The practice of summer grazing is a defining feature of traditional dairy cattle farming systems in the Alpine region. The transhumance of dairy cows requires greater care and attention to avoid inducing stress in the animals. This study specifically investigates the transition from barn housing to alpine pasture, a phase characterized by environmental, managerial and nutritional changes that may lead to stress and a deterioration in animal welfare. Precision livestock farming tools, such as heart rate monitors, were used to assess the cows’ physiological status through heart rate measurement. Eleven Brown Swiss cows from Azienda Agricola Maso San Biagio di Alessio e Silvano Rauzi (Malé, TN) were monitored. The animals spent the entire summer season at Malga Juribello (Primiero San Martino di Castrozza, TN). The group was divided into primiparous and multiparous cows in order to analyse potential differences between the two categories. The animals were monitored during the last days of barn housing, on the day of transport to the alpine pasture, and throughout the grazing period, with more intensive observations during the first days at pasture. Subsequent monitoring sessions were carried out once per month until the cows returned to the barn, where additional measurements were collected in October. After data collection, recordings were processed using software tools such as PostgreSQL and R to calculate mean, range and variance of heart rate. Data analysis using ARMA models showed that, although mean heart rate did not vary significantly, both range and variance differed according to parity (primiparous vs. multiparous cows). Overall, the results indicate that cows adapt to the transition from barn to alpine pasture without exhibiting high levels of stress, although they do show heart rate variability associated with the grazing environment. The findings confirm the potential of sensor technologies for monitoring animal welfare and defining good management practices for livestock systems, while also highlighting the need to improve device robustness for future applications in alpine grazing systems.

La pratica dell’alpeggio rappresenta un elemento caratterizzante dei sistemi di allevamento tradizionali dei bovini da latte sulle Alpi. La monticazione delle bovine richiede maggior cura e attenzione per evitare stress agli animali. Lo studio analizza in particolar modo la transizione tra stalla e alpeggio, una fase caratterizzata da cambiamenti ambientali, gestionali e alimentari che possono comportare stress e peggioramento del benessere animale. Per lo studio sono stati utilizzati degli strumenti di precision livestock farming, come i cardiofrequenzimetri, i quali permettono di valutare lo stato delle bovine tramite la loro frequenza cardiaca. Sono state analizzate undici bovine di razza bruna provenienti dall’Azienda Agricola Maso San Biagio di Alessio e Silvano Rauzi (Malé, TN) le quali hanno trascorso l’intera stagione estiva presso Malga Juribello (Primiero San Martino di Castrozza, TN). Il gruppo è stato suddiviso tra vacche primipare e pluripare, in modo da analizzarne le differenze. Gli animali sono stati monitorati negli ultimi giorni di permanenza in stalla, nel giorno del trasporto verso la malga e durante l’alpeggio, dove l’osservazione è stata più intensa nei primi giorni. Successivamente i monitoraggi sono stati effettuati una volta al mese, fino al ritorno in stalla, dove sono stati controllati anche nel mese di ottobre. Al termine della raccolta dati sono stati elaborati tramite il supporto di programmi come PostgreSQL ed R per ottenere media, range e varianza della frequenza cardiaca. L’analisi dei dati condotta tramite modelli ARMA evidenzia che, sebbene la media della frequenza non cambi in modo significativo, range e varianza cambiano in base al numero di parti della bovina (primipare o pluripare). Nel complesso i risultati indicano che le bovine si adattano al cambiamento tra stalla e alpeggio senza manifestare elevati livelli di stress, pur mostrando una variabilità cardiaca dovuta all’ambiente del pascolo. I risultati ottenuti confermano le potenzialità dei sensori per monitorare il benessere animale e definire buone pratiche per la gestione degli allevamenti, sottolineando la necessità di migliorare la robustezza degli strumenti per eventuali future applicazioni in alpeggio.

Uso di cardiofrequenzimetri per lo studio dello stress delle bovine nella transizione tra stalla e alpeggio

CHINI, ELISABETTA
2024/2025

Abstract

The practice of summer grazing is a defining feature of traditional dairy cattle farming systems in the Alpine region. The transhumance of dairy cows requires greater care and attention to avoid inducing stress in the animals. This study specifically investigates the transition from barn housing to alpine pasture, a phase characterized by environmental, managerial and nutritional changes that may lead to stress and a deterioration in animal welfare. Precision livestock farming tools, such as heart rate monitors, were used to assess the cows’ physiological status through heart rate measurement. Eleven Brown Swiss cows from Azienda Agricola Maso San Biagio di Alessio e Silvano Rauzi (Malé, TN) were monitored. The animals spent the entire summer season at Malga Juribello (Primiero San Martino di Castrozza, TN). The group was divided into primiparous and multiparous cows in order to analyse potential differences between the two categories. The animals were monitored during the last days of barn housing, on the day of transport to the alpine pasture, and throughout the grazing period, with more intensive observations during the first days at pasture. Subsequent monitoring sessions were carried out once per month until the cows returned to the barn, where additional measurements were collected in October. After data collection, recordings were processed using software tools such as PostgreSQL and R to calculate mean, range and variance of heart rate. Data analysis using ARMA models showed that, although mean heart rate did not vary significantly, both range and variance differed according to parity (primiparous vs. multiparous cows). Overall, the results indicate that cows adapt to the transition from barn to alpine pasture without exhibiting high levels of stress, although they do show heart rate variability associated with the grazing environment. The findings confirm the potential of sensor technologies for monitoring animal welfare and defining good management practices for livestock systems, while also highlighting the need to improve device robustness for future applications in alpine grazing systems.
2024
Application of heart rate monitors for assessing stress in cows during the transition from barn to alpine pasture
La pratica dell’alpeggio rappresenta un elemento caratterizzante dei sistemi di allevamento tradizionali dei bovini da latte sulle Alpi. La monticazione delle bovine richiede maggior cura e attenzione per evitare stress agli animali. Lo studio analizza in particolar modo la transizione tra stalla e alpeggio, una fase caratterizzata da cambiamenti ambientali, gestionali e alimentari che possono comportare stress e peggioramento del benessere animale. Per lo studio sono stati utilizzati degli strumenti di precision livestock farming, come i cardiofrequenzimetri, i quali permettono di valutare lo stato delle bovine tramite la loro frequenza cardiaca. Sono state analizzate undici bovine di razza bruna provenienti dall’Azienda Agricola Maso San Biagio di Alessio e Silvano Rauzi (Malé, TN) le quali hanno trascorso l’intera stagione estiva presso Malga Juribello (Primiero San Martino di Castrozza, TN). Il gruppo è stato suddiviso tra vacche primipare e pluripare, in modo da analizzarne le differenze. Gli animali sono stati monitorati negli ultimi giorni di permanenza in stalla, nel giorno del trasporto verso la malga e durante l’alpeggio, dove l’osservazione è stata più intensa nei primi giorni. Successivamente i monitoraggi sono stati effettuati una volta al mese, fino al ritorno in stalla, dove sono stati controllati anche nel mese di ottobre. Al termine della raccolta dati sono stati elaborati tramite il supporto di programmi come PostgreSQL ed R per ottenere media, range e varianza della frequenza cardiaca. L’analisi dei dati condotta tramite modelli ARMA evidenzia che, sebbene la media della frequenza non cambi in modo significativo, range e varianza cambiano in base al numero di parti della bovina (primipare o pluripare). Nel complesso i risultati indicano che le bovine si adattano al cambiamento tra stalla e alpeggio senza manifestare elevati livelli di stress, pur mostrando una variabilità cardiaca dovuta all’ambiente del pascolo. I risultati ottenuti confermano le potenzialità dei sensori per monitorare il benessere animale e definire buone pratiche per la gestione degli allevamenti, sottolineando la necessità di migliorare la robustezza degli strumenti per eventuali future applicazioni in alpeggio.
cow
heart rate monitors
alpine pasture
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