智能灌溉系统自动取水预测气体土壤信息畜牧生产对环境的影响

为了确保动物性蛋白质的永续供应，德州农工大学AgriLife的研究人员利用数学模型找出提升畜牧生产效率与最小影响环境的平衡点，相关研究由反刍动物营养学家Luis Tedeschi博士的团队发表于「 Scientia」期刊。
 
畜牧生产对环境的影响
 
　　目前食品生产系统着重于产量与利润最大化，然而却难以将环境保育或环境再生纳入考量。2050年，世界人口预估达95.5亿，这将对全球粮食生产造成极大的压力。另外，畜牧生产常被认为是温室气体（greenhouse gas, GHG）的主要贡献者之一，其排放量估计14%，表示仍有改善的空间，因此，需要世界各地的作物、土壤与动物学家的相关知识提出快速有效的解决方案以减少对环境的冲击。
 
模拟对环境的影响
 
　　模拟系统的宗旨是将畜牧生产、营养及永续性的概念整合至电脑模型中，其需要考量到过去、现在和未来，并考虑高科技的发展，如感测器技术、通讯设备、天气预报技术、决策系统和其它管理工具，期望帮助生产者管理风险、适应不断变化的环境及快速提供多种生产状况，让使用者具有「事前知道」的能力，为其选择出最适方案。因此，集约化的生产若要达到永续经营，需利用科学分析畜牧生态系统，将管理参数设定于模拟系统，以确定采取措施的前后差异，期可产生对环境影响最小的管理措施。模拟系统的应用范围很广，如肉牛、奶制品、绵羊和山羊，目前，营养模型已于全球使用，其中德州饲养场与全世界的畜牧业使用牛的生长模型软件，该软件已被美国、墨西哥、加拿大、哥伦比亚、巴西、阿根廷、英国、意大利、土耳其、伊朗、中国和澳洲所采用、下载并注册。 智慧农场模型
 
　　数学模型与近5至10年发明的感测器结合使科学家可检测一切，透过每分钟收集的数据，如动物生理活动、进食速度、取水的移动距离等来了解动物的生长发育，并结合气候等相关资讯以建立人工智慧模型，该模型可辨识何种动物在哪种情况下具有最佳生长状态。研究团队目前可侦测体外气体以检测饲料或牧场的品质，并根据此信息确定何时给予补给，这样的科学模式可协助适时的管理，而非单纯只是进行一般常规的补充。
 
　　研究结果显示可持续性的集约化不仅仅改善生物和物理的饲养结果，其还需采用各方数据，将创新牧场管理系统与基本决策工具等资讯，透过系统整合出智慧农业方案，从而提高生产者的饲养成果并实现环境、经济与社会的永续发展。而这些工具的开发必须考量到气候变化对动物福利、营养需求与生产力的影响，同时也需满足消费者对蛋白质需求的增长及最大程度减少牲畜的环境碳与水足迹，虽然Tedeschi的研究团队开发的数学模型无法达到100%准确，但它可明确显示管理模式的改变对环境造成的影响。