Como la incubación puede impactar la productividad del pollo de engorda

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