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Doctoral Thesis
2023
Effects of a reduction of dietary levels of calcium and phosphorus on performance, bone minerals and mineral excretion of turkey breeder hens in the rearing and laying period
Effects of a reduction of dietary levels of calcium and phosphorus on performance, bone minerals and mineral excretion of turkey breeder hens in the rearing and laying period
Abstract (English)
Phosphorus (P) is an essential mineral in feed for livestock and has finite resources all over the world. The aim of this study was to obtain an idea about the reduction potential of P in the diets of turkey breeders. As the metabolism of P is interlinked with the metabolism of calcium (Ca), Ca was also examined. Therefore, the requirements of P and Ca were studied using a factorial approach. As data about the requirements of these minerals in turkey breeders is limited, the present study mostly used data from other poultry species. Thus, this study can be viewed as an approach to building new resilient data for turkey breeder hens.
The results of the factorial approach were embedded in a feeding program for turkey breeder hens during rearing and laying with two different treatments. One group was fed a standard feed (practical diet used before the trial), while the other group was fed a Ca/P reduced feed. In total, four trials were conducted: trials I and III focused on the rearing period while trials II and IV focused on the laying period. All trials were observed independently but the hens from trial I were used also in trial II afterwards for studying long-term effects. In each trial, body weight and feed intake were measured throughout the trial period. Bone mineralization was studied in trial I, including analyses of bone ash as well as Ca and P in the bone ash from the tibia of fallen and culled animals. The egg components were studied in eggs from trial II, including analyses of the percentages of albumen, egg yolk, and egg shell; Ca in albumen; P in albumen; Ca in egg yolk; P in egg yolk; water in egg shell; Ca in egg shell; and P in egg shell. In trials II and IV, laying performance, egg weights, number (and causes) of culled eggs, fertility, hatchability, as well as body weight and fitness of the hatchlings were additionally observed. At the end of each trial, the concentrations of dry matter, Ca, and P in manure were analyzed and a nutrient balance was calculated to classify the results.
Body weight development exhibited significant differences between the treatments in eight out of 30 weeks in trial I (five weeks had a higher mean weight in the group with standard feed; three weeks had a higher mean weight in the group with Ca/P reduced feed); three out of 28 weeks in trial II (two weeks had a higher mean weight in group with Ca/P reduced feed; one week had a higher mean weight in the group with standard feed); four out of 30 weeks in trial III (higher mean weight in the group with Ca/P reduced feed); and two weeks out of 28 in trial IV (higher mean weight in the group with Ca/P reduced feed).
The feed intake data also fluctuated, with three out of 30 weeks exhibiting a significant difference in trial I (higher mean feed intake in the group with Ca/P reduced feed) and one week with a significant difference in trial II (higher mean feed intake in the group with standard feed). The observations throughout all of the trials revealed the tendency for a higher mean feed intake in the groups with Ca/P reduced feed.
A significant difference concerning bone mineralization was not observed. Moreover, the results of laying performance, fertility, and hatchability exhibited no differences between the treatments.
Regarding the egg weight in trial II, there were eight weeks with a significant difference between the treatments (seven weeks with a higher mean egg weight in the group with standard feed; one week with a higher mean egg weight in the group with Ca/P reduced feed). In trial IV, only one week exhibited a significant difference between the treatments (higher mean egg weight in the group with Ca/P reduced feed).
Regarding the weight of hatchlings in trial II, three weeks had a significant difference between the groups (higher mean weight in the group with standard feed). In trial IV, no significant difference was observed for any week all throughout the trial period.
The analyses of egg components revealed significant differences between the treatments according to the percentages of albumen and egg yolk and the calculated value of total Ca in the egg (including the shell).
In trials I and III, significant differences existed between the treatments in the concentration of Ca in manure, with a lower level in the group with Ca/P reduced feed.
This study concluded that a reduction in the dietary levels of Ca from 1.00–1.10% to 0.56–0.80% and of P from 0.48–0.61% to 0.35–0.50% (av. P) or 0.70–0.80% to 0.50–0.60% (total P) in rearing and a reduction of the dietary levels of Ca from 2.90% to 2.80% or 2.60% and of P from 0.36% to 0.30% or 0.24% (av. P) or from 0.65% to 0.50% (total P) in laying in the feed of turkey breeder hens are possible and did not result in disadvantages. As the present study also compared the results with required recommendations and target levels from breeding companies, it was also able to conclude that these levels are obsolete and should be adjusted downwards.
Abstract (German)
Phosphor (P) ist ein essentielles Mineral in der Fütterung von Nutztieren, stammt aber aus erschöpflichen Quellen. Ziel dieser Studie war es das Potential einer Reduktion von P in der Fütterung von Putenelterntierhennen (PEH) auszuloten. Da die Metabolismen von P von Calcium (Ca) sich gegenseitig beeinflussen, wurde auch Ca mit betrachtet. Die Bedürfnisse von P und Ca wurden mittels faktorieller Bedarfsermittlung (fBE) bestimmt. Dabei stammten die meisten Daten von anderen Geflügelarten, da die Datenlage bezogen auf Puten und besonders PEH stark limitiert ist.
Die Ergebnisse der fBE wurden in ein Futterprogramm für PEH eingebettet. Dabei wurde eine Gruppe der Tiere mit dem praxisüblichen Standardfutter (SF) versorgt, eine zweite Gruppe bekam ein Futter mit einem reduziertem Ca- und P-Gehalt (Versuchsfutter, VF). Insgesamt wurden vier Versuche (Vs) durchgeführt: Vs I und III in der Aufzucht-, Vs II und IV in der Legephase. Alle Vs wurden unabhängig betrachtet, Vs II erhielt aber die Tiere aus Vs I (um mögliche Langzeiteffekte beobachten zu können). In jedem Vs wurde das Körpergewicht (KG) und die Futteraufnahme (FA) über den gesamten Versuchszeitraum erfasst. Die Mineralstoffgehalte der Tibia-Knochen wurde an Knochen von gefallenen Tieren aus Vs I untersucht. Die Analysen umfassten dabei den Anteile an Knochenasche sowie Ca und P in der Knochenasche. Die Zusammensetzung und Inhaltsstoffe der Eier wurde an Eiern aus Vs II bestimmt und umfassten die Bestimmung der Anteile von Eiweiß, Eidotter und Eischale sowie Ca im Eiweiß, P im Eiweiß, Ca im Eidotter, P im Eidotter, Wasser in der Eischale, Ca in der Eischale und P in der Eischale. In Vs II und IV wurde zusätzlich auch noch die Legeleistung, die Eigewichte, die Menge (und Gründe) aussortierter Eier, die Befruchtungsrate, die Schlupfrate und das Gewicht und die Fitness der Küken über die gesamte Versuchsperiode erfasst. Am Ende jedes Vs wurde der Mist im Hinblick auf seine Konzentration von Trockensubstanz sowie Ca und P analysiert. Anschließend wurde zusätzlich eine Nährstoffbilanz von Ca und P berechnet um die Ergebnisse einordnen zu können.
Die Gewichtsentwicklung der Hennen zeigte signifikante (sig.) Unterschiede zwischen beiden Gruppen in acht von insgesamt 30 Wochen in Vs I (fünf mit höherem mittleren KG in der Gruppe mit SF, drei mit höherem mittleren KG in der Gruppe mit VF), in drei von insgesamt 28 Wochen in Vs II (zwei mit höherem mittleren KG in der Gruppe mit SF, eine mit höherem mittleren KG in der Gruppe mit VF), vier von insgesamt 30 Wochen in Vs III (höheres mittleres KG in der Gruppe mit VF) und zwei von insgesamt 28 Wochen in Vs IV (höheres mittleres KG in der Gruppe mit VF).
Auch die FA in diesem Versuch zeigte ein unklares Bild. In Vs I zeigte sich in drei unterschiedlichen Wochen ein sig. Unterschied zwischen beiden Gruppen (höhere FA in der Gruppe mit VF). In Vs II konnte nur in einer Woche ein sig. Unterschied gefunden werden (höhere FA in der Gruppe mit SF). Die Betrachtung aller Vs zeigte einen Trend zu einer höheren FA in der Gruppe mit VF.
Die Analysen der Knochenzusammensetzung zeigten keinen Unterschied zwischen beiden Gruppen. Auch die Ergebnisse in Bezug auf Legeleistung, Befruchtungsrate und Schlupfrate zeigten keine Unterschiede.
Die Ergebnisse zum Eigewicht zeigten acht Wochen mit einem sig. Unterschied zwischen beiden Gruppen (sieben mit höherem mittleren Eigewicht in der Gruppe mit SF, eine mit höherem mittleren Eigewicht in der Gruppe mit VF). In Vs IV zeigte nur eine Gruppe diesen Unterschied (höheres mittleres Eigewicht in der Gruppe mit VF). Das Gewicht der Küken in Vs II zeigte drei Wochen mit einem sig. Unterschied zwischen beiden Gruppen (höheres mittleres Kükengewicht in der Gruppe mit SF). In Vs IV konnten kein sig. Unterschied zwischen den beiden Gruppen beobachtet werden.
Die Analyse der Eiinhaltsttoffe zeigte einen sig. Unterschied zwischen beiden Gruppen in Bezug auf den Gehalt von Eiweiß, Eidotter und dem berechneten Gesamtanteil von Ca im Ei (inklusive Eischale). Vs I und III zeigten einen sig. Unterschied beider Gruppen bei der Konzentration von Ca im Mist (niedrigere Konzentration in der Gruppe mit VF).
Es kann geschlussfolgert werden, dass eine Reduktion der Konzentration von Ca von 1,00-1,10% zu 0,56-0,80% und eine Reduktion der Konzentration von P von 0,48-0,61% zu 0,35-0,50% (verf. P) bzw. 0,70-0,80% zu 0,50-0,60% (Gesamt-P) im Futter von PEH im Verlauf der Aufzucht zu keinen negativen Auswirkungen auf die Tiere führte. Auch eine Reduktion der Konzentration von Ca von 2,90% zu 2,80% oder 2,60% und eine Reduktion der Konzentration von P von 0,36% zu 0,30% oder 0,24% (verf. P) bzw. 0,65% zu 0,50% (Gesamt-P) im Futter von PEH in der Legephase zeigte keine negative Auswirkung auf die Entwicklung und Leistung der Tiere. Der Vergleich der Ergebnisse mit Zielvorgaben von Zuchtunternehmen zeigte, dass diese Werte veraltet sind und einer Überarbeitung und Korrektur hin zu niedrigeren Werten bedürfen.
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Notes
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Faculty
Faculty of Agricultural Sciences
Institute
Institute for Animal Nutrition
Examination date
2023-01-31
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English
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Publisher place
Classification (DDC)
630 Agriculture
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Standardized keywords (GND)
Sustainable Development Goals
BibTeX
@phdthesis{Gickel2023,
url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/6812},
author = {Gickel, Julia Maria},
title = {Effects of a reduction of dietary levels of calcium and phosphorus on performance, bone minerals and mineral excretion of turkey breeder hens in the rearing and laying period},
year = {2023},
school = {Universität Hohenheim},
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