Comportamento e bem-estar de novilhas leiteiras em um sistema agrivoltaico

Abstract

É crescente a necessidade de formas de produção mais sustentáveis e que garantam o bem-estar dos animais. Os sistemas agrivoltaicos vêm ganhando destaque por possibilitarem o uso da mesma área para a produção de energia solar e a criação de animais, proporcionando sombra e aumentando a eficiência no uso da terra. Nosso objetivo foi avaliar parâmetros associados ao bem-estar de novilhas leiteiras criadas em diferentes configurações de sistemas agrivoltaicos durante o inverno no Sudeste do Brasil. O experimento foi realizado entre julho e agosto de 2025. Foram avaliadas variáveis microclimáticas e calculado o índice de temperatura do globo e umidade (ITGU) para determinar as condições de conforto térmico. Também foram mensuradas a temperatura vaginal e o comportamento de 21 novilhas leiteiras, em delineamento experimental cruzado, comparando-se três tratamentos: sistema agrivoltaico com painéis instalados na posição vertical (AGRIver), sistema agrivoltaico com painéis instalados na posição horizontal (AGRIhor) e sistema de pastagem aberta, sem sombra (SPA). Os dados foram analisados por modelos lineares generalizados mistos e os resultados são apresentados como médias ajustadas ± erro padrão. Ambos os sistemas agrivoltaicos apresentaram menores valores (P < 0,05) das variáveis microclimáticas e do ITGU em comparação ao SPA, com exceção da umidade relativa do ar. Entre os sistemas agrivoltaicos, o AGRIver apresentou as condições mais favoráveis de conforto térmico. Os tratamentos não influenciaram (P > 0,05) a temperatura vaginal das novilhas. Em relação ao comportamento, as novilhas permaneceram mais frequentemente em pé ruminando no SPA, enquanto nos sistemas agrivoltaicos permaneceram mais frequentemente deitadas, ruminando no AGRIver e em ócio no AGRIhor. A frequência de visitas ao bebedouro foi maior no AGRIhor (20,2 ± 4,35 eventos/h; P = 0,001) em comparação ao AGRIver (14,7 ± 3,19 eventos/h) e ao SPA (16,5 ± 3,57 eventos/h; P = 0,09). As novilhas no SPA apresentaram maior frequência de comportamentos afiliativos (3,92 ± 0,40 eventos/h) em comparação ao AGRIver (2,91 ± 0,32 eventos/h) e ao AGRIhor (3,15 ± 0,34 eventos/h) (P < 0,05). As interações com as estruturas dos painéis fotovoltaicos ocorreram com maior frequência no AGRIhor (4,02 ± 0,91 eventos/h) do que no AGRIver (2,41 ± 0,56 eventos/h) (P < 0,001). Concluímos que ambos os sistemas agrivoltaicos proporcionaram ambiente térmico mais favorável que o sistema de pastagem aberta, mas as diferentes configurações de sombra podem influenciar o microclima e o comportamento das novilhas mesmo quando a área total de sombra disponível é semelhante. O AGRIver proporcionou o microclima mais favorável, melhorando o conforto térmico dos animais, evidenciado pela maior frequência de ruminação deitada. Nesses sistemas, além das interações afiliativas, os animais conseguiram expressar o comportamento de se coçar, utilizando as estruturas dos painéis para isso. Portanto além da sombra, os sistemas agrivoltaicos podem servir como enriquecimento ambiental dentro da pastagem, contribuindo ainda mais para melhores condições de bem-estar dos animais. São necessários mais estudos para avaliar os efeitos dessas configurações em períodos de temperaturas mais elevadas e verificar se o comportamento de se coçar nas estruturas oferece riscos aos animais ou à longevidade das instalações fotovoltaicas.

Abstract: The need for more sustainable production systems that ensure animal welfare is increasing. Agrivoltaic systems have gained prominence because they enable the use of the same area for solar energy production and animal husbandry, providing shade and increasing land-use efficiency. Our objective was to evaluate parameters associated with the welfare of dairy heifers raised under different agrivoltaic system configurations during winter in southeastern Brazil. The experiment was conducted between July and August 2025. Microclimatic variables were evaluated, and the black globe temperature and humidity index (BGHI) was calculated to determine thermal comfort conditions. Vaginal temperature and the behavior of 21 dairy heifers were also measured in a crossover experimental design, comparing three treatments: an agrivoltaic system with vertically installed panels (AGRIver), an agrivoltaic system with horizontally installed panels (AGRIhor), and an open pasture system without shade (OPS). Data were analyzed using generalized linear mixed models, and results are presented as adjusted means ± standard error. Both agrivoltaic systems showed lower values (P < 0.05) for microclimatic variables and BGHI compared with OPS, except for relative humidity. Among the agrivoltaic systems, AGRIver provided the most favorable thermal comfort conditions. Treatments did not affect (P > 0.05) the vaginal temperature of the heifers. Regarding behavior, heifers more frequently remained standing while ruminating in OPS, whereas in the agrivoltaic systems they more frequently remained lying, ruminating in AGRIver and idle in AGRIhor. The frequency of visits to the water trough was higher in AGRIhor (20.2 ± 4.35 events/h; P = 0.001) than in AGRIver (14.7 ± 3.19 events/h) and OPS (16.5 ± 3.57 events/h; P = 0.09). Heifers in OPS showed a higher frequency of affiliative behaviors (3.92 ± 0.40 events/h) compared with AGRIver (2.91 ± 0.32 events/h) and AGRIhor (3.15 ± 0.34 events/h) (P < 0.05). Interactions with the photovoltaic panel structures occurred more frequently in AGRIhor (4.02 ± 0.91 events/h) than in AGRIver (2.41 ± 0.56 events/h) (P < 0.001). We conclude that both agrivoltaic systems provided a more favorable thermal environment than the open pasture system; however, different shade configurations may influence the microclimate and behavior of heifers even when the total available shaded area is similar. AGRIver provided the most favorable microclimate, improving animal thermal comfort, as evidenced by the higher frequency of lying rumination. In these systems, in addition to affiliative interactions, the animals were able to express scratching behavior by using the panel structures. Therefore, beyond providing shade, agrivoltaic systems may serve as environmental enrichment within pasture systems, further contributing to improved animal welfare. Further studies are needed to evaluate the effects of these configurations during periods of higher temperatures and to determine whether scratching behavior on the structures poses risks to the animals or affects the longevity of photovoltaic installations.