Juontikäyttäytymisen seuranta mahdollisena lehmien hyvinvoinnin valvontamenetelmänä

Useissa tutkimuksissa on havaittu, että muutos lehmän vedenkulutuksessa ja juontikäyttäytymisessä voi kertoa eläimen terveydestä. Juomamäärien väheneminen tai epätavalliset juomarytmit voivat olla varhaisia merkkejä sairauksista. Onnistunut juontikäyttäytymisen seuranta tarjoaisi mahdollisuuden havaita hyvinvoinnin muutoksia jo ennen kuin ne ilmenevät näkyvinä oireina tai tuotantotappioina. Tämän vuoksi vedenkulutuksen tarkka ja yksilötasoinen mittaaminen on nousemassa tärkeäksi osaksi eläinten automaattista hyvinvointiseurantaa.

Älyjuoma-automaatti 2022 -hankkeessa kehitettiin lehmien yksilökohtaisen juontiseurannan mahdollistavaa laitteistoa, joka olisi riittävän kompakti ja edullinen otettavaksi käyttöön laajamittaisesti (HAMK, n.d.). Tässä artikkelissa pohditaan juontikäyttäytymisen luotettavuutta tutkimuskirjallisuuden sekä Luonnonvarakeskuksen aikaisempien ruokintakokeiden aineistojen pohjalta.

Lehmien juontikäyttäytyminen

Naudat ovat päiväaktiivisia juojia, ja lypsylehmillä suuri osa juomisesta tapahtuu lypsyjen ja/tai ruokintojen yhteydessä tai niiden jälkeen. Korkeatuottoisten lehmien vedenkulutus on jopa yli 80-90 l/vrk. Keskeisiä veden tarpeeseen vaikuttavat tekijöitä ovat maitotuotos, rehun koostumus (kuiva-aine, raakavalkuainen, natrium) sekä ympäristön lämpötila. Lehmän kärsiessä lämpöstressistä juomaveden kulutus nousee merkittävästi. Nautojen luontainen tapa juoda on juoda imemällä veden vapaasta pinnasta. Kun eläimet saavat valita eri juomalaitteiden välillä, naudat valitsevat laajan veden pinnan. Lehmät juovat vesialtaasta keskimäärin 6–10 kertaa/vrk ja käyttävät juomiseen aikaa alle 10 minuuttia/vrk, kun taas lehmien juontikertojen lukumäärä läppäjuomakupista on suurempi ja juominen on hitaampaa kuin altaasta juotettuna. Veden hidas virtaus juomakuppiin lisää juomiseen käytettyä aikaa ja voi pienentää vedenkulutusta. Ryhmän hierarkia on huomioitava vesipisteiden sijoittelussa, jotta alempiarvoisillakin eläimillä on hyvä pääsy juomavesipisteelle.

Vaikka vaakavesikuppeihin perustuvat kaupalliset järjestelmät tarjoavat luotettavia ja validoituja tuloksia, niiden korkea hinta ja epäkäytännöllisyys rajoittavat käyttöä maatiloilla. Erilaiset paikannusteknologiat, kuten RFID-tagien käyttö, antavat viitteitä eläinten oleskelusta juoma-alueella, mutta niistä ei voi luotettavasti päätellä juontiin käytettyä aikaa eikä juotua vesimäärää. Myöskään kiihtyvyysanturit eivät yksinään riitä luotettavaan juonnin mittaamiseen, vaikka niiden avulla pystytäänkin seuraamaan syömistä ja märehtimistä. Etäluettavat vedenvirtausmittarit mahdollistavat vedenkulutuksen seurannan ryhmätasolla, mutta ne eivät yksin riitä yksilötasoiseen seurantaan. Aikaisemmin kehitetyissä prototyyppilaitteistoissa on yhdistetty useita teknologioita, kuten RFID, vedenvirtausmittaus, valokennot ja konenäkö, mutta näiden laitteistojen tarkkuus on vaihdellut. (Tuomisto & Pölönen, 2024)

Juontikäyttäytymisen muutokset lehmän sairastuessa

Nautojen juontikäyttäytyminen muuttuu usein sairastumisen yhteydessä ja havaittavia muutoksia voi tapahtua juomisen kestossa tai frekvenssissä, ja joissain tapauksissa myös juodun veden määrä vähenee sairastumisen seurauksena. Tämä voi viitata siihen, että eläimellä on tarve käyttää juomaveteen liittyviä resursseja tehokkaammin ja harkitummin kärsiessään terveydellisestä haasteesta. Juontikäyttäytymisen muutoksiin yhteydessä olevia sairauksia ovat muun muassa hengitystietulehdus, ontuminen, subkliininen hypokalsemia ja ketoosi, utaretulehdus sekä vasikkaripuli. Yhdistettynä muuhun eläimestä kerättyyn tietoon mittaukset juontimääristä ja -käyttäytymisestä voisivat tarjota varhaisia viitteitä hyvinvoinnin heikkenemisestä ja toimia osana varoitusjärjestelmää mahdollisista hyvinvoinnin muutoksista. Erityisesti subkliinisten havaintojen osana juontikäyttäytymisen muutoksen tunnistaminen voi olla ensimmäinen havaittava muutos eläimen käyttäytymisessä. Lisäksi muutokset vedenkulutuksesta voivat viestiä juomavesilaitteiston toimintahäiriöistä tai veden laadun ongelmista. (Tuomisto & Pölönen, 2024)

Nautojen vedenkulutusta ja juontikäyttäytymistä ei toistaiseksi hyödynnetä laajasti terveyden tai tuotannon seurantatyökaluina. Tämä voi osittain johtua siitä, että markkinoilta puuttuvat maatilakäyttöön soveltuvat, kohtuuhintaiset laitteistot, joilla voitaisiin mitata vedenkulutusta yksilötasolla. Juonnin seurannalla olisi useita potentiaalisia sovelluskohteita, joita voitaisiin hyödyntää nautojen hyvinvoinnin, terveyden ja tuotannon seurannassa sekä tuotannon hallinnan ja suunnittelun tukena.

Juontimäärien näkyminen ruokintakokeiden mittaustuloksissa

Luonnonvarakeskuksen (Luke) Jokioisten tutkimusnavetassa on lehmien yksilöllisen rehun- ja vedenkulutuksen mittauksissa käytössä Insentekin vaakaperusteiset kaukalot. Vuosina 2019 ja 2023 tehdyissä FeedEfficiency- (Luke, n.d.a) ja DigiDairy (Luke, n.d.b) -ruokintakokeissa lehmiltä päivittäin mitatut muuttujat olivat rehunkulutus, veden juontimäärä, maidon solupitoisuus utareterveyden mittarina ja siemennykset. Näiden kokeiden mittaustuloksia tarkastellaan tässä juontikäyttäytymisen näkökulmasta.

Yleisesti on tiedossa, että ympäristön lämpötilan noustessa vedenjuonti lisääntyy. Koeseurannat tehtiin kuitenkin tasalämpöisellä sisäruokintakaudella talviaikaan, joten lämpötilan merkitystä ei voitu mitata. FeedEfficiency-kokeen aineistojen perusteella lehmien perusjuontimäärä oli keskimäärin 43 l/pv, ja se lisääntyi 1,5 l tuotettua maitolitraa kohti. Korrelaatio veden juonnin ja maitotuotoksen välillä oli 43 %, mikä kertoo juontimäärään vaikuttavan tuotoksen lisäksi muita merkittäviä tekijöitä. Kahden lehmän juontimäärien suhde lypsytuotokseen on esitetty esimerkkeinä kuvassa 1. Lehmien välinen vaihtelu juontimäärässä oli suurempi kuin yksittäisen lehmän peräkkäisten päivien vaihtelu. Yksittäisen päivän juontimäärä ei itsessään paljon kerro, ellei kyseessä ole akuutti sairastuminen ja lehmä käy juomapisteellä poikkeuksellisen vähän. Yksittäisen lehmän peräkkäisten päivien juontimäärän pieneneminen voi kertoa jostain mahdollisesta terveysongelmasta. Kuvassa 2 on havainnollistettu syöntimäärien vaikutusta juontimäärän hajontaan.

FeedEfficiency-kokeen aineistosta tarkasteltiin myös vedenjuonnin ennustavuutta utareterveyteen maidon soluluvun perusteella. Lehmät oli luokiteltu soluluvun perusteella kolmeen luokkaan. Soluluokalla ja sitä vastaavalla veden juontimäärällä ei ollut yhteyttä. Kaiken kaikkiaan lehmien utareterveys oli hyvä, joten ei oikein ollut mitään mitä selittää. Kahdella lehmällä oli merkittävästi kohonnut soluluku kahden tuotosviikon aikana. Tämä ei kuitenkaan näkynyt vedenjuonnissa.

DigiDairy-kokeen aineiston perusteella veden keskimääräinen juontimäärä oli jonkin verran suurempi kuin yllä, mutta vaihtelu havaintojen välillä oli samaa suuruusluokkaa kokeiden välillä. Dataa tarkastellessa yksittäisellä lehmällä saattoi olla peräkkäisinä päivinä jopa 40 litran pudotus juontimäärässä ja samalla päivänä myös rehunsyöntimäärä oli romahtanut. Yleisesti vedenkulutuksella ja rehun syöntimäärällä oli selkeä positiivinen riippuvuus.

DigiDairy-aineiston perusteella verrattiin myös siemennyspäivän merkitystä veden kulutukseen. Seurannassa oli mukana 35 lehmää, joiden tuotostietoja, hoitotietoja, siemennystietoja ja maitotuotosta tarkasteltiin suhteessa vedenkulutukseen. Keskimääräiset erot juodun veden määrässä olivat pieniä, mutta havaittavissa oli systemaattisia vaihteluita, joita on havainnollistettu kuvassa 3. Hypoteesin mukaan kiima häiritsee lehmän syöntiä ja myös vedenkulutusta. Tämä näkyi myös datassa, vaikka vaikutus ei ollut yksiselitteinen. Keskimäärin vedenjuonti pieneni lehmän yleiskeskiarvosta 10 l/pv siemennystä edeltävänä päivänä eli alle 10 %. Joillain lehmillä juontimäärän pienenemistä ei havaittu ollenkaan ja toisilla lehmillä vähennys oli suuri.

Johtopäätökset

Yleisesti ottaen veden juontimäärän vaihtelu päivien ja lehmien välillä on niin suurta, että pelkästään juontimäärään liittyvien arvojen käyttö sairauksien tai poikkeavuuksien todentamiseen on melko heikkoa. Päivittäisen juontimäärän vertaamista lehmän muutaman edellisen päivän liukuvaan keskiarvoon voi kuitenkin antaa indikaattoria esimerkiksi kiiman tai muun poikkeavuuden todentamiseen. Juontimäärä voi siten tukea muita karjasta tehtäviä poikkeavuusennusteita. Juomisen automaattinen yksilökohtainen monitorointi voisi olla osana eläinten tilatason hyvinvoinnin arviointia ja poikkeavaan käyttäytymiseen viittaavien muutosten havaitseminen varhaisessa vaiheessa helpottaisi erityistä seurantaa tai hoitoa vaativien eläinten tunnistamista.

Kun nämä havainnot yhdistetään muihin terveysindikaattoreihin ja tuotantotietoon, kuten ruokintatietoihin tai maitotuotokseen, voidaan kehittää entistä ennakoivampia ja tehokkaampia hoito- ja hallintajärjestelmiä karjatiloille. Ennustettavuus paranee, mikäli malli voi ottaa huomioon lehmäkohtaisen käyttäytymishistorian koko sen elinajalta ja jos sitä voi verrata muiden lehmien mittauksista tehtyihin tilastoihin.