1. Como la incubación puede
impactar la productividad
del pollo de engorda
M.J. Wineland
Prestage Department of Poultry Science
North Carolina State University
Raleigh, North Carolina

2. Usted en el negocio de la
producción de carne¡
Desafíos

3. 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?

4. 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

5. La calidad de los
pollitos neonatos
dependerá en gran
parte de cómo al
embrión se le permite
utilizar los nutrientes
que contiene el huevo.

6. 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

7. 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)

8. Parametros que impactan la calidad de
los pollitos recién nacidos
Temperatura Ventilación
Humedad o
Volteo
3-4x
2x
2x
2x
1x
1x
1x

9. – 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:

10. Nutrientes para el desarrollo embrionario
OXIGENO
BIOXIDO DE CARBON O
VAPOR DE AGUA
Utilización de la
yema
Utilización del
albúmen

11. • ¿Cómo afectan los parámetros de
incubación el desarrollo de las estructuras
extraembrionarias que suministran
nutrientes para el desarrollo embrionario?
– Energía
– Proteína
– Vitaminas y minerales

12. Componentes Extra-
Embrionarios• Membranas
– Saco vitelino
– Amnios
– Corion
– Alantoides
• Fluido Sub-embrionario

13. Respiración Corio-alantoidea

14. 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

15. Poros del
cacarón

16. Consumo de oxígeno
• La demanda
de oxígeno
por parte
del embrión
es mínima
hasta
alrededor
del día 5 - 8

17. 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

18. 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

19. Influencia de la disponibilidad de O2
(debida a la conductancia del cascarón)
sobre el crecimiento embrionario?
(desarrollo de órganos?)
*
Cutchin et al. 2009

20. 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

21. 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

22. Ventilación adecuada
• El embrión recibe suficiente oxígeno
• Se remueve suficiente humedad y bióxido
de carbono

23. 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

24. Volteo
• Cuánto ángulo?
• Cuándo voltear?
• Impacto del ángulo?
• Qué le hace la flujo de aire
• Membranas extra embrionarias

25. Otros impactos de la falta de
volteo
Volteo
% naci-
mientos
de los
fértiles
Fluido Sub-
Embrionario
(ml)
18d 92.88a 28.47a
1-3d
90.84ab 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

26. Efectos del volteo
Nacimiento de los fértiles (Cutchin and Wineland, 2009)
58.2
83.34
91.07
50
75
100
Nacimientodefétiles,
porcentaje
15
30
45
a
b
c
Nacimiento de Fértiles

27. 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 machos
35 2536 g 2954 g
40 2529 g 2987 g
45 2534 g 3017 g

28. Membrana del saco vitelino
• El volteo influye el
desarrollo de la
membrana del saco
vitelino
72 hrs.

29. Por qué voltear al embrión?
• La falla en el volteo ocasiona
– Retraso en la formación dela membrana
corioalantoidea

30. Humedad en la incubadora
Gobierna la pérdida de humedad del
huevo
PERO….. La pérdida de humedad también está influida por la
conductancia del cascarón

31. Humedad- Pérdida de
humedad
• El agua seproduce por el embrión
durante el metabolismo de los
nutrientes en el huevo, y debe ser
eliminada

32. Comparación de la pérdida de
humedad del huevo -18d
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
MS SS
Incubation System
%MoistureLoss
a
b
P <.0001

33. 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)

34. Humedad – Pérdida de
humedad
• Típicamen-
te varía
dentro de
las
parvadas
7-18%

35. Picaje alto es indicador de
insuficiente pérdida de humedad
(cámara de aire pequeña)

36. Incubación a gran altitud
• 2 preocupaciones
–Presión parcial de oxígeno
–Humedad relativa

37. Temperatura del embrión
• Afectada por
– Valor establecido
– Flujo de aire
• Periodos importantes
– Temperatura embrionaria temprana
– Temperatura embrionaria tardía

38. 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)

40. Crecimiento embrionario bajo tres
perfiles de temperatura

41. % 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

42. 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

43. Metabolimo Tiroideo (T3) al picaje;
Pavo
Últimos 4
días
Oxígeno
17%
Oxígeno
23%
36C
(96F)
11.3 10.7 11.0a
39C
(103F)
6.9 9.3 8.1b
NS

44. Ascitis
ICA 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=0.0001
Temperatura de
crianza
p<0.001 p=0.02 p=0.004
Molenaar et al., 2011

45. Crecimiento Muscular post
nacimiento
Las fibras musculares que tiene el
pollo al nacimiento son todas las que
tendrá
El incremento de la masa muscular
se debe al incremento del tamaño de
la fibra muscular
No quereos hacer nada que destruya
las masas musculares

46. 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
1
2
3
Christensen et al.2006

47. 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

48. 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)

49. 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

50. 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

51. 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

52. Incubación de etapa única
• Se cierran los dampers cuando los
requerimientos de aire fresco son bajos
o 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

53. 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

54. 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

55. 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

56. How incubation can impact
broiler performance
M.J. Wineland
Prestage Department of Poultry Science
North Carolina State University
Raleigh, North Carolina

57. Your in the business of
producing meat!
Challenges

58. Quality of hatchling will influence
the amount of meat you move
through the plant.
• Broiler weights
• Feed conversion
• Livability
• What about uniformity?

59. During incubation
• You develop the chick
• You develop the extra-embryonic
membranes which supply nutrition
• If not correct you will have lower quality
chick

60. 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.

61. Incubational Management
• What can go wrong
– Reduced hatch
– Reduced performance
• Why does this occur
– You alter proper nutrient utilization
– Alter organ development

62. 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)

63. Parameters impacting hatchling quality
Temperature Ventilation
Humidity or
Turning
3-4x
2x
2x
2x
1x
1x
1x

64. –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:

65. Nutrients for developing embryo
OXYGEN
CARBON DIOXIDE
WATER VAPOR
Yolk
utilization
Albumen
utilization

66. • 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

67. Extra-Embryonic Component
• Membranes
– Yolk sac
– Amnion
– Chorion
– Allantois
• Sub-embryonic fluid

68. Chorio-allantoic Respiration

69. 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

70. Pores of
shell

71. Oxygen Consumption
• Oxygen
demand by
the embryo
is minimal
until about
day 5- 8

72. Embryo entering plateau of
oxygen consumption
• Is hindered because must continue
embryonic growth and function
• Must continue without the full
provision of O2

73. 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

74. Influence of O2 (due to shell conductance)
availability upon growth of embryo?
(organ develop?)
*
Cutchin et al. 2009

75. 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

76. 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

77. Adequate ventilation
• Is the embryo receiving sufficient oxygen
• Is sufficient moisture and carbon dioxide
being removed

78. 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

79. Turning
• How much angle?
• When turn?
• Impact of angle?
• What it does to air flow
• Extra embryonic membrane

80. 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

81. Effects of turning
Hatch of Fertile (Cutchin and Wineland, 2009)
58.2
83.34
91.07
50
75
100
Hatchoffertilepercentage
15
30
45
a
b
c
Hatch of Fertile
p <0.0001

82. 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

83. Yolk sac membrane
• Turning influences
development of yolk
sac membrane
72 hrs.

84. Why Turn the Embryo?
• Failure to turn causes
– the chorioallantoic membrane formation to
be retarded.

85. Humidity in the Incubator
Governs moisture loss from the egg
BUT….. moisture loss is also influenced by egg shell conductance

86. Humidity - Moisture Loss
• Water is produced by the embryo
during the metabolism of the
nutrients in the egg, thus water must
be lost

87. Comparison of egg moisture loss -
18d
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
MS SS
Incubation System
%MoistureLoss
a
b
P <.0001

88. 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)

89. Humidity - Moisture Loss
• Typically
varies
within
flocks 7-
18%

90. High pip is indicator of
insufficient moisture loss
(small air cell)

91. High altitude Incubation
• 2 concerns
–Oxygen partial pressure
–Relative humidity

92. Embryo temperature
• Affected by
– Set point
– Air flow
• Important times
– Early embryonic temperatures
– Late embryonic temperatures

93. 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)

95. Embryo growth under 3 different
temperature profiles

96. % 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

97. 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

98. 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

99. Ascites
FCR 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=0.0001
Grow out
temperature
p<0.001 p=0.02 p=0.004
Molenaar et al., 2011

100. 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

101. 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
1
2
3
Christensen et al.2006

102. 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

103. 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)

104. 36 oC 39 oC
Effect of incubation temperature on the amount of
Transforming Growth Factor -1 in Low G strain
Oviedo et al. 2008

105. 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

106. 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

107. 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

108. 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

109. 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

110. Unfortunately the major measure
of hatchery efficiency is a
increase in hatchability.
You need to consider the impact
of quality from the hatchery