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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.10.2020.tde-14052020-133823
Document
Auteur
Nom complet
Oscar Alejandro Ojeda Rojas
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Pirassununga, 2020
Directeur
Jury
Gameiro, Augusto Hauber (Président)
Alves, Lucilio Rogerio Aparecido
Barcellos, Júlio Otávio Jardim
Baruselli, Pietro Sampaio
Ventura, Ricardo Vieira
Titre en anglais
An agent-based simulation model to evaluate the technical, economic and financial performance of reproductive technologies in beef cattle
Mots-clés en anglais
Doppler
Pregnancy
Resynchronization
Simulation
Timed artificial insemination
Resumé en anglais
The objective of this study was to create a stochastic, agent-based simulation model that allows to compare the technical and economic performance of reproductive strategies on a synthetic population of beef cattle. The model was created using the AnyLogic simulation tool and was parameterized using data from a real beef cattle herd and from peer-reviewed scientific literature. Ten scenarios were evaluated: natural mating (NM) only (ONM); one timed artificial insemination (TAI) plus NM (1TAI+NM); two TAI plus NM, with 24, 32, and 40 days between inseminations (2TAI/24+NM, 2TAI/32+NM, and 2TAI/40+NM, respectively); three TAI without NM, with 24, 32, and 40 days between inseminations (3TAI/24, 3TAI/32, and 3TAI/40, respectively), and three TAI plus NM, with an interval between inseminations of 24 (3TAI/24+NM) and 32 days (3TAI/32+NM). NM started 10 days after the last insemination and was performed until the end of the breeding season. The initial population of the model ranged between 400 and 415 animals, depending on whether NM was used or not. The size of the female herd was fixed to contain 400 individuals. The outcomes for each scenario were assessed on 32 farms, using a 5,000-day time horizon at 1-day time intervals and on an animal- by-animal basis. The 3TAI/24+NM scenario resulted in a greater number of births (293 births) and weaned calves (287 calves), while the ONM scenario had the lowest number of births (207 births) and calves (203 calves). The heaviest males and females at weaning belonged to 3TAI/24, with 190.58 ± 0.77 kg for males and 173.67 ± 0.86 kg for females. The ONM scenario had the lightest males (166.59 ± 0.93 kg) and females (151.65 ± 49 0.74 kg). The greatest and lowest pregnancy rates were found, respectively, in 3TAI/24+NM (0.90 ± 0.00) and ONM (0.61 ± 0.01). The 3TAI/24+NM scenario (US$ 96,479.19 ± 709.81) resulted in higher incomes, while ONM (US$ 79,753.37 ± 741.87) had the lowest incomes from this study. The 3TAI/24+NM (US$ 101.720.6 ± 79.21) and ONM (US$ 90.898.58 ± 59.17) scenario presented the highest and lowest total operating costs (TOC), respectively. However, when TOC was evaluated per kg of weaned calf, the highest and lowest costs were for ONM (US $ 2.8 ± 0.03 / kg) and 2TAI/24+NM (US $ 2.17 ± 0, 04 / kg) respectively. The 2TAI/24+NM scenario (US $ -4.551.28 ± 630.72) presented the best net margin, while the lowest result was for 3TAI/40 (US$ -12.590.04 ± 746.27). The proposed agent-based simulation model has all the advantages of a physical experiment, but it neither requires incurring significant expenses nor altering the real system. Our model provided sufficient evidence to demonstrate that reproductive strategies using TAI have better technical and economic performance than those under NM. The combination of TAI and early pregnancy diagnosis resulted in better technical and economic performance compared to other TAI and NM programs.
Titre en portugais
Modelo de simulação baseado em agentes para a avaliação de tecnologias reprodutivas sobre o desempenho zootécnico e econômico de rebanhos bovinos de corte
Mots-clés en portugais
Doppler
Inseminação artificial em tempo fixo
Prenhez
Ressincronização
Simulação
Resumé en portugais
O objetivo deste estudo foi criar um modelo de simulação estocástico, baseado em agentes que permita comparar o desempenho técnico e econômico de estratégias reprodutivas em uma população sintética de bovinos de corte. O modelo foi criado usando a ferramenta de simulação AnyLogic e foi parametrizado usando dados de um rebanho de gado de corte real e da literatura científica. Dez cenários foram avaliados: monta natural (NM) somente (ONM); uma inseminação artificial em tempo fixo (TAI) mais NM (1TAI+NM); dois TAI mais NM, com 24, 32 e 40 dias entre as inseminações (2TAI/24+NM, 2TAI/32+NM e 2TAI/40+NM, respectivamente); três TAI sem NM, com 24, 32 e 40 dias entre inseminações (3TAI/24, 3TAI/32 e 3TAI/40, respectivamente) e três TAI mais NM, com intervalo entre inseminações de 24 (3TAI/24+NM) e 32 dias (3TAI/32+NM). A NM iniciou-se 10 dias após a última inseminação e foi realizada até o final da estação de monta. A população inicial do modelo variou entre 400 e 415 animais, dependendo se o NM foi usado ou não. O tamanho do rebanho de fêmeas foi fixado para conter 400 indivíduos. Os resultados de cada cenário foram avaliados em 32 fazendas, usando um horizonte de 5.000 dias em intervalos de 1 dia. O cenário 3TAI/24+NM resultou em maior número de nascimentos (293 nascimentos) e bezerros desmamados (287 bezerros), enquanto o cenário ONM apresentou o menor número de nascimentos (207 nascimentos) e bezerros (203 bezerros). Os machos e fêmeas mais pesados ao desmame pertenceram a 3TAI/24, com 190,58 + 0,77 kg para os machos e 173,67 + 0,86 kg para as fêmeas. O cenário ONM apresentou os machos (166,59 ± 0,93 kg) e as fêmeas (151,65 ± 49 0,74 kg) mais leves. As maiores e menores taxas de prenhez foram encontradas, respectivamente, em 3TAI/24+NM (0,90 ± 0,00) e ONM (0,61 ± 0,01). O cenário 3TAI/24+NM (US$ 96.479,19 ± 709,81) resultou em receita bruta maior, enquanto que o cenário ONM (US$ 79.753,37 ± 741,87) teve a menor receita deste estudo. O cenário 3TAI/24+NM (US$ 101,720.6 ± 79.21) e o ONM (US$ 90,898.58 ± 59.17) apresentaram o maior e menor custo operacional total (TOC), respectivamente. Porém, quando TOC foi avaliado por kg de bezerro desmamado, os maiores e menores custos foram para os cenários ONM (US$ 2,8 ± 0,03/kg) e 2TAI/24+NM (US 2,17 ± 0,04/kg), respectivamente. O cenário 2TAI/24+NM (US $ -4,651.28 ± 630.72) apresentou a melhor margem liquida, enquanto que o menor resultado foi para 3TAI/40 (US$ -12,590.04 ± 746.27). O modelo de simulação baseado em agentes proposto tem todas as vantagens de um experimento físico, mas não exige gastos significativos nem altera o sistema real. Nosso modelo forneceu evidências suficientes para demonstrar que as estratégias reprodutivas que usam TAI têm melhor desempenho técnico e econômico do que aquelas sob NM. A combinação de TAI com o diagnóstico precoce da gestação resultou em melhor desempenho técnico e econômico em comparação com outros programas de TAI e com NM.
 
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Date de Publication
2020-08-17
 
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