展望未来—2066年的纽约和美国奶牛业（2/3）

（2/3）

 

2066年的奶牛企业

 

2066年的奶牛企业将有大约10,000头奶牛在一个集群中（图6），包括提供3个泌乳牛群，并分享后备牛和干奶牛单位。一群奶牛在同一个奶厅里挤奶。美国的牛群将比欧洲的牛群大，但其他国家可能有美国的牛群规格。一些大体上的牛群运营特征（参见图6）。在牧场牛奶将被区分为基于市场销售的成分。动物福利是必须的将成为例行公事。牧草作物将更易消化，可能包括能量牧草已经被改良的非常可口和易消化。

农业生态学的实践将要求确保牧群的运营在可持续的生态系统中。到2066年营养管理计划和我们今天知道的一样可能被委托加工，因为多数有价值的营养将被从废物中提取，常常作为肥料和市场中的加工副产品。能量将来自于残余废弃材料的发酵，下游的残渣将被用于土壤改良的物质。

2066年奶牛的蹄子不会与地表的水泥接触，但可能提供一种表面物质。碳基质材料因其高强度将被用于作为奶牛的软垫而改善表面舒适度。

 

2066年的奶牛场科技

 

2066年的奶牛场将更大，以机器人技术、传感器、自动控制技术、集成系统和基于自然的健康管理模式、生产效率和可持续性为特征。牛群运行起来像是独立的超级生物体。

 

机器人、传感器、自动控制和集成系统

 

传感器遍及整个牧场以监控土壤、地表水和井、排水沟、道路、自然区域、废物储存系统、垫床和卧位、小通道、饲料槽、青贮、大宗原料棚、空气、气味、颗粒、害虫和安全（图7）。这些将提供必要的数据以便于管理活动，但多数部分将聚焦于增强牧场农业生态运作的网络化。

传感器将监控个体牛的活动，包括生物可降解的传感器将监控乳腺和肝脏的遗传基因转录。健康、活动和舒适度将通过传感器监控测量免疫状况、感染或疾病状况、瘤胃功能和几个其他的生物学特征（图8）。数据将被计算机系统集成和解释，奶牛每日的管理将会给亮“绿、黄、红”灯。

在奶牛场机器人和自动控制技术将替代大部分人工劳力，这将改善饲喂、挤奶、动物健康和舒适度的稳定性。无人驾驶设备和机器人将操作和混合饲料、管理卧床和垫料、训练后备牛进入挤奶牛、清洁过道、走廊和挤奶区域、执行预防接种、微生物基因组、增补添加剂、其他的产品和完成其他的日常例行公事。在此状况下人工劳力是必需的，工人将监控电子装置以确保和改善符合标准的操作规程。通过集成数据系统的反馈规程将被持续改进。

 

表观遗传管理

 

平均大约有20%的奶牛性状变异归因于DNA序列和基因组（图9）。据经典的公式估计多数变异可能是由于环境的影响：表现型=基因+环境。环境影响能间接地通过表观遗传起作用，即使DNA序列没有变化，但基因的表达是变化的。DNA碱基会被甲基化，组织蛋白会被乙酰化，小的RNAs会被转录以控制基因表达，不改变所有的基因序列。在随后的几个十年饮食动物的表观基因组控制和管理将有广泛的发展。

Britt举了一个显而易见的损害表观遗传效果的例子假设(Britt, 1992;Carvalho et al, 2014)。在该案例中，产后3-5周显著的能量负平衡导致2-3个月后排出的卵母细胞缺陷。卵母细胞起初受影响是在卵巢滤泡的最早发育阶段，滤泡被激活后100天排卵。在排卵和授精后7天，卵母细胞死亡率较高。这个潜在的影响是一个表观遗传学工作的案例（图10）。

理解表观遗传学到达一个点，表观遗传学管理开始部署到奶牛业。例如，在断奶前增加奶摄入量和小母牛的增重导致两年后产奶量的增加。这种类型的延迟效果对表观遗传作用是经典的，很可能是间接地通过乳腺上皮细胞有丝分裂活动实现的。
 

到2066年，将有许多的管理规程指标是针对操控表观基因组的。这些将包括精准时间饲喂、增补、调节（温度、湿度、速度和频度等）、控制周围环境、或参与生物系统的特殊过程。这些规程将提高繁殖、健康、免疫状态、需要能量的效率、乳品质量、产量和其他重要的生物反应过程。

 
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