一頭奶牛能發(fā)掘出多少意想不到的產(chǎn)奶潛能？

2000年，中國(guó)奶牛年單產(chǎn)僅為2605公斤/頭，3頭奶牛產(chǎn)奶量才相當(dāng)于奶業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家1頭牛的產(chǎn)奶量，整體水平與奶業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家有上百年差距；2024年，中國(guó)部分高產(chǎn)牧場(chǎng)奶牛年單產(chǎn)達(dá)14噸/頭，已超越絕大多數(shù)奶業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。原奶的蛋白質(zhì)、脂肪、體細(xì)胞數(shù)、菌落總數(shù)等核心指標(biāo)的總體水平優(yōu)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)牛奶已經(jīng)是世界級(jí)品質(zhì)。伊利原奶的菌落總數(shù)更是遠(yuǎn)優(yōu)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了劃時(shí)代的進(jìn)步。中國(guó)僅用約20年時(shí)間就走完了乳業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家上百年走過(guò)的路，在奶牛生產(chǎn)性能方面和他們齊頭并進(jìn)。

20年跨越百年差距，這一趕超背后蘊(yùn)藏著來(lái)自“中國(guó)芯”的動(dòng)力。

本土奶牛開(kāi)啟國(guó)產(chǎn)“基因體檢”

奶業(yè)產(chǎn)量提高、品質(zhì)提升的根本是奶牛種群改良培育，而這離不開(kāi)全基因組檢測(cè)技術(shù)。全基因組檢測(cè)能獲得精準(zhǔn)育種值，加速遺傳進(jìn)展，降低近親繁殖危害，降低牛群中有害基因頻率，培養(yǎng)特色牛群以適應(yīng)消費(fèi)市場(chǎng)新需求和奶牛飼養(yǎng)新技術(shù)。

然而，采用全基因組檢測(cè)技術(shù)耗時(shí)長(zhǎng)、單價(jià)貴，不利于牧場(chǎng)大面積推廣。歐美等國(guó)家通過(guò)研發(fā)奶?；驒z測(cè)和遺傳評(píng)估等功能芯片，成功降低了檢測(cè)成本，提升了檢測(cè)效率。但我國(guó)在此領(lǐng)域缺乏自主研發(fā)和創(chuàng)新，國(guó)產(chǎn)化程度低?！盎驒z測(cè)芯片依賴國(guó)外，除了需要支付高額檢測(cè)費(fèi)用外，還面臨著育種資源遺傳信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)?！眹?guó)家乳業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心奶牛繁育與養(yǎng)殖技術(shù)研究中心執(zhí)行主任李喜和說(shuō)。

針對(duì)這一痛點(diǎn)，李喜和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列基因芯片——“高產(chǎn)、抗病、長(zhǎng)生產(chǎn)期”奶牛特殊性狀基因檢測(cè)芯片與奶牛胚胎基因組遺傳評(píng)估芯片。采用該系列基因芯片進(jìn)行基因檢測(cè)，效率比全基因組測(cè)序提升4倍以上，成本僅為其1/5。

李喜和介紹，基因芯片類似流行病毒快檢試劑盒，只要把奶牛的樣本組織涂抹到試劑盒上，就會(huì)與芯片上記錄的奶牛繁殖、健康、生產(chǎn)壽命、飼料轉(zhuǎn)化率、乳蛋白量、乳脂量、體細(xì)胞數(shù)等性狀信息發(fā)生反應(yīng)并呈現(xiàn)出不同顏色，快速出具能否高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)的診斷。

中國(guó)牛用上“中國(guó)芯”，中國(guó)奶牛育種技術(shù)和繁育形成了“芯片檢測(cè)-智能選配-精準(zhǔn)繁育”閉環(huán)，國(guó)外良種奶牛種源與繁育關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”問(wèn)題相繼被突破。

李喜和介紹說(shuō)，國(guó)家乳業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心目前圍繞本土化“中國(guó)奶?！毙缕废蹬囵B(yǎng)，正在研究推出系列功能強(qiáng)化基因檢測(cè)芯片，推進(jìn)奶牛種源自主可控和種業(yè)科技自立自強(qiáng)，支撐產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

在牧場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室解析遺傳“指紋”

奶牛產(chǎn)奶能力主要取決于其父母——種公牛對(duì)奶牛群體遺傳改良貢獻(xiàn)率超過(guò)75%，種母牛對(duì)生產(chǎn)性能提升貢獻(xiàn)率超過(guò)40%，高分公牛和金牌母牛結(jié)合的“女兒”往往單產(chǎn)更高、原奶品質(zhì)更優(yōu)異。

2024年12月，由賽科星奶牛核心育種場(chǎng)培育的荷斯坦種公牛在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部全國(guó)畜牧總站乳用公牛遺傳評(píng)估的1022頭中，包攬全國(guó)前三，前十中占據(jù)六席。全國(guó)遺傳評(píng)估排名前100奶牛種公牛中，超過(guò)30%來(lái)自賽科星，賽科星參賽種公牛綜合育種值達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)。

賽科星研究院育種中心主任孫偉介紹說(shuō)，綜合育種值是通過(guò)對(duì)種公牛后裔的遺傳基因信息和生產(chǎn)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合計(jì)算得出數(shù)值，旨在篩選出遺傳性能出色的種公牛。綜合育種值高的種公牛，其“女兒”單產(chǎn)大概率更高，原奶的蛋白質(zhì)、脂肪、體細(xì)胞數(shù)和菌落總數(shù)等核心指標(biāo)可能更加優(yōu)異。

優(yōu)質(zhì)種母牛群體規(guī)模小，限制了中國(guó)奶牛的種源供給能力?！懊绹?guó)育種核心群規(guī)模超過(guò)80萬(wàn)頭，而我國(guó)由于起步晚，數(shù)量遠(yuǎn)少于美國(guó)?！睂O偉說(shuō)，“只有加速構(gòu)建中國(guó)奶牛全基因組育種體系，借助智能育種技術(shù)進(jìn)行基因解碼，才有可能在種業(yè)上縮短差距?！?

2015年開(kāi)始，孫偉把實(shí)驗(yàn)室建到牧場(chǎng)，依托全國(guó)96座規(guī)模化牧場(chǎng)、60余萬(wàn)頭奶牛建立奶牛育種大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)每一頭奶牛進(jìn)行品種登記、性能測(cè)定、體型鑒定等，收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立健康檔案、生產(chǎn)檔案、家族檔案，并從中篩選出遺傳評(píng)定優(yōu)異、遺傳血統(tǒng)純正、生產(chǎn)性能拔尖、體型外貌俊朗的優(yōu)秀種母牛進(jìn)行全基因組測(cè)序。

在海量基因數(shù)據(jù)中挑出決定乳蛋白量、乳脂量、體細(xì)胞分、體型總分、肢蹄和泌乳系統(tǒng)等性狀的基因，難如大海撈針。孫偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的遺傳評(píng)估算法，成功解析世界優(yōu)良奶牛品種與中國(guó)區(qū)域牛群品系遺傳指紋，成功將種公牛選育周期從6年縮短至2年。

奶牛繁育的核心目標(biāo)是性別控制，即盡可能實(shí)現(xiàn)“想生女兒就生女兒”。孫偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)建成首個(gè)“胚胎工程-基因組篩選”產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)，開(kāi)展高產(chǎn)奶牛性控胚胎技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。2021至2024年間，團(tuán)隊(duì)累計(jì)生產(chǎn)高產(chǎn)奶牛性控胚胎6萬(wàn)余枚，在全國(guó)7個(gè)省份的30多個(gè)規(guī)?；膛?chǎng)開(kāi)展胚胎移植超過(guò)5萬(wàn)枚，平均受胎率50%以上，各項(xiàng)核心指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

過(guò)去十年間，賽科星開(kāi)發(fā)了1-3代奶牛性控凍精。和國(guó)外同行相比，生產(chǎn)效率提升3倍、生產(chǎn)成本降低70%，突破了配種胎次受限的應(yīng)用瓶頸，繁育后代性控準(zhǔn)確率達(dá)到94%，后代母犢成年后平均年單產(chǎn)提升300公斤，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益顯著。

“牛管家”精準(zhǔn)感知服務(wù)

傳統(tǒng)牧場(chǎng)往往面臨人工依賴度高、設(shè)備分散、數(shù)據(jù)割裂等問(wèn)題，基于芯片智能化的精準(zhǔn)養(yǎng)殖如同一位不眠不休又智慧敏銳的“牛管家”，貫穿奶牛采食、產(chǎn)奶、配種、健康管理等全流程提供精準(zhǔn)服務(wù)，開(kāi)啟了從個(gè)體感知到系統(tǒng)決策的全鏈路精細(xì)化管理。

在優(yōu)然敕勒川生態(tài)智慧牧場(chǎng)，奶牛帶著耳標(biāo)、套著項(xiàng)圈，這些智能設(shè)備中安裝了與遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)相連的微型芯片，實(shí)時(shí)記錄奶牛的生命體征數(shù)據(jù)，做到全程信息化管控飼養(yǎng)監(jiān)護(hù)。

帶有身份識(shí)別號(hào)的耳標(biāo)可以監(jiān)測(cè)采食次數(shù)和奶量；項(xiàng)圈則像智能手環(huán)，可以準(zhǔn)確獲取奶牛的活動(dòng)量、頭部動(dòng)作和采食的頻次等數(shù)據(jù)，耳標(biāo)加項(xiàng)圈的組合就像是一套身體管家，監(jiān)測(cè)奶牛的反芻、睡眠質(zhì)量，甚至可以判斷發(fā)情期，為奶牛繁殖效率和產(chǎn)奶量提供關(guān)鍵信息。

除了奶牛本身佩戴的智能設(shè)備外，牧場(chǎng)內(nèi)配備的水霧噴淋、風(fēng)扇等智能設(shè)施，都會(huì)根據(jù)牛舍內(nèi)溫度、濕度、光照等空間環(huán)境情況全自動(dòng)運(yùn)行，什么時(shí)候開(kāi)風(fēng)扇通風(fēng)，什么時(shí)候噴淋、開(kāi)啟多久，噴淋水霧與風(fēng)扇如何科學(xué)結(jié)合進(jìn)行降溫，都可以精準(zhǔn)實(shí)施、輕松操作，為奶牛提供舒適愜意的飼養(yǎng)環(huán)境。

“我們自主開(kāi)發(fā)的‘伊起牛·智慧牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng)’實(shí)現(xiàn)了AI技術(shù)的突破和跨越。”伊利奶?？茖W(xué)研究院畜牧主任工程師劉琪介紹，數(shù)智化的加持讓奶牛養(yǎng)殖更便捷、更科學(xué)、更精準(zhǔn)，AI技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用也是牧場(chǎng)節(jié)本提質(zhì)增效的最有效路徑。用戶輸入每一個(gè)問(wèn)題，系統(tǒng)都將給出精準(zhǔn)解答和解決方案，而在答案的背后，是伊利以數(shù)十年積累的超過(guò)1000萬(wàn)頭奶牛數(shù)據(jù)和500億條生產(chǎn)記錄數(shù)據(jù)資產(chǎn)為基礎(chǔ)，通過(guò)部署“YILI-AI”私有化大語(yǔ)言模型AI智能體，并依托智能視覺(jué)系統(tǒng)、大語(yǔ)言模型、智能算法與自主決策三大核心技術(shù)路徑，構(gòu)建覆蓋奶牛養(yǎng)殖技術(shù)與管理運(yùn)營(yíng)全領(lǐng)域的智慧養(yǎng)殖體系，可謂“奶牛養(yǎng)殖業(yè)DeepSeek”。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在AI技術(shù)的應(yīng)用下，今年上半年伊利合作牧場(chǎng)奶牛日單產(chǎn)提升1.66公斤、綜合管理成本降低0.31元/公斤奶。而同步落地的原奶智能物流平臺(tái)通過(guò)“雙中臺(tái)”賦能，優(yōu)化運(yùn)輸里程9.3%，年降本超千萬(wàn)元，全程保障原奶新鮮度。全面AI技術(shù)的部署實(shí)現(xiàn)了從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型、從被動(dòng)響應(yīng)向主動(dòng)預(yù)警升級(jí)、從人工分析向智能決策跨越的轉(zhuǎn)型實(shí)踐，不僅為行業(yè)提供可復(fù)制的智能化范本，更以“增效”“節(jié)本”雙目標(biāo)重構(gòu)我國(guó)奶業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。