DOI: https://doi.org/10.1016/j.applanim.2025.106790
تاريخ النشر: 2025-08-18
المؤلف: Maya Gussmann وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تدرس الدراسة التغيرات السلوكية في الأبقار الحلوب الناتجة عن إعادة التجميع بناءً على احتياجات الرضاعة، باستخدام بيانات من نظام تحديد المواقع في الوقت الحقيقي (RTLS) لتتبع مواقع الأبقار داخل الحظائر. تم جمع بيانات المراقبة من مزرعة ألبان تجارية على مدى ستة أشهر، شملت 12 حدث إعادة تجميع تضم 3 إلى 15 بقرة في كل منها، مع مجموعتين من الأبقار الرضيعة تضم حوالي 100 بقرة. ركز التحليل على ميزانيات الوقت ونطاقات المنزل، مقارناً سلوك الأبقار المعاد تجميعها قبل وبعد إعادة التجميع، بالإضافة إلى مقارنة مع الضوابط المتطابقة.
تشير النتائج إلى أن إعادة التجميع لها تأثير ضئيل على أوقات التغذية والراحة للأبقار الحلوب، بينما أظهرت الأعداد تأثيرات متعارضة على هذه السلوكيات. من الجدير بالذكر أن الأبقار المعاد تجميعها وسعت استخدام مساحة الحظيرة، حيث تأثر مدى هذه الزيادة بعدد الأبقار المعاد تجميعها في نفس الوقت. بشكل عام، توفر الدراسة رؤى قيمة حول آثار إعادة التجميع على سلوك الأبقار ورفاهيتها في العمليات التجارية للألبان، مما يبرز التأثيرات المحدودة على ميزانيات الوقت ولكن زيادة كبيرة في الاستكشاف المكاني بعد أحداث إعادة التجميع.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية تجميع الأبقار الحلوب بناءً على احتياجاتها الغذائية، خاصة خلال مراحل الرضاعة المختلفة، لتحسين تركيبة العلف وزيادة إنتاج الحليب مع تقليل إخراج العناصر الغذائية وانبعاثات غازات الدفيئة (Hu et al., 2023; St-Pierre and Thraen, 1999). ومع ذلك، يمكن أن تؤدي ممارسة إعادة تجميع الأبقار خلال فترة الرضاعة إلى آثار متغيرة، بما في ذلك زيادة التفاعلات الجسدية التي تعطل السلوكيات الطبيعية، مما يؤثر في النهاية على التغذية، ووقت الاستلقاء، ومدخول المادة الجافة، وإنتاج الحليب (Kondo et al., 1984; Raussi et al., 2005; Hasegawa et al., 1997; von Keyserlingk et al., 2011).
يشير المؤلفون إلى أن الدراسات السابقة قد ركزت بشكل أساسي على مجموعات صغيرة من الأبقار، والتي قد لا تعكس بدقة الديناميات في البيئات التجارية الأكبر. لمعالجة هذه الفجوة، تستخدم الدراسة تقنيات الزراعة الحيوانية الدقيقة (PLF)، وتحديداً أنظمة تحديد المواقع في الوقت الحقيقي (RTLS) المعتمدة على أجهزة النطاق العريض للغاية (UWB)، لمراقبة سلوك الأبقار وأنماط النشاط بشكل مستمر (Lovarelli et al., 2020; Wagner et al., 2021). الهدف من هذا البحث هو دراسة التغيرات السلوكية الناتجة عن أحداث إعادة التجميع في مجموعات أكبر من الأبقار الحلوب في مزرعة تجارية، وتحليل ميزانيات الوقت اليومية للأنشطة مثل التغذية، والوقوف-المشي، والراحة، مع استخدام مطابقة درجات الميل لأخذ الطبيعة المراقبة للبيانات في الاعتبار.
الطرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتناول المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك مصادرها وطرق تحضيرها، بالإضافة إلى إعداد التجربة والبروتوكولات المتبعة لضمان إمكانية إعادة الإنتاج. قد يصف القسم أيضًا الطرق الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، بما في ذلك أي برامج تم استخدامها ومعايير اختبار الدلالة.
بالإضافة إلى ذلك، قد تتضمن الطرق معلومات عن أحجام العينات، والضوابط، وأي تقنيات أو أدوات محددة تم استخدامها للقياس. تضمن هذه المقاربة الشاملة أن البحث يمكن إعادة إنتاجه بدقة وأن النتائج موثوقة وقوية. بشكل عام، يعمل القسم كأساس حاسم لفهم صلاحية نتائج الدراسة.
النتائج
يقدم قسم النتائج تحليلًا لميزانيات الوقت ومتغيرات نطاق المنزل فيما يتعلق بأحداث إعادة التجميع بين الحيوانات المعنية والضوابط، كما هو موضح في الشكل S1. أشار تقييم بصري أولي إلى عدم وجود أنماط سلوكية واضحة في الأبقار بعد إعادة التجميع. يتم تلخيص البيانات الإحصائية التفصيلية، بما في ذلك المتوسطات والانحرافات المعيارية لميزانيات الوقت (تشمل الممرات، والتغذية، والراحة) ونطاقات المنزل (على مستويات 50% و95%) في الجدول 2. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقديم معاملات الانحدار المقدرة المستمدة من النماذج المختلطة المضافة العامة (GAMMs) لسيناريو إعادة التجميع (انظر المعادلة 1).
يوضح الجدول 3 القيم المقارنة لمجموعات الحالة والضوابط، جنبًا إلى جنب مع معاملات الانحدار المقدرة من GAMMs المطبقة في سيناريو درجة الميل (كما هو موضح في المعادلة 2). تسهم هذه النتائج في فهم الديناميات السلوكية للموضوعات استجابةً لإعادة التجميع وتبرز المنهجيات الإحصائية المستخدمة لتحليل البيانات.
المناقشة
في هذه الدراسة، فحص المؤلفون آثار أحداث إعادة التجميع على ميزانيات الوقت ونطاقات المنزل للأبقار الحلوب في بيئة تجارية، باستخدام بيانات من نظام تحديد المواقع في الوقت الحقيقي (RTLS). تم إجراء البحث في مزرعة ألبان سويدية تضم 280 بقرة حلوب، مع التركيز على التغيرات في السلوك قبل وبعد نقل الأبقار بين مجموعات الرضاعة. أشارت النتائج إلى أنه بينما كان لإعادة التجميع تأثير هامشي على ميزانيات وقت التغذية والراحة، إلا أنها زادت بشكل كبير من نطاق المنزل للأبقار المعاد تجميعها، مما يشير إلى زيادة الاستكشاف لبيئتها الجديدة. كانت هذه الزيادة في نطاق المنزل مرتبطة إيجابياً بعدد الأبقار المعاد تجميعها في نفس الوقت، مما يشير إلى أن الأقران المألوفين قد يسهلون استكشاف المنطقة.
كما سلطت الدراسة الضوء على دور الأعداد وأيام الحليب (DIM) في التأثير على سلوك الأبقار، حيث أظهرت الأبقار ذات الأعداد الأعلى حساسية أقل تجاه أحداث إعادة التجميع. تشير النتائج إلى أن إعادة التجميع المتكررة في مجموعات أكبر قد تخفف من التأثيرات السلوكية التي تُلاحظ عادةً في البيئات البحثية الأصغر. بشكل عام، بينما كانت آثار إعادة التجميع على ميزانيات الوقت محدودة، فإن الزيادة الكبيرة في نطاق المنزل تبرز التكيفات السلوكية التي تقوم بها الأبقار استجابةً للتغيرات في بيئاتها الاجتماعية والمكانية، مما قد يكون له آثار على المنافسة على الموارد وانتقال الأمراض داخل القطيع.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.applanim.2025.106790
Publication Date: 2025-08-18
Author(s): Maya Gussmann et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
The study investigates the behavioral changes in dairy cows resulting from regrouping based on lactation needs, utilizing data from a real-time locating system (RTLS) to track cow positions within barns. Observational data from a commercial dairy farm were collected over six months, encompassing 12 regrouping events involving 3 to 15 cows each, with two lactation groups of approximately 100 cows. The analysis focused on time budgets and home ranges, comparing the behavior of regrouped cows before and after regrouping, as well as against matched controls.
Findings indicate that regrouping has a minimal impact on the feeding and resting times of dairy cows, while parity exhibited opposing effects on these behaviors. Notably, regrouped cows expanded their use of barn space, with the extent of this increase influenced by the number of cows regrouped simultaneously. Overall, the study provides valuable insights into the implications of regrouping on cow behavior and welfare in commercial dairy operations, highlighting the limited effects on time budgets but a significant increase in spatial exploration following regrouping events.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the importance of grouping dairy cows based on their nutritional needs, particularly during different lactation stages, to optimize feed composition and enhance milk production while minimizing nutrient excretion and greenhouse gas emissions (Hu et al., 2023; St-Pierre and Thraen, 1999). However, the practice of regrouping cows during lactation can lead to variable effects, including increased physical interactions that disrupt normal behaviors, ultimately affecting feeding, lying time, dry matter intake, and milk yield (Kondo et al., 1984; Raussi et al., 2005; Hasegawa et al., 1997; von Keyserlingk et al., 2011).
The authors note that previous studies have primarily focused on small groups of cows, which may not accurately reflect the dynamics in larger commercial settings. To address this gap, the study employs precision livestock farming (PLF) technologies, specifically real-time locating systems (RTLS) based on ultra-wideband (UWB) devices, to continuously monitor cow behavior and activity patterns (Lovarelli et al., 2020; Wagner et al., 2021). The aim of this research is to investigate the behavioral changes resulting from regrouping events in larger groups of dairy cows on a commercial farm, analyzing daily time budgets for activities such as feeding, standing-walking, and resting, while employing propensity score matching to account for the observational nature of the data.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including their sources and preparation methods, as well as the experimental setup and protocols followed to ensure reproducibility. The section may also describe the statistical methods applied for data analysis, including any software utilized and the criteria for significance testing.
Additionally, the methods may include information on sample sizes, controls, and any specific techniques or instruments used for measurement. This comprehensive approach ensures that the research can be accurately replicated and that the findings are robust and reliable. Overall, the section serves as a critical foundation for understanding the validity of the study’s results.
Results
The results section presents an analysis of time budgets and home range variables in relation to regrouping events among case and control animals, as illustrated in Figure S1. A preliminary visual assessment indicated no clear behavioral patterns in the cows following regrouping. Detailed statistical data, including means and standard deviations for time budgets (encompassing alleys, feeding, and resting) and home ranges (at 50% and 95% levels), are summarized in Table 2. Additionally, the estimated regression coefficients derived from Generalized Additive Mixed Models (GAMMs) for the regrouping scenario are provided (refer to Equation 1).
Table 3 further delineates the comparative values for case and control groups, alongside the estimated regression coefficients from the GAMMs applied in the propensity score scenario (as outlined in Equation 2). These findings contribute to understanding the behavioral dynamics of the subjects in response to regrouping and highlight the statistical methodologies employed to analyze the data.
Discussion
In this study, the authors examined the effects of regrouping events on the time budgets and home ranges of dairy cows in a commercial setting, utilizing data from a real-time locating system (RTLS). The research was conducted on a Swedish dairy farm with 280 milking cows, focusing on changes in behavior before and after cows were moved between lactation groups. The findings indicated that while regrouping had a marginal impact on feeding and resting time budgets, it significantly increased the home range of regrouped cows, suggesting enhanced exploration of their new environment. This increase in home range was positively correlated with the number of cows regrouped simultaneously, indicating that familiar peers may facilitate area exploration.
The study also highlighted the role of parity and days in milk (DIM) in influencing cows’ behaviors, with higher-parity cows showing less sensitivity to regrouping events. The results suggest that frequent regrouping in larger groups may dilute the behavioral impacts typically observed in smaller research settings. Overall, while the effects of regrouping on time budgets were limited, the significant increase in home range underscores the behavioral adaptations cows make in response to changes in their social and spatial environments, which may have implications for resource competition and disease transmission within herds.