专题文章
单一阶段孵化是最自然的选择
作者：Marleen Boerjan博士, Pas Reform孵化技术部－发育的胚胎在孵化过程中有什么需求？在商业化孵化所要获得比较理想的结果，我们应该集中关注孵化器的温度－胚胎发育过程中最关键的因素。
蛋壳温度，胚胎发育过程中最关键的因素
较高的孵化率不是偶然的
大自然创造了一种在三个不同的、关键的孵化时期利用母体温度和体代谢热这种热依赖性的方式来孵化健康雏鸡的模式。
自然已经有了答案。我们的目标是在孵化间内模拟这种自然条件，以生产满足全世界范商业化家禽市场对健康雏鸡不断增长的需求。
众所周知，在家禽业中由于基因改良已经带来许多多样化的家禽品种，所有这些家禽都需要特定的孵化条件。显然由于对生产性状的选育，胚胎代谢发生了变化，而且随着基因继续改良，这种变化仍将持续。
但是，也仅仅是最近大多数孵化生产商才意识到改进和调整孵化技术的价值，以更好的满足生长胚胎的需求。
孵化所是家禽生产链中关键的一环，主要是与种蛋相关的一些操作过程，这个过程就是测定影响1日龄雏鸡的质量和成活率的因素，这些因素决定了最终禽产品的质量和技术性能。
孵化出一只健康的1日龄雏鸡是一个复杂的过程，大概可以分为3个阶段：细胞分化阶段、生长阶段和孵化阶段，每一个阶段都需要特定的孵化条件。[1]
温度和胚胎分化
胚胎温度 - 生长胚胎的体温
蛋壳温度 - 鸡蛋表面的温度
空气温度 - 靠近蛋壳的空气温度
孵化器温度 - 孵化器的设定温度
胚胎分化的特征是形成不同的组织，而且最终在生长过程中发育为雏鸡器官（图1）。
细胞分化的第一阶段开始于母鸡，这时单细胞卵母细胞经过多次分裂，因此在未孵化的鸡蛋中最终形成由30000个细胞组成的胚胎。这30000个细胞形成一个细胞盘，成为早期原肠胚，它浮在蛋黄的顶部。
在产蛋后，蛋的温度下降，而且如果温度降到低于生理零度（25－27°C）时，胚胎的发育减慢甚至完全停止。只有当蛋的温度上升时，胚胎的分化才继续进行。
胚胎发育是一个持续的过程，大致可以分为3个不同的时期，每个时期都需要特定的孵化条件。典型的是，器官分化发生于孵化的第一天，然后在以后的孵育过程中器官发育成熟。随着胚胎的生长，它的代谢率也随之上升，伴随着产热增加。最终胚胎和蛋壳温度的自然模式显示温度上升，而且一直到孵化结束。为了使胚胎在孵化器中发育好，在孵化期的前2/3阶段中，蛋壳温度应该保持在37.6-37.9°C (99.7-100.2°F)的范围内，而在其它孵化期内蛋壳温度应该保持在38.1-38.8°C (100.6-101.8°F)的范围内。
分化期的特征是早期原肠胚的折叠，从而形成一个三维结构，在36小时内可以在这个结构中识别头和心脏器官的雏形。细胞移动调控着这个折叠过程，这样早期原肠胚的细胞从一边到另一边缠绕 － 这个过程对温度具有高度依赖性。在分化期，不但胚胎结构要发育，而且额外的胚胎组织，例如羊膜和绒毛膜尿囊，它们是将氧气和养分从卵黄运输到胚胎的重要结构，也需要发育。
在此发育阶段，胚胎漂到蛋的顶部，这时胚胎离蛋壳最近，只有当蛋壳温度在37-38°C (98.6-100.4°F)的范围内时，正常的、同步的分化才能发生。
如果温度在27°C－36°C (80.6-96.8°F)的范围内，胚胎将会发生组织的不均匀分化，并最终发育异常。胚胎分化不能长时间耐受38°C以上的高温环境，这种情况下经常出现大脑和眼睛发育异常。有趣的是，肉仔鸡胚胎在分化阶段对高温的敏感度要高于产蛋鸡胚胎。
胚胎生长和温度
器官雏形在分化过程中形成，可以观察到胚胎尺寸的一些小变化。然而器官生长速率在下半个孵化期中明显加快。胚胎生长的特征是随着器官的发育，胚胎的质量增加（图1）。
如我们在胚胎发育的第一阶段看到的那样，温度也对胚胎生长是加速还是减速有深远的影响，最坏的是影响胚胎骨骼和肺脏的生长及对称，就如我们将肉仔鸡在高温（39.6°C，103.3°F）和低温(36.9°C， 98.4°F)下每天处理6小时所看到的那样。
甚至在正常的温度范围（37-38°C）内，温度的不同也能引起不同的发育率和生长率。
在生长期中，我们意识到存在两个不同的时期，两个时期内正在发育的胚胎对温度变化的反应是不同的。
对于鸡胚胎而言，生长期的第一部分开始于第7天，可以见到器官和胚胎整体尺寸的增加。这段时期的特征是胚胎质量迅速增加（图1）,而且在37-38°C的范围内，胚胎质量的增加取决于孵化温度。在这段时期应用较高的孵化温度可以提高生长率，因此缩短了孵化周期。相反的，较低的孵化温度会导致生长率降低，孵化周期较长。
鸡胚胎生长周期的第二部分开始于第17天（图1），由于组织和器官开始成熟，因此生长率下降。由于这个原因，这段时期有时称为成熟期。
器官成熟的特征是干物质的积聚和组织水分的减少。
另外，在成熟过程中，器官对一些特殊的信号例如冷或热应激非常敏感。在这段时期内，胚胎的绝对生长停止，生长率与和温度负相关。
如上所述，为了获得最佳发育率，对孵化器温度进行管理是非常重要的。在自然情况下，一只健康雏鸡的发育是由抱窝母鸡提供的孵化温度所控制的细胞分化和生长的过程。
为了在人工孵化过程中模拟这些条件，精确的控制孵化器温度绝对重要。
在一个商业化的孵化器中，在相同的发育时期，许多蛋一起放置，因此必须加热以启动胚胎分化并加速发育。在孵化的第一周，Pas Reform认为孵化器支架间的平均蛋壳温差应为0.1°C (0.2°F)，由于在这个时期，温度决定了胚胎发育是否开始，因此维持温度分布的均衡性是我们的首要目标。
随着胚胎生长，它的代谢率上升，这导致产热增加。最终，蛋壳温度的变化趋势表明蛋壳温度的增加会一直持续到孵化结束（图1）。
例如，在第23天时，一枚单独的火鸡种蛋的胚胎温度将升高到38.4°C (101.1°F)，而蛋壳温度与胚胎温度持平，约为38.3°C (100.9°F)。这枚种蛋周围空气的温度在37.5-37.8°C (99.5-100.4°F)之间波动，所以在这种条件下这枚种蛋产生的热量可被有效清除。
然而，在一个孵化器中，每枚受精种蛋都以相同的水平产生代谢热量，如果不采取降温措施，就将引起包围托盘中的种蛋的空气温度上升到一个无法接受的水平。一个现代化的孵化器拥有冷却的气流通过种蛋表面以避免这种过热的反应，而且为了获得最佳的孵化率和雏鸡质量，在孵化最后一周的平均蛋壳温差必须保持在 0.25°C (0.5°F)。
单阶段对多阶段孵化
基于优秀的科学研究，Harry Lundy (1969 in Fertility and Hatchability of Hen's eggs-Carter, TC and Freeman BM, eds, Edinburgh 143-176)总结了获得雏鸡发育所需的最佳的孵化条件。
在1969年，当他写这篇综述时，在一个孵化器内放置几个阶段的胚胎是很普通的，这称为多阶段孵化。在多阶段孵化器中，温度、湿度和通风设置固定。多阶段孵化的优点在于它简化了孵化器控制系统和孵化管理。然而，主要的不利之处在于多阶段孵化环境不能为每枚种蛋创造最佳的孵化条件。例如，在多阶段孵化器中，平均蛋壳温度可以从最初阶段胚胎的37.5°C (99.5°F) 变化到发育后期胚胎的39.5°C (103.1°F)，所以很难找到一个使蛋壳温度适合每个发育阶段的胚胎的温度设定点。最终，在多阶段孵化器中不可能优化孵化率和雏鸡质量，尤其是当处理的种蛋质量不一致时。
因此非常清楚的是，单阶段孵化能使孵化率和雏鸡质量最大化，这是由于我们可以根据每个胚胎年龄和种蛋批次调整孵化温度、湿度和通风。
在一个单阶段孵化器中，调整设定条件以使蛋壳温度遵循自然模式，从而使最终产品的品质最优化。
例如，在Cobb种蛋试验中比较较低和较高温度的孵化情况，可看出先在37.2°C(99°F)孵化至第16天、而后从第16天开始在38.3°C( (100.9°F)下孵化的种蛋生产的雏鸡在第44天的体重最高。
为了获得最佳发育率，在孵化期的前2/3阶段的蛋壳温度应遵循一种自然的模式37.6-37.9°C(99.7-100.2°F)，而在余下的孵化期中的蛋壳温度为38.1-38.8°C(100.6-101.8°F)，如图1 所示。由于蛋的个体差异性，较小的温度变化是允许的。
蛋壳温度作为主要参数
单阶段孵化要求孵化器装备有加热、降温、通风、加湿和翻转装置，而且它们可被精确独立控制。为了使孵化的雏鸡大小均匀，种蛋必须被快速同时加温，因此从孵化器到种蛋的热传递的动力和均匀度是孵化器性能的一个重要方面。在一个分成独立单元的孵化器中，最好采用均一的温度，每个单元都有它自己的气候控制装置。这样孵化间不需要管理者操心，通过采用设计和监控程序定制的孵化器，不同种蛋的孵化效果就能大大改进。另外，温度控制系统必须准确，所以超过设定温度可接受范围的温度的偏离或波动都要避免。再者，孵化间管理者必须能调整孵化器温度以将蛋壳温度保持在鸡胚可接受水平。在设计孵化程序的过程中，一个具有代表性的种蛋样品的平均蛋壳温度应该是主要的参数。
结论
现在我们了解家禽业遗传学的发展已经产生不同的家禽品种，所有这些品种都有特定的孵化条件。通过生产性状的选择，胚胎代谢发生变化。为了获得最佳细胞分化和成长，胚胎要依靠特定的蛋壳温度。因此孵化管理者拥有独立控制温度、湿度和通风的能力和设备是非常重要的。
在实验中，Pas Reform意识到温度对于获得最佳胚胎发育的重要性，另外，蛋壳温度应作为孵化程序设计的主要参数。
为了获得最佳孵化率和雏鸡质量，我们已经发现并建议蛋壳温度应遵循自然模式，即在孵化期的前2/3阶段里，蛋壳温度在37.6-37.9°C(99.7-100.2°F)的范围内，而余下的孵化期蛋壳温度应在38.1- 38.8°C (100.6-101.8°F)的范围内。由于种蛋类型的差异，可能会发生蛋壳温度的较小波动。以这种方式，孵化间管理者能预测孵化时间和孵出鸡雏的均匀度。
注意：
1在这篇文章中我们讨论了温度如何影响胚胎的分化和生长。在孵化期阶段温度的影响本文没有涉及。
2 必须采用测量范围在37°C和40°C之间的红外温度计系统地测量一批具有代表性的种蛋样品的平均蛋壳温度。需要记住的是要在一个运转的孵化器中测量蛋壳温度。因为根据胚胎发育阶段，一旦孵化器停止工作或者将种蛋拿出孵化器，那么蛋壳温度将会立即降低或升高。
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根据要求可以提供参考文献
来源：Pas Reform 孵化所技术专家
