胚胎應(yīng)答式孵化方法的應(yīng)用

中圖分類號：S813 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C 文章編號：1001-0769（2014）01-003-02

現(xiàn)代的工廠化種蛋孵化需具備四項(xiàng)基本條件：適宜的溫度、充分的通風(fēng)、合適的濕度、定期翻蛋。本文將詳細(xì)地探討孵化、出雛過程中如何對溫度、通風(fēng)、濕度進(jìn)行調(diào)控。

過去，工廠化孵化從某種程度上講是依靠孵化人員的經(jīng)驗(yàn)完成的，孵化結(jié)果的好壞也主要取決于孵化人員的經(jīng)驗(yàn)與技能的高低。

孵化成績的提高建立在邊試邊改的基礎(chǔ)上。一些孵化人員會根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)精確調(diào)節(jié)孵化過程中的溫度、通風(fēng)等條件，從而達(dá)到良好的孵化效果。

然而，很多孵化人員并不能真正理解為何要對所有這些傳動裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)以及調(diào)節(jié)到什么程度，以獲得良好的孵化結(jié)果。另外，孵化人員依據(jù)孵化時(shí)間、家禽種群年齡、受精率等設(shè)置每一臺孵化器的孵化條件也相當(dāng)費(fèi)時(shí)。

在小規(guī)模孵化場中，這種人工控制或許可行，但在現(xiàn)今孵化產(chǎn)能不斷擴(kuò)增的孵化場，人工優(yōu)化每一臺孵化器的孵化條件已經(jīng)成為幾乎不可能的事。

因此，孵化場經(jīng)營者往往會采用自動化的方式來調(diào)節(jié)孵化器的設(shè)置。這可以通過采集雞胚發(fā)育的反饋信息給孵化器來實(shí)現(xiàn)。通過這種方式，孵化器可以直接“聽從”雞胚，由雞胚來決定哪些孵化參數(shù)需要調(diào)整，如是否需要升溫、降溫或通風(fēng)等。這種工作模式稱為胚胎應(yīng)答式孵化（Embryo Response Incubation），此方法已應(yīng)用于孵化器、出雛器中。

1 孵化器

1.1 溫度

發(fā)育中的雞胚第一個(gè)要求是正確的溫度，孵化時(shí)的實(shí)際溫度與適宜溫度發(fā)生偏差會造成孵化率下降，并會改變整個(gè)孵化周期。

文獻(xiàn)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，在整個(gè)孵化過程中雞胚發(fā)育的理想溫度為100 ℉（37.8 ℃）。由于不可能在無損的情況下測定雞胚溫度，一種理想的替代方式是直接測定蛋殼溫度。

然而，在傳統(tǒng)孵化器中，僅有的溫度測定裝置只能測定孵化器中某個(gè)特定位置的空氣溫度，此溫度與孵化器內(nèi)的蛋殼溫度不可相提并論。

如在孵化的第一階段，為使蛋殼溫度達(dá)到100 ℉，孵化器內(nèi)的空氣溫度可能需達(dá)到100.5 ℉；這是因?yàn)橐蚍趸牡谝浑A段，雞胚通過空氣的對流獲得熱能。

在孵化的中期，要使雞蛋的蛋殼溫度維持在100 ℉，該孵化器的空氣溫度可能需要下降到的100 ℉。此階段雞胚本身開始產(chǎn)熱，因此所需要提供的熱量減少。

在孵化的后期，要使蛋殼溫度保持在100 ℉，對由年輕種雞所產(chǎn)的種蛋而言孵化器內(nèi)的空氣溫度需降至98.5 ℉；而對由大齡種雞所產(chǎn)的入孵種蛋，孵化器內(nèi)的空氣溫度需降至97.5 ℉，因?yàn)檫@些種蛋會產(chǎn)生更多的熱量。

我們可以推斷，蛋殼溫度與孵化器內(nèi)的空氣溫度之間并沒有直接的關(guān)聯(lián)，因?yàn)檫@取決于多種因素，如孵化時(shí)長及所產(chǎn)種蛋的種雞年齡等。

在實(shí)際生產(chǎn)中，孵化場的操作人員需要定期檢查蛋殼溫度，并相應(yīng)地對其所需要孵化的每一批種蛋調(diào)節(jié)孵化器的加熱和制冷設(shè)置。檢測蛋殼溫度可以手工完成，但在大型孵化場內(nèi)這項(xiàng)工作非常耗時(shí)。例如，在一個(gè)有40臺孵化器的孵化場，孵化人員要每天兩次對不同機(jī)器內(nèi)的蛋殼溫度進(jìn)行測定。為了獲得可靠的數(shù)據(jù)，每臺機(jī)器一般需要檢測12枚雞蛋的蛋殼溫度，記錄結(jié)果并計(jì)算其平均值，然后根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)孵化器的溫度。如果每臺機(jī)器耗時(shí)10 min，他每天可能需要40×10×2=800 min，要用幾乎是13 h的時(shí)間來測定蛋殼溫度。

已經(jīng)開發(fā)出的一種基于紅外線技術(shù)的孵化器內(nèi)蛋殼實(shí)時(shí)測溫設(shè)備——OvoScan（圖2），每臺孵化器安裝3臺，每臺設(shè)備每10 s就能測得4枚入孵種蛋的蛋殼溫度。

因此，這種設(shè)備能夠自動地根據(jù)孵化時(shí)間來測定蛋殼溫度，因而可消除人為失誤的風(fēng)險(xiǎn)，并在每次測量蛋殼溫度時(shí)不需要打開孵化器的門。

在實(shí)際應(yīng)用中，如果由OvoScan測得的蛋殼溫度太高，反饋信息會被送到孵化器的控制器中，從而使孵化器內(nèi)的空氣溫度下降。同樣，如果蛋殼溫度太低，孵化器內(nèi)的空氣溫度會被調(diào)高。通過這種方法，OvoScan會“聆聽”入孵蛋雞胚的要求，并由雞胚來決定它想要增加或降低多少溫度。

1.2 CO2

雞胚正常發(fā)育所需的第二項(xiàng)基本要求為正確的O2供應(yīng)量以及O2和CO2間的良好平衡。毫無疑問，充足的O2供應(yīng)是雞胚呼吸所必須的。由于孵化器本身是一個(gè)密閉環(huán)境，因此需要提供充足的通風(fēng)。

O2與CO2的水平密切相關(guān)：在密閉的孵化器中，當(dāng)雞胚開始呼吸后，O2含量將下降，而CO2含量將會上升。對孵化器進(jìn)行通風(fēng)隨著新鮮空氣的引入，O2含量將提高，CO2水平將下降。O2與CO2的水平都可對雞胚發(fā)育造成影響。

過去，孵化器的通風(fēng)由操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，沒有設(shè)備可精確測定進(jìn)入的新鮮空氣量，操作人員并不清楚不同孵化階段孵化器內(nèi)的理想O2與CO2水平。

為提高孵化率，有必要對這些值進(jìn)行精確測定。O2含量的測定比較昂貴，CO2傳感器市場上已有供應(yīng)，且比精確，其價(jià)格也比較合理。由于O2與CO2的水平相互間的一定的關(guān)聯(lián)，所以僅測定CO2含量就足以確定兩種氣體各自的含量。

通過測定孵化器內(nèi)CO2含量，孵化人員可以更好地控制孵化過程，因?yàn)樗梢詢?yōu)化孵化器的通風(fēng)?？茖W(xué)研究表明，在孵化的前半程高水平的CO2有助于雞胚心血管系統(tǒng)的發(fā)育。要實(shí)現(xiàn)這些較高水平的CO2含量，通過將需要降至最小程度，這需要采用密封式的孵化器。在孵化的后半程，較低水平的CO2（高水平O2）可優(yōu)化雞胚的發(fā)育。在此階段，雞胚會呼出較多的CO2，結(jié)果需要加強(qiáng)通風(fēng)。

這再一次表闡明胚胎應(yīng)答式孵化的原理。隨著雞胚的呼吸，孵化器內(nèi)O2與CO2的水平發(fā)生改變。通過測定CO2含量，并將數(shù)據(jù)反饋給孵化器控制設(shè)備，孵化器的通風(fēng)會相應(yīng)地得到調(diào)整。胚胎再一次決定了其需要進(jìn)行多少程度的通風(fēng)。

1.3 濕度

第三，入孵種蛋在孵化過程中應(yīng)該能夠損失充足的重量（水分）。水分的損失量取決于種蛋周圍的空氣濕度。在以往，這曾經(jīng)再次依靠孵化人員的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)：他會調(diào)節(jié)孵化器內(nèi)的通風(fēng)，以實(shí)現(xiàn)充分的失重，或甚至通過在孵化器內(nèi)噴灑水分來增加濕度。為了了解胚胎的真正需要的是什么，我們首先需要分析孵化過程的失重：入孵種蛋失重是因?yàn)樗滞ㄟ^蛋殼的氣孔發(fā)生了蒸發(fā)。

由于雞胚內(nèi)相對濕度高達(dá)100 %，環(huán)境中的濕度越低，蛋的失重相應(yīng)會越多。例如，如果孵化器內(nèi)的相對濕度為35 %，入孵的種蛋將比采用相對濕度為80 %的孵化器孵化的種蛋損失更多的水分。

就重量損失而言，胚胎會發(fā)生什么情況？水分損失太大，雞胚會干掉；水分損失太小，雞胚的出雛將變得更加困難，因?yàn)闅馐姨?，它甚至?xí)黼u胚溺亡的風(fēng)險(xiǎn)。對肉雞種蛋而，18 d之后的理想失重是11 %～12 %。

為測定種蛋的失重，研究人員開發(fā)了一種特殊的稱重裝置，即動態(tài)重量損失系統(tǒng)——Dynamic Weight Loss System。它是一種安裝在孵化器內(nèi)的稱重器，通過每隔1 h對每個(gè)孵化托盤150個(gè)雞胚的失重進(jìn)行稱重。

通過實(shí)際重量與入孵時(shí)重量的比對，可以測得18日齡時(shí)雞胚的失重，并可以預(yù)測失重的百分比。同樣，孵化人員可根據(jù)入孵種蛋失重情況調(diào)整孵化條件。如預(yù)期18日齡時(shí)雞胚水分損失過大，可通過減少通風(fēng)（特殊情況下可向孵化器噴水）增加孵化器內(nèi)的濕度來減少損失；如預(yù)期18日齡時(shí)入孵種蛋失重過低，可通過增加通風(fēng)量降低孵化器內(nèi)的濕度來增加損失。

通風(fēng)與對CO2和濕度的要求是相互作用的。在孵化的首階段，關(guān)閉孵化器可提升內(nèi)部CO2水平，并增加空氣濕度；而在孵化的第二階段，增加通風(fēng)可降低孵化器內(nèi)CO2水平與空氣濕度。大量的試驗(yàn)表明，這會實(shí)現(xiàn)較高的孵化率，降低出殼后首周的死亡率，并提高家禽的飼料轉(zhuǎn)化率。

2 出雛器

進(jìn)入孵化過程的最后階段，在入孵種蛋轉(zhuǎn)入出雛器時(shí)，可以采用相同的原則。出雛器內(nèi)的最大挑戰(zhàn)在于如何實(shí)現(xiàn)同步出雛，縮短出雛期的時(shí)長（絕大多數(shù)雞胚出雛時(shí)長），提高雞雛個(gè)體的均一性，縮短早期孵出的雞苗停料或停水的時(shí)間。

為縮短出雛期，研究人員開發(fā)了一種稱為Synchro-Hatch的特殊設(shè)備（圖5）。該設(shè)備可監(jiān)測雞胚進(jìn)入蛋內(nèi)啄殼過程和開始用肺呼吸的時(shí)刻。根據(jù)這一觸發(fā)器，出雛器隨后調(diào)整孵化參數(shù)，如溫度、CO2等，以盡可能使雞胚同期出雛。

對孵化場的孵化人員而言，Synchro-Hatch是一種可以聆聽雞胚心聲的工具。一旦雞胚做好準(zhǔn)備（內(nèi)部啄殼），出雛工作便可啟動。

就像在自然孵化過程中雞胚發(fā)出呼叫，母雞知道何時(shí)可以啟動出雛一樣，利用Synchro-Hatch雞胚也可決定出雛器中的濕度和CO2水平何時(shí)開始變化，以啟動出過。

通過應(yīng)用胚胎應(yīng)答式孵化設(shè)備，孵化場的孵化人員能夠傾聽雞胚的心聲。孵化器的加熱、制冷和通風(fēng)設(shè)備能夠被置于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。Dynamic weight Loss System或Synchro-Hatch可以讓雞胚決定它們所需要的溫度、CO2或濕度水平，甚至可發(fā)出何時(shí)準(zhǔn)備出雛的信號。

采用這些原則可獲得更高的孵化率，降低雛雞出殼后第1周的死亡率，并提高雞苗的飼料轉(zhuǎn)化率。