Post on 30-Jun-2015
Como la incubación puede impactar la productividad
del pollo de engorda
M.J. WinelandPrestage Department of Poultry Science
North Carolina State UniversityRaleigh, North Carolina
Usted en el negocio de la producción de carne¡
Desafíos
La calidad del influirá la cantidad de carne que se mueva a través de
la planta hatchling
• Pesos del pollo• Conversión alimenticia• Viabilidad
• ¿Qué hay de la uniformidad?
Durante la incubación
• Usted desarrolla al pollo• Usted desaroolla las membranas extra-
embrionarias que suministran la nutrición • Si no son correctos obtendrá pollitos de
menor calidad
La calidad de los pollitos neonatosdependerá en granparte de cómo al embrión se le permiteutilizar los nutrientesque contiene el huevo.
Manjeo de la incubación
• Que puede salir mal– Nacimientos reducidos– Menor rendimiento
• Porqué puede ocurrir– Se altera la utilización apropiada de los
nutrientes– Se altera el desarrollo de los órganos
Qué puede salir mal: impacto del ambiente pobre en la incubadora:
Altera– metabolismo de la energía– metabolismo tiroideo– desarrollo intestinal– función cardiaca– desarrollo muscular– hueso y tendón– Dermatitis del cojinete plantar
(Christensen et al., 2002, 2005, 2006; Oviedo et al. Wineland et al., 2004, 2005, 2006)
Parametros que impactan la calidad de los pollitos recién nacidos
Temperatura Ventilación
Humedad o Volteo
3-4x2x
2x
2x
1x
1x
1x
– Entender el proceso completo• Saber qué es normal.• Saber cómo el ambiente del a
incubadora afecta el desarrollo apropiado.
• Saber cómo el ambiente del cuarto afecta la operación de la incubadora.
Producir pollitos de calidad requiere:
Nutrientes para el desarrollo embrionario
OXIGENO
BIOXIDO DE CARBON O
VAPOR DE AGUA
Utilización de la yema
Utilización del albúmen
• ¿Cómo afectan los parámetros de incubación el desarrollo de las estructuras extraembrionarias que suministran nutrientes para el desarrollo embrionario?– Energía– Proteína– Vitaminas y minerales
Componentes Extra-Embrionarios
• Membranas– Saco vitelino– Amnios– Corion– Alantoides
• Fluido Sub-embrionario
Respiración Corio-alantoidea
Propiedades del cascarón: Conductancia de vapores de gas
• Mide la facilidad con la cual el gas se difunde a través del cascarón– Difusión pasiva
• La fuerza con la cual los gases se difunden a través del cascarón es proporcional a a la diferencia en concentración entre el interior y el exterior del huevo
• La conductancia provee una medida de las propiedades del gas cuando el embrión está en la fase de meseta de consumo de oxígeno
Poros del cacarón
Consumo de oxígeno• La demanda
de oxígeno por parte del embrión es mínima hasta alrededor del día 5 - 8
Embrión en la meseta de consumo de oxígeno
• Se retrasa porque debe continuar el crecimiento y función embrionaria
• Debe continuar si a el sumnistro completo de O2
Respuesta embrionaria a la ventilación anormal
• Tiene la capacidad de decir Quiero vivir!!!!
• La hipoxia causa redistribución del gasto cardiaco
• Se incrementa la magnitud de los cambios conforme avanza la incubación– Favorece: corazón y cerebro– Sacrifica: higado, saco vitelino, canal
Mulder et al., 1998
Influencia de la disponibilidad de O2 (debida a la conductancia del cascarón)
sobre el crecimiento embrionario? (desarrollo de órganos?)
*
Cutchin et al. 2009
Ventilación• Movimiento de aire dentro de la
incubadora– Ambiente con temperatura uniforme
• Movimiento de aire a través de la incubadora (remueve CO2 y vapor de agua, y suministra O2)– La disponibilidad de O2 para el embrión está
influida por:• Ambiente de la máquina• Conductancia del cascarón
Ventilación• Qué pasa si las unidades de aire fresco no
trabajan bien? • Qué sucede si la presión en las salas de
incubadoras y nacedoras no es correcta? • Qué ocurre si la presión en el plenum no
es correcta?• O el flujo de aire en los ductos no es
correcta? – forzada– balanceada
Ventilación adecuada
• El embrión recibe suficiente oxígeno• Se remueve suficiente humedad y bióxido
de carbono
Volteo
• Regula el flujo de aire a través del huevo para suministrar calor a los embriones que inician su desarrollo (multi-etapa) o remueve calor metabólico de los embriones más grandes
• El aire busca la ruta de menor resistencia• Hay uniformidad dentro y entre las
máquinas• Cuando los parámetros no son los mismos
no hay control sobre el proceso
Volteo
• Cuánto ángulo?• Cuándo voltear?• Impacto del ángulo?• Qué le hace la flujo de aire• Membranas extra embrionarias
Otros impactos de la falta de volteo
Volteo% naci-mientosde los fértiles
Fluido Sub-Embrionario(ml)
18d 92.88a 28.47a
1-3d90.84ab 25.78b
Sin 1-3d 84.85b 27.01b
1-7d 93.33a
Sin 1-7d 80.38b
Sin volteo 70.43c 26.11b
• Incrementa el albúmen residual
• Incrementa la mortalidad temprana y tardía
Cutchin et al, 2009
Efectos del volteoNacimiento de los fértiles (Cutchin and Wineland, 2009)
58.2
83.34
91.07
50
75
100
Naci
mie
nto
de fé
tiles
, po
rcen
taje
15
30
45
a
b
c
Nacimiento de Fértiles
El ángulo de volteo es importante o no
• Puede reducir demasiado el ángulo y causar estratificación de nutrientes
• Dentro de un rango no se ven diferencias
Peso corporal a las 6 semanas
Grados hembras machos35 2536 g 2954 g
40 2529 g 2987 g
45 2534 g 3017 g
Membrana del saco vitelino
• El volteo influye el desarrollo de la membrana del saco vitelino
72 hrs.
Por qué voltear al embrión?• La falla en el volteo ocasiona
– Retraso en la formación dela membrana corioalantoidea
Humedad en la incubadora
Gobierna la pérdida de humedad del huevo
PERO….. La pérdida de humedad también está influida por la conductancia del cascarón
Humedad- Pérdida de humedad
• El agua seproduce por el embrión durante el metabolismo de los nutrientes en el huevo, y debe ser eliminada
Comparación de la pérdida de humedad del huevo -18d
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
MS SSIncubation System
% M
oist
ure
Loss
a
b
P <.0001
Cuánta humedad se debe perder? Un par de comentarios
• Cuánta y cuándo debe perderse?– Usar los 18d como indicador– El huevo sigue perdiendo agua a través de los
poros hasta el picaje– Entonces, si se pierde menos en la incubadora
pero suficiente en la nacedora ¿eso es lo importante?
• El fluido alantoideo es el reservorio del exceso de agua en el huevo (menor pérdida del huevo más de un pico al nacimiento)
Humedad – Pérdida de humedad
• Típicamen-te varía dentro de las parvadas 7-18%
Picaje alto es indicador de insuficiente pérdida de humedad
(cámara de aire pequeña)
Incubación a gran altitud
• 2 preocupaciones–Presión parcial de oxígeno–Humedad relativa
Temperatura del embrión
• Afectada por– Valor establecido– Flujo de aire
• Periodos importantes– Temperatura embrionaria temprana– Temperatura embrionaria tardía
Qué puede salir mal: impacto del ambiente pobre en la incubadora:
Altera– metabolismo de la energía– metabolismo tiroideo– desarrollo intestinal– función cardiaca– desarrollo muscular– hueso y tendón– Dermatitis del cojinete plantar
(Christensen et al., 2002, 2005, 2006; Oviedo et al. Wineland et al., 2004, 2005, 2006)
Crecimiento embrionario bajo tres perfiles de temperatura
% de saco vitelino residual
Últimos 4 días
Oxígeno 18%
Oxígeno 22%
36C (96F) 9.1 7.2 8.1b
39C (103F) 12.8 10.3 11.5a
11.0a 8.7b
Wineland et al. 2001
Maltasa Yeyunal de pollitos nacidos a 2 temperaturas y 2 concentraciones de oxígeno
Últimos 4 días
140 torr (18%)
170 torr (22%)
36° C (97°F)
0.363 0.367 0.365 a
39 °C(103°F)
0.189 0.139 0.163 b
0.275 0.253
Christensen et al. 2005
Metabolimo Tiroideo (T3) al picaje; Pavo
Últimos 4 días
Oxígeno17%
Oxígeno23%
36C(96F)
11.3 10.7 11.0a
39C (103F)
6.9 9.3 8.1b
NS
AscitisICA Mortalitdad Total Mortalidad
asociada con Ascitis
Temperatura del cascarón
37.8C 1.91 ±0.02 8.4 ±1.28b 2.81 ±0.65b
38.9C 1.93 ±0.02 12.5 ±1.16a 6.6 ±1.02a
Temperatura de crianza
Regular 1.86 ±0.01b 8.1 ±1.00b 2.8 ±0.69b
Fría 1.98 ±0.02a 12.8 ±1.37a 6.6 ±1.00a
EST p=0.37 p=0.008 p=0.0001Temperatura de crianza p<0.001 p=0.02 p=0.004
Molenaar et al., 2011
Crecimiento Muscular post nacimiento
Las fibras musculares que tiene el pollo al nacimiento son todas las que tendráEl incremento de la masa muscular se debe al incremento del tamaño de la fibra muscularNo quereos hacer nada que destruya las masas musculares
36C y 23% O2
Efectos de la Temperatura & oxígeno sobre las fibras
musculares(102F 17% O2)
4 etapas de degeneración muscular
1 Está redondeada
2 Está opaca (obscura en el borde)
3 Está degenerada
4 Sufre facocitosis
12
3
Christensen et al.2006
Los investigadores han demostrado :
• Reducción del punto termorregulatorio por baja temperatura de incubación durante la etapa tardía (Shinder et al. 2011)
• Disminución de la tasa metabólica durante el desarrollo y al nacimiento con temeratura elevada intermitente 7 - 16d. (Piestun et al. 2009)
Volcani Center, Israel
Salud de piernas
• Importante para que las aves lleguen al mercado, pero ahora también para el bienestar animal
• Examinar la salud de piernas en ensayos de exposición a 2 temperaturas y 2 concentraciones de oxígeno hipotiroidismo
• Asimetría?• Formación / maduración ósea apropiada?
Colágeno tipo X Factor de Crecimiento Transformante (Tumoral) -1
Desarrollo de Tendón
(Oviedo et al. 2006)
36 oC 39 oC
Efecto de la temperatura de incubación sobre la cantidad de Factor de Crecimiento Transformante
(tumoral) -1 en aves Low G
Oviedo et al. 2008
Sottosanti et al.
Temperatura de incubación (temp del cascarón)
Bolsa de Fabricio % Peso corp. (DOH)
LH 0.095±0.0011b
LS 0.092±0.0011b
SH 0.102±0.0011ab
SS 0.123±0.0011aP =0.0142
Los investigadores han demostrado:
Virginia Tech
Se discute la etapa única como una forma de mejorar la
productividad en el campo
• Capaz de fijar los parámetros de temperatura, humedad y ventilación
• La étapa única intenta mantener el ambiente embrionario óptimo más que el ambiente promedio de la máquina
Incubación de etapa única
• Se cierran los dampers cuando los requerimientos de aire fresco son bajoso Para lograr un ambiente más uniforme con las
máquinas?• Bajar el punto de ajuste de la temperatura• Reducción de la pérdida de humedad de
los huevos
Incubadora multi etapa y nacedoras Etapa única vs multi etapa (operación comercial)Parámetro Multi-etapa Etapa única
Peso corporal 7 días (g) 138b 144a
Peso corporal 56 días(g) 3796b 3889a
Viabilidad 98.2% 98.6%Peso promedio en la planta 3.617 Kg
(7.957 lb)3.661 Kg(8.055 lb)
Conversión alimenticia ajustada a 3.636Kg(8 lb)
1.943 1.937
Oviedo et al. 2009
Se observa retorno rápido de la inversión en la modernización de las plantas
Es más difícil ver un retorno rápido de la inversión en la planta incubadora
Desafortunadamente la medida más importante de la eficiencia de la incubadora es el incremento en la incubabilidad.
Debe considerarse el impacto de la calidad de la planta incubadora
How incubation can impact broiler performance
M.J. WinelandPrestage Department of Poultry Science
North Carolina State UniversityRaleigh, North Carolina
Your in the business of producing meat!
Challenges
Quality of hatchling will influence the amount of meat you move
through the plant.
• Broiler weights• Feed conversion• Livability
• What about uniformity?
During incubation
• You develop the chick• You develop the extra-embryonic
membranes which supply nutrition
• If not correct you will have lower quality chick
Quality of the hatchling will depend in large part by how the embryo is allowed to utilize the nutrients that are provided within the egg.
Incubational Management
• What can go wrong– Reduced hatch– Reduced performance
• Why does this occur– You alter proper nutrient utilization– Alter organ development
What can go wrong: Poor incubator environment impacts:
– Alter energy metabolism– Alter thyroid metabolism– Alter intestinal development– Alter cardiac function– Alter muscle development– Alter bone and tendon– Impacts footpad dermatitis
(Christensen et al., 2002, 2005, 2006; Oviedo et al. Wineland et al., 2004, 2005, 2006)
Parameters impacting hatchling quality
Temperature Ventilation
Humidity or Turning
3-4x2x
2x
2x
1x
1x
1x
–Understand the complete process• Know what is normal.• Know how incubator environment
affects proper development.• Know how room environment affects
incubator operation.
Producing quality chicks requires that:
Nutrients for developing embryo
OXYGEN
CARBON DIOXIDE
WATER VAPOR
Yolkutilization
Albumenutilization
• How do the parameters of incubation affect development of the extra-embryonic structures that provide nutrients for the development embryo?– Energy– Protein– Vitamins and minerals
Extra-Embryonic Component• Membranes
– Yolk sac– Amnion– Chorion– Allantois
• Sub-embryonic fluid
Chorio-allantoic Respiration
Shell properties: Conductance of gas vapors
• Measures the ease with which gas diffuses across the shell– Passive diffusion
• The force at which gases diffuse across the shell is proportional to the difference in concentration between the inside and outside of the egg
• Conductance provides a measure of gas properties when embryo is at the plateau stage of oxygen consumption
Pores of shell
Oxygen Consumption• Oxygen
demand by the embryo is minimal until about day 5- 8
Embryo entering plateau of oxygen consumption
• Is hindered because must continue embryonic growth and function
• Must continue without the full provision of O2
Embryo response to abnormal ventilation
• Has capability to say I want to live!!!!• Hypoxia causes a redistribution of cardiac
output• Magnitude of changes increased as
incubation time advanced– Favor: heart and brain– Expense: liver, yolk sac, carcass
Mulder et al., 1998
Influence of O2 (due to shell conductance)availability upon growth of embryo?
(organ develop?)
*
Cutchin et al. 2009
Ventilation• Movement of air within the incubator
– Uniform temperature environment• Movement of air through the incubator
(remove CO2 and water vapor and supply O2)– Embryo oxygen availability influenced by
• Machine environment• Eggshell conductance
Ventilation• What if fresh air units not working
correctly?• What happens if setter and hatcher hall
pressures are not correct?• What happens if exhaust plenum room
pressure is not correct• or exhaust duct air flow is not correct?
– draw– balanced
Adequate ventilation
• Is the embryo receiving sufficient oxygen• Is sufficient moisture and carbon dioxide
being removed
Turning
• Manages air flow across the egg to provide heat to newer developing embryos (multi-stage) or remove metabolic heat from older embryos
• Air seeks path of least resistance• Is there uniformity within and between
machines• When all parameters are not the same you
do not have control of the process
Turning
• How much angle?• When turn?• Impact of angle?• What it does to air flow• Extra embryonic membrane
Other Impacts of Not Turning% Hatch of Fertile
Sub Embryonic Fluid (ml)
Turned 18d
92.88a 28.47a
Turned 1-3d
90.84ab 25.78b
Not 1-3d 84.85b 27.01b
Turned 1-7d
93.33a
Not 1-7d 80.38b
Not turned
70.43c 26.11b
• Increase residual albumen
• Increase early & late mortality
Cutchin et al, 2009
Effects of turningHatch of Fertile (Cutchin and Wineland, 2009)
58.2
83.34
91.07
50
75
100
Hat
ch o
f fer
tile
perc
enta
ge 15
30
45
a
b
c
Hatch of Fertilep <0.0001
Turning angle is important or not important
• Can reduce angle to much and cause of stratification of nutrients
• But within a range we don’t see any difference
6 week BW of females
6 week BW of males
35 Degrees
2536 g 2954 g
40 degrees
2529 g 2987 g
45 degrees
2534 g 3017 g
Yolk sac membrane
• Turning influences development of yolk sac membrane
72 hrs.
Why Turn the Embryo?• Failure to turn causes
– the chorioallantoic membrane formation to be retarded.
Humidity in the Incubator
Governs moisture loss from the egg
BUT….. moisture loss is also influenced by egg shell conductance
Humidity - Moisture Loss
• Water is produced by the embryo during the metabolism of the nutrients in the egg, thus water must be lost
Comparison of egg moisture loss -18d
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
MS SSIncubation System
% M
oist
ure
Loss
a
b
P <.0001
How much moisture is needed to be loss?? Couple of comments.
• How much and when does it need to be loss?– Use 18d as indicator– Remember egg continues to lose water
through pores up to pipping– So if I lose less in setter but lose sufficient in
hatcher is that what is important?
• Allantoic fluid is the reservoir for excess water in egg (less loss from egg more of a spike at hatch)
Humidity - Moisture Loss
• Typically varies within flocks 7-18%
High pip is indicator of insufficient moisture loss
(small air cell)
High altitude Incubation
• 2 concerns–Oxygen partial pressure–Relative humidity
Embryo temperature
• Affected by– Set point– Air flow
• Important times– Early embryonic temperatures– Late embryonic temperatures
What can go wrong: Poor incubator environment impacts:
– Alter energy metabolism– Alter thyroid metabolism– Alter intestinal development– Alter cardiac function– Alter muscle development– Alter bone and tendon– Impact footpad dermatitis
(Christensen et al., 2002, 2005, 2006; Oviedo et al. Wineland et al., 2004, 2005, 2006)
Embryo growth under 3 different temperature profiles
% Residual yolk sac
Last 4 days 18% Oxygen
22% Oxygen
36C (96F) 9.1 7.2 8.1b
39C (103F) 12.8 10.3 11.5a
11.0a 8.7b
Wineland et al. 2001
Jejunal maltase of hatched chicks at 2 temperatures and 2 oxygen concentrations
Last 4 days
140 torr (18%)
170 torr (22%)
36° C (97°F)
0.363 0.367 0.365 a
39 °C(103°F)
0.189 0.139 0.163 b
0.275 0.253
Christensen et al. 2005
Thyroid Metabolism (T3)Pipping; Turkey
Last 4 days
17% Oxygen
23% Oxygen
36C(96F)
11.3 10.7 11.0a
39C (103F)
6.9 9.3 8.1b
NS
AscitesFCR Total Mortality Mortality
associated with Ascites
Eggshell Temperature
37.8C 1.91 ±0.02 8.4 ±1.28b 2.81 ±0.65b
38.9C 1.93 ±0.02 12.5 ±1.16a 6.6 ±1.02a
Grow-out temperature
Regular 1.86 ±0.01b 8.1 ±1.00b 2.8 ±0.69b
Cold 1.98 ±0.02a 12.8 ±1.37a 6.6 ±1.00a
EST p=0.37 p=0.008 p=0.0001Grow out temperature p<0.001 p=0.02 p=0.004
Molenaar et al., 2011
Post Hatch Muscle Growth
The muscle fibers that the poult has at hatch is all that they will.
Increase muscle mass by increasing size of muscle fibers
We do not want to do anything that will destroy muscle fibers
36C and 23% O2
Temperature & oxygen effects upon muscle fibers
(102F 17% O2)4 stages of muscle degeneration
1 is rounding
2 is opaque (darkness on edge)
3 is degenerating
4 is undergoing phagocytosis
12
3
Christensen et al.2006
Investigators have demonstrated:
• Reduction of thermoregulatory setpoint by reduced incubation temperatures during the latter part. (Shinder et al. 2011)
• Lowering of metabolic rate during development and at hatch with intermittent elevated temperature 7-16d. (Piestun et al. 2009)
Volcani Center, Israel
Leg Health
• Important for getting the birds to market but now also for animal well being
• Examine leg health in trials where we exposed 2 temps and 2 oxygen concentrations hypothyroid
• Asymmetry?• Proper bone formation/maturation?
Collagen type X Transforming Growth Factor -1
Tendon development
(Oviedo et al. 2006)
36 oC 39 oC
Effect of incubation temperature on the amount of Transforming Growth Factor -1 in Low G strain
Oviedo et al. 2008
Sottosanti et al.
Incubation Temperature (Shell temp)
Bursa % BW (DOH)
LH 0.095±0.0011b
LS 0.092±0.0011b
SH 0.102±0.0011ab
SS 0.123±0.0011aP =0.0142
Investigators have demonstrated:
Virginia Tech
Single stage is being discussed as a way to improve
performance in the field
• Able to stage the temperature, humidity and ventilation parameters
• Single stage is an attempt to maintain optimal embryo environment rather than an average cabinet environment
Single stage incubation
• We close the dampers when fresh air requires are low o To provide a more uniform environment with
the cabinets?• Step down temperature setpoints• Reduced moisture loss from eggs
Multi-stage setter and SS vs MS hatchers(commercial operation)
Parameter Multi-stage Single stage
7 day body weight (g) 138b 144a
56 day body weight (g) 3796b 3889a
Livability 98.2% 98.6%Average weight at plant
3.617 Kg(7.957 lb)
3.661 Kg(8.055 lb)
Feed conversion adjusted to 3.636Kg(8 lb)
1.943 1.937
Oviedo et al. 2009
You see a fast return on your investment in plant upgrades
It is more difficult to see a fast return on investment in the hatchery
Unfortunately the major measure of hatchery efficiency is a increase in hatchability.
You need to consider the impact of quality from the hatchery