一頭奶牛能發(fā)掘出多少意想不到的產奶潛能？

2000年，中國奶牛年單產僅為2605公斤/頭，3頭奶牛產奶量才相當于奶業(yè)發(fā)達國家1頭牛的產奶量，整體水平與奶業(yè)發(fā)達國家有上百年差距；2024年，中國部分高產牧場奶牛年單產達14噸/頭，已超越絕大多數(shù)奶業(yè)發(fā)達國家。原奶的蛋白質、脂肪、體細胞數(shù)、菌落總數(shù)等核心指標的總體水平優(yōu)于歐盟標準，中國牛奶已經是世界級品質。伊利原奶的菌落總數(shù)更是遠優(yōu)于歐盟標準，實現(xiàn)了劃時代的進步。中國僅用約20年時間就走完了乳業(yè)發(fā)達國家上百年走過的路，在奶牛生產性能方面和他們齊頭并進。

20年跨越百年差距，這一趕超背后蘊藏著來自“中國芯”的動力。

本土奶牛開啟國產“基因體檢”

奶業(yè)產量提高、品質提升的根本是奶牛種群改良培育，而這離不開全基因組檢測技術。全基因組檢測能獲得精準育種值，加速遺傳進展，降低近親繁殖危害，降低牛群中有害基因頻率，培養(yǎng)特色牛群以適應消費市場新需求和奶牛飼養(yǎng)新技術。

然而，采用全基因組檢測技術耗時長、單價貴，不利于牧場大面積推廣。歐美等國家通過研發(fā)奶牛基因檢測和遺傳評估等功能芯片，成功降低了檢測成本，提升了檢測效率。但我國在此領域缺乏自主研發(fā)和創(chuàng)新，國產化程度低?！盎驒z測芯片依賴國外，除了需要支付高額檢測費用外，還面臨著育種資源遺傳信息泄露的風險?！眹胰闃I(yè)技術創(chuàng)新中心奶牛繁育與養(yǎng)殖技術研究中心執(zhí)行主任李喜和說。

針對這一痛點，李喜和帶領團隊開發(fā)出具有自主知識產權的系列基因芯片——“高產、抗病、長生產期”奶牛特殊性狀基因檢測芯片與奶牛胚胎基因組遺傳評估芯片。采用該系列基因芯片進行基因檢測，效率比全基因組測序提升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，就會與芯片上記錄的奶牛繁殖、健康、生產壽命、飼料轉化率、乳蛋白量、乳脂量、體細胞數(shù)等性狀信息發(fā)生反應并呈現(xiàn)出不同顏色，快速出具能否高產、優(yōu)產的診斷。

中國牛用上“中國芯”，中國奶牛育種技術和繁育形成了“芯片檢測-智能選配-精準繁育”閉環(huán)，國外良種奶牛種源與繁育關鍵技術“卡脖子”問題相繼被突破。

李喜和介紹說，國家乳業(yè)技術創(chuàng)新中心目前圍繞本土化“中國奶?！毙缕废蹬囵B(yǎng)，正在研究推出系列功能強化基因檢測芯片，推進奶牛種源自主可控和種業(yè)科技自立自強，支撐產業(yè)高質量發(fā)展。

在牧場實驗室解析遺傳“指紋”

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

2024年12月，由賽科星奶牛核心育種場培育的荷斯坦種公牛在農業(yè)農村部全國畜牧總站乳用公牛遺傳評估的1022頭中，包攬全國前三，前十中占據(jù)六席。全國遺傳評估排名前100奶牛種公牛中，超過30%來自賽科星，賽科星參賽種公牛綜合育種值達到國際先進水準。

賽科星研究院育種中心主任孫偉介紹說，綜合育種值是通過對種公牛后裔的遺傳基因信息和生產性能數(shù)據(jù)進行綜合計算得出數(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”單產大概率更高，原奶的蛋白質、脂肪、體細胞數(shù)和菌落總數(shù)等核心指標可能更加優(yōu)異。

優(yōu)質種母牛群體規(guī)模小，限制了中國奶牛的種源供給能力?！懊绹N核心群規(guī)模超過80萬頭，而我國由于起步晚，數(shù)量遠少于美國。”孫偉說，“只有加速構建中國奶牛全基因組育種體系，借助智能育種技術進行基因解碼，才有可能在種業(yè)上縮短差距?！?

2015年開始，孫偉把實驗室建到牧場，依托全國96座規(guī)?；翀觥?0余萬頭奶牛建立奶牛育種大數(shù)據(jù)平臺，對每一頭奶牛進行品種登記、性能測定、體型鑒定等，收集基礎數(shù)據(jù)，建立健康檔案、生產檔案、家族檔案，并從中篩選出遺傳評定優(yōu)異、遺傳血統(tǒng)純正、生產性能拔尖、體型外貌俊朗的優(yōu)秀種母牛進行全基因組測序。

在海量基因數(shù)據(jù)中挑出決定乳蛋白量、乳脂量、體細胞分、體型總分、肢蹄和泌乳系統(tǒng)等性狀的基因，難如大海撈針。孫偉帶領團隊開發(fā)基于機器學習的遺傳評估算法，成功解析世界優(yōu)良奶牛品種與中國區(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是性別控制，即盡可能實現(xiàn)“想生女兒就生女兒”。孫偉帶領團隊在國內建成首個“胚胎工程-基因組篩選”產業(yè)化平臺，開展高產奶牛性控胚胎技術的大規(guī)模應用。2021至2024年間，團隊累計生產高產奶牛性控胚胎6萬余枚，在全國7個省份的30多個規(guī)?；膛鲩_展胚胎移植超過5萬枚，平均受胎率50%以上，各項核心指標均達到國際先進水平。

過去十年間，賽科星開發(fā)了1-3代奶牛性控凍精。和國外同行相比，生產效率提升3倍、生產成本降低70%，突破了配種胎次受限的應用瓶頸，繁育后代性控準確率達到94%，后代母犢成年后平均年單產提升300公斤，產業(yè)化應用的經濟與社會效益顯著。

“牛管家”精準感知服務

傳統(tǒng)牧場往往面臨人工依賴度高、設備分散、數(shù)據(jù)割裂等問題，基于芯片智能化的精準養(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、產奶、配種、健康管理等全流程提供精準服務，開啟了從個體感知到系統(tǒng)決策的全鏈路精細化管理。

在優(yōu)然敕勒川生態(tài)智慧牧場，奶牛帶著耳標、套著項圈，這些智能設備中安裝了與遠程終端系統(tǒng)相連的微型芯片，實時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。

帶有身份識別號的耳標可以監(jiān)測采食次數(shù)和奶量；項圈則像智能手環(huán)，可以準確獲取奶牛的活動量、頭部動作和采食的頻次等數(shù)據(jù)，耳標加項圈的組合就像是一套身體管家，監(jiān)測奶牛的反芻、睡眠質量，甚至可以判斷發(fā)情期，為奶牛繁殖效率和產奶量提供關鍵信息。

除了奶牛本身佩戴的智能設備外，牧場內配備的水霧噴淋、風扇等智能設施，都會根據(jù)牛舍內溫度、濕度、光照等空間環(huán)境情況全自動運行，什么時候開風扇通風，什么時候噴淋、開啟多久，噴淋水霧與風扇如何科學結合進行降溫，都可以精準實施、輕松操作，為奶牛提供舒適愜意的飼養(yǎng)環(huán)境。

“我們自主開發(fā)的‘伊起?！ぶ腔勰翗I(yè)生態(tài)系統(tǒng)’實現(xiàn)了AI技術的突破和跨越。”伊利奶?？茖W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、更精準，AI技術開發(fā)應用也是牧場節(jié)本提質增效的最有效路徑。用戶輸入每一個問題，系統(tǒng)都將給出精準解答和解決方案，而在答案的背后，是伊利以數(shù)十年積累的超過1000萬頭奶牛數(shù)據(jù)和500億條生產記錄數(shù)據(jù)資產為基礎，通過部署“YILI-AI”私有化大語言模型AI智能體，并依托智能視覺系統(tǒng)、大語言模型、智能算法與自主決策三大核心技術路徑，構建覆蓋奶牛養(yǎng)殖技術與管理運營全領域的智慧養(yǎng)殖體系，可謂“奶牛養(yǎng)殖業(yè)DeepSeek”。

據(jù)統(tǒng)計，在AI技術的應用下，今年上半年伊利合作牧場奶牛日單產提升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通過“雙中臺”賦能，優(yōu)化運輸里程9.3%，年降本超千萬元，全程保障原奶新鮮度。全面AI技術的部署實現(xiàn)了從經驗驅動向數(shù)據(jù)驅動轉型、從被動響應向主動預警升級、從人工分析向智能決策跨越的轉型實踐，不僅為行業(yè)提供可復制的智能化范本，更以“增效”“節(jié)本”雙目標重構我國奶業(yè)核心競爭力。