósult meg.

Szerző: Angyalné Dr. Alexy Márta

Dr. Alexy Márta alapvégzettsége agrármérnök, doktori fokozatát állattenyésztés tudományokból szerezte. Közel 10 évig foglalkozott nagyüzemi sertés- és baromfitelepek tartástechnológiai tervezésével.

Jelenleg az ELTE Informatikai Karának adjunktusa és az Óbudai Egyetem tudományos munkatársa. Kutatási területe a precíziós állattartási technológiák, az IoT és adattudomány gyakorlati alkalmazási lehetőségeit kutatja