Effects of the restriction of access to feed on growth performance and the development of the proximal part of the gastrointestinal tract in young broilers

Fondevila Lobera, Guillermo (2020). Effects of the restriction of access to feed on growth performance and the development of the proximal part of the gastrointestinal tract in young broilers. Thesis (Doctoral), E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.65650.

Description

Title: Effects of the restriction of access to feed on growth performance and the development of the proximal part of the gastrointestinal tract in young broilers
Author/s:
  • Fondevila Lobera, Guillermo
Contributor/s:
  • González Mateos, Gonzalo
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2020
Subjects:
Faculty: E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM)
Department: Producción Agraria
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Three experiments were conducted to evaluate the capacity of young broilers to adapt gastrointestinal tract (GIT) development to feed restriction (FR) programs, based on the physical restriction to the access to feed, and the effects on feeding behavior and growth performance. In experiment 1, we studied the effects of the age of the birds and the length of the fasting period on growth performance, anticipatory feeding behavior, and the development of the proximal part of the GIT. In experiment 2, we evaluated the effects of the length of the FR period in the response of broilers with or without a previous training to fasting in terms of growth performance (essay 1), GIT development (essay 2), and the retention of the digesta in the proximal part of the GIT during the fasting period (essay 3). In experiment 3, we studied the effects of the length of the FR period on the development of the GIT and growth performance in broilers varying in growth potential. In experiment 1, broilers were fed ad libitum (AL) from 1 to 6 d of age and then, fasted for 0, 4, 6, or 8 h per day from 7 to 19 d of age. At 10, 13, 16, and 19 d of age, immediately before the start of the FR period, the development of the crop and gizzard were evaluated. The experimental design was completely randomized and the linear (L) and quadratic (Q) effects of the length of the fasting period on feed intake (FI), body weight (BW) gain, feed conversion ratio (FCR), and GIT traits were determined. In addition, the effects of broiler age and the interactions with FR on GIT development were studied. From 7 to 19 d of age, FI (L, Q; P < 0.05) and BW gain (L; P < 0.01) decreased as the length of the FR period increased, with most of the differences observed from 7 to 13 d of age and with 6 or more hours of fasting. However, FCR was not affected by FR length. The relative weight of the crop (% BW) and its fresh content increased (L; P < 0.001) and the moisture of the digesta (%) decreased (L; P < 0.001) as the fasting period increased. The dried content (g) of the crop increased with FR, with most of the differences observed with 6 or more hours of fasting (L, Q; P < 0.001). At 19 d of age, the Lactobacillus spp. count in the crop increased (L; P < 0.05) with increases in the length of the FR period. Fasting did not affect any gizzard trait at any age. Physical restriction of the access to feed for 6 h or more reduced BW gain but did not affect FCR in broilers from 7 to 19 d of age. Feed restriction for 4 to 8 h stimulated FI in anticipation to the fasting conditions and increased crop development in broilers. In experiment 2, three essays were conducted to evaluate the effects of FR on growth performance, GIT development, and the retention of the digesta in the proximal part of the GIT in broilers from 6 to 14 d of age. In essay 1, broilers were fed AL from 1 to 5 d of age and then, assigned at random to 4 treatments that consisted in applying a FR period of 0, 4, 6, or 8 h/d from 6 to 14 d of age. Fasting impaired FCR (L; P < 0.001) and reduced FI and BW gain (L, Q; P < 0.001). Most of the differences observed occurred in birds fasted for 6 h or more. In essay 2, 7 treatments were tested: a positive control group with birds fed AL throughout the experiment, and 6 extra groups organized as a 3 × 2 factorial with birds fasted for 4, 6, or 8 h under trained (TR, restricted access to feed daily from 6 to 14 d of age) or non-trained (NTR, restricted access to feed only on d 14) conditions. On d 14, after the end of the fasting period, all birds had free access to feed for 60 min and then, the crop and gizzard were examined. In relative terms (% BW), the empty crop was heavier (P < 0.01) in the TR than in the NTR birds. The fresh digesta content of the crop increased with the length of the FR period (L; P < 0.001) with the greatest differences between the TR and the NTR groups being observed in birds under 4 h of fasting (P < 0.05 for the interaction). Gizzard traits studied were not affected by treatment. In essay 3, the experimental design and all management conditions were similar to those indicated for essay 2. On d 14, immediately after the end of the fasting period, all birds were fed for 60 min and then the feed was removed. After feed removal, the empty weight, digesta content (% BW), and pH of the crop and gizzard were determined at one hour interval for the next 4 h. The crop content increased with training (P < 0.05) and with the length of the fasting period (P < 0.001). However, independent of treatment, the effects of FR on crop content decreased with time and in fact, crop contents of all birds were negligible 3 h after feed removal (P < 0.001 for the interaction with time). Gizzard content was greater (P < 0.05) in TR than in NTR birds for the first 2 h after feed removal but not thereafter (P < 0.05 for the interaction with time). Crop (P < 0.001) and gizzard (P < 0.05) pH decreased with time after feed removal. In summary, fasting periods of 6 h/d or more impaired broiler performance from 6 to 14 d of age. Crop content, measured 1 h after the end of the fasting period, increased with training and with the length of the FR. In addition, fasting increased the storage capacity of the crop and the retention time of the digesta in the proximal part of the GIT, effects that were more pronounced in trained birds and that increased with the length of the fasting period. In experiment 3, the effects of the length of the FR on growth performance and on the development of the GIT were studied in broilers with high (Cobb 500) or medium (Hubbard JA757) growth potential, hatched over a hatching window (HW) of 24 h (Cobb-24 and Hubbard-24, respectively). A third group of broilers from the same batch of Cobb 500 birds was used but the HW was of 48 h (Cobb-48). Six treatments were organized as a 3 × 2 factorial with the 3 types of broilers and 2 fasting period lengths (4 vs. 8 h/d) applied from 7 to 21 d of age. All birds received a mash diet designed for slow-growth rate chickens. At 21 d of age, immediately after the end of their respective FR period, all birds had free access to feed for 60 min and the GIT was examined. No interactions between FR and broiler type were detected for any trait. From 7 to 21 d of age, the Cobb-24 birds grew faster than the Cobb-48 birds and both faster than the Hubbard-24 birds (P < 0.001). The FCR weas similar for the Cobb-24 and the Cobb-48 birds and better for Cobb than for Hubbard birds (P < 0.001). Broilers fasted for 4 h/d grew faster (P < 0.001) and had better FCR (P = 0.054) than broilers fasted for 8 h/d. The development of the organs of the GIT was not affected by broiler type, except for gizzard pH that was lower for the Cobb than for the Hubbard birds (P < 0.05). An increase in the FR period from 4 to 8 h/d increased the weight and the contents of the crop (P < 0.001) and the number of Lactobacillus spp. colonies (P < 0.01). In summary, prolonged HW reduced the BW of the Cobb broilers but did not affect GIT development at 21 d of age. An increase in the fasting period from 4 to 8 h/d reduced growth performance and increased the digesta content and Lactobacillus spp. counts of the crop of all birds, independently of their growth potential. In summary, the physical restriction of the access to feed for 6 h/d or more decreased FI in broilers for the first days after the implementation of the fasting strategy. The negative effects on growth performance observed during the period of adaptation to the FR strategy decreased with age and were not affected by broiler potential for growth. Fasting conditions changed broiler feeding behavior quickly with an increase in FI immediately before and after the absence of feed availability. In fact, birds anticipated their feeding behavior prior to the fasting period as soon as 3 d after the start of the FR strategy. The increase in the length of the FR period (from 0 to 8 h/d) stimulated the storage capacity of the crop and the retention time of the digesta in the proximal part of the GIT, an effect that was more intense in broilers with a previous training to fasting. Also, the number of colonies of Lactobacillus spp. in the crop increased with the length of the FR period. Fasting, however, had limited effects on gizzard development. In conclusion, fasting broilers for moderate periods of time (i.e., 6 h of darkness per day after 7 d of age), as proposed by the European Union, had limited influence on growth performance in young broilers, an effect that is expected to decrease or even disappear with age. The data confirm that independent of their growth potential, broilers are able to adapt rapidly their feeding behavior to the fasting conditions by stimulating the storage function of the crop before and after the FR period to compensate for the reduction in feed availability. ----------RESUMEN---------- La presente Tesis Doctoral está compuesta por tres experimentos cuyo objetivo principal es el estudio de los efectos de la adaptación de los pollos broiler a programas de restricción alimenticia (RA), basados en la restricción física del acceso al pienso, sobre el crecimiento, la conducta alimenticia y el desarrollo del tracto gastrointestinal (TGI) anterior. En el experimento 1, se estudiaron los efectos de la edad de los pollos y la duración del periodo de ayuno sobre el crecimiento, el consumo de pienso previo al ayuno y el desarrollo del TGI. En el experimento 2, se evaluó la influencia de un periodo de entrenamiento previo sobre la respuesta de los broilers a diferentes duraciones de ayuno sobre el crecimiento (ensayo 1), el desarrollo del TGI (ensayo 2) y el tiempo de retención de la digesta en el TGI anterior (ensayo 3). En el experimento 3, se estudiaron los efectos de la duración del periodo de RA sobre el crecimiento y el desarrollo del TGI en broilers con diferente potencial de crecimiento. En el experimento 1, los pollos fueron alimentados ad libitum (AL) de 1 a 7 d de edad. De 7 a 19 d de edad, las aves fueron sometidas a 0, 4, 6 u 8 h diarias de RA. A los 10, 13, 16 y 19 d de edad, inmediatamente antes del periodo de ayuno, se evaluó el desarrollo y contenido del buche y la molleja. El diseño experimental fue completamente al azar y se estudió el efecto lineal (L) y cuadrático (Q) de la duración del periodo de ayuno y su interacción con la edad del ave sobre el consumo medio diario de pienso (CMD), la ganancia media diaria de penso (GMD), el índice de conversión (IC) y el desarrollo de los órganos. No se detectaron interacciones entre la edad y la duración del periodo de RA para ninguno de los parámetros estudiados. De 7 a 19 d de edad, el aumento en la duración del periodo de ayuno de 0 a 8 h/d disminuyó el CMD (L, Q; P < 0.05) y la GMD (L; P < 0.01), diferencias que fueron más evidentes de 7 a 13 d de edad y con 6 h o más de RA. Sin embargo, la duración del periodo de ayuno no afectó al IC. El peso relativo (PR, % peso vivo) del buche y de su contenido fresco aumentó (L; P < 0.001) y la humedad de la digesta (%) disminuyó (L; P < 0.001) con el aumento en la duración del periodo de ayuno. Además, el contenido seco (g) del buche aumentó con la duración de la RA, diferencias que fueron significativas con 6 o más horas del ayuno (L, Q; P < 0.001). A los 19 d de edad, las colonias de Lactobacillus spp. en el buche aumentaron (L; P ≤ 0.05) con la duración del periodo de RA. Periodos de ayuno de 6 h o más redujeron la GMD pero no afectaron al IC en broilers de 7 a 19 d de edad. El aumento de la duración de la RA de 4 a 8 h estimuló el consumo de pienso inmediatamente antes del periodo de ayuno y mejoró el desarrollo del buche de los broilers. En el experimento 2, se realizaron tres ensayos para evaluar el efecto de la RA en broilers de 6 a 14 d de edad sobre el crecimiento, el de los órganos y la retención de la digesta en el tramo proximal del TGI. Todas las aves fueron alimentadas AL de 1 a 6 d de edad. En el ensayo 1, se aplicaron 0, 4, 6 y 8 h diarias de RA de 6 a 14 d de edad. El aumento en la duración del ayuno redujo el CMD y la GMD (L, Q; P < 0.001) y empeoró el IC (L; P < 0.001). En el ensayo 2, se aplicaron 7 tratamientos: un grupo control con pollos alimentados AL de 6 a 14 d de edad y 6 grupos experimentales organizados en un factorial 3 × 2 con 4, 6 y 8 h de RA aplicadas a pollos que fueron previamente entrenados (TR; con ayunos aplicados diariamente de 6 a 14 d de edad) o no entrenados (NTR; con ayunos aplicados únicamente el día 14 de vida) para afrontar los periodos de ayuno. Tras finalizar el periodo de ayuno a los 14 d de edad, todas las aves fueron alimentadas durante 60 min e inmediatamente después, el buche y la molleja fueron examinados. El PR del buche vacío fue superior en los pollos TR que en los NTR (P < 0.01). El contenido fresco del buche aumentó con la duración del ayuno (L; P < 0.001), observándose las mayores diferencias entre los pollos TR y los NTR con periodos de 4 h de RA (P < 0.05 para la interacción). En el ensayo 3, el diseño experimental y todas las condiciones de manejo fueron similares a las indicadas para el ensayo 2. A los 14 d de edad, tras acabar el periodo de ayuno, todas las aves fueron alimentadas durante 60 min e inmediatamente, se retiró el pienso de los comederos. Tras la retirada del pienso, el contenido, el peso y el pH del buche y de la molleja se analizaron en intervalos de una hora durante las siguientes 4 h. El PR del contenido del buche aumentó con el entrenamiento (P < 0.05) y con la duración del ayuno (P < 0.001). Sin embargo, los efectos observados sobre el contenido del buche disminuyeron con el tiempo y, de hecho, el contenido del buche fue casi insignificante 3 h después de la retirada del pienso independientemente del ayuno aplicado (P < 0.001 para la interacción con el tiempo). El contenido de la molleja disminuyó con el tiempo y fue superior en los pollos TR que en los NTR (P < 0.05) hasta 2 h después de la retirada del pienso, efecto que desapareció más adelante (P < 0.05 para la interacción con el tiempo). El pH del buche (P < 0.001) y de la molleja (P < 0.05) disminuyó con el tiempo tras la retirada del pienso. En resumen, un periodo de ayuno de 6 h/d o más de 6 a 14 d de edad redujo el crecimiento de las aves y empeoró el IC. El contenido del buche, medido 1 h después de finalizar el periodo de ayuno, aumentó con el entrenamiento y con la duración de la RA. Además, el ayuno aumentó el tiempo de retención de la digesta en el TGI anterior, especialmente en los pollos previamente entrenados y con el aumento de la duración de la RA. En el experimento 3, se estudiaron los efectos de la duración del periodo de RA sobre el crecimiento y el desarrollo del TGI en broilers seleccionados para crecimiento rápido (Cobb 500) o medio (Hubbard JA757). Los pollos fueron retirados de la nacedora tras una ventana de nacimientos (tiempo transcurrido desde la eclosión del primer huevo hasta la retirada de los pollos) de 24 h (Cobb-24 y Hubbard-24). Se utilizó un tercer grupo de pollos procedentes del mismo lote de Cobb 500 pero en los que la ventana de nacimientos fue de 48 h (Cobb-48). Todos los pollos fueron alimentados AL de 1 a 7 d de edad. De 7 a 21 d de edad, seis tratamientos se organizaron factorialmente como un 3 × 2 con los tres tipos de broilers y dos duraciones del periodo de ayuno (4 vs. 8 h/d) aplicadas. Todas las aves recibieron una dieta experimental diseñada para pollos de estirpes de crecimiento lento. A los 21 d de edad, tras la finalización del periodo de ayuno, todos los pollos fueron alimentados durante 60 min y diferentes parámetros de los órganos del TGI fueron analizados. No se observaron interacciones entre los efectos principales para los parámetros estudiados. De 7 a 21 d de edad, los pollos Cobb-24 crecieron más que los pollos Cobb-48 y ambos más que los pollos Hubbard-24 (P < 0.001). El IC fue similar entre los pollos Cobb-24 y Cobb-48, pero los pollos Cobb mostraron mejor IC que los pollos Hubbard (P < 0.001). Las aves sometidas a un ayuno de 4 h/d crecieron más (P < 0.001) y tendieron a mostrar mejor IC (P = 0.054) que las sometidas a 8 h/d de ayuno. El tipo de broiler tuvo un efecto limitado sobre el desarrollo de los órganos del TGI pero el pH de la molleja fue menor en los pollos Cobb que en los pollos Hubbard (P < 0.05). El aumento de la duración del periodo de ayuno de 4 a 8 h/d aumentó el peso (P < 0.001), el contenido (P < 0.001) y las colonias de Lactobacillus spp. (P < 0.01) del buche. Una prolongación de la ventana de nacimientos redujo el crecimiento de los pollos pero no afectó al desarrollo del TGI de los pollos a los 21 d de edad. El aumento de la duración del periodo de ayuno de 4 a 8 h/d aumentó el contenido y las colonias de Lactobacillus spp. del buche pero redujo el crecimiento de 7 a 21 d de edad de los pollos, independientemente de su potencial de crecimiento. En resumen, periodos de restricción física del acceso al pienso de 6 h/d o más redujeron el CMD y la GMD de los pollos durante los primeros días tras la implantación del ayuno. Los efectos negativos asociados a la adaptación de los broilers a las condiciones de ayuno sobre los rendimientos productivos disminuyeron con la edad de las aves y fueron similares entre broilers con diferente potencial de crecimiento. La RA cambió rápidamente la conducta alimenticia de las aves con un aumento del consumo de pienso inmediatamente antes y después del periodo de ayuno. De hecho, el aumento en el consumo de pienso como anticipación al ayuno fue observable apenas tres días después de la implantación de la RA. El aumento de la duración del periodo de RA (de 0 a 8 h/d) estimuló la capacidad de almacenamiento del buche y la retención de la digesta en el TGI anterior, un efecto que fue más evidente en pollos previamente entrenados. Además, el incremento de la duración del ayuno aumentó el número de colonias de Lactobacillus spp. en el buche. Sin embargo, la RA tuvo un efecto limitado sobre el desarrollo y funcionalidad de la molleja. En conclusión, periodos moderados de RA, como las 6 h/d de oscuridad establecidas por la Unión Europea, tienen una influencia limitada sobre el crecimiento de los pollos, efecto que tiende a disminuir e incluso a desaparecer con la edad. Los broilers son capaces de adaptar rápidamente el consumo de pienso a las condiciones de ayuno mediante el aumento de la capacidad de almacenamiento del buche durante el periodo inmediatamente anterior y posterior a la RA para compensar la reducción en el tiempo de disponibilidad del alimento.

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Item ID: 65650
DC Identifier: http://oa.upm.es/65650/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:65650
DOI: 10.20868/UPM.thesis.65650
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 14 Dec 2020 08:46
Last Modified: 14 Dec 2020 08:46
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