精准控温对孵化率的影响

摘要

温度控制的精准性直接影响种蛋孵化品质，这个精准性不仅是孵化时的各个空间、区间的温差较小，在孵化各阶段，对温度的控制要求也极为严格。为此，本文从胚胎发育、蛋内物质变化2方面简述了温度对种蛋孵化的影响；介绍了孵化前期、中期、后期3个阶段适宜的温度范围；探讨了精准控温的重要性、技术手段、面临的挑战与解决方案。

关键词

精准控温 / 孵化率 / 胚胎发育 / 温度调控技术

孵化企业的经济效益高度依赖孵化率，而温度作为胚胎发育的核心环境变量，直接调控胚胎代谢动力学、器官分化效率及幼雏生理机能。据测算，温度波动超过±0.5 ℃即可导致孵化率下降5%～15%。已发表文献多从生物角度探讨孵化适合的温度，或者孵化设备温度设定的精确和智能化。本文则通过分析温度对种蛋孵化的多维度影响机制，探讨可以通过无线测温设备实现精准控温技术的关键路径，并结合产业现状提出技术优化方向，以期为孵化设备研发与孵化企业生产实践提供科学依据。

1 温度对种蛋孵化的影响

1.1 对胚胎发育的影响

胚胎发育是一个复杂而有序的过程，适宜的温度能确保胚胎细胞的正常代谢和分裂，促进胚胎各器官和组织的正常发育。如王梦磊等^[1]研究发现，鸡胚在孵化过程中，温度37.8 ℃、相对湿度60%时，胚胎发育正常。而温度过高或过低都会对胚胎发育产生不利影响。当温度过高时，胚胎代谢加快，氧气消耗增加，可能导致胚胎缺氧、发育过快，雏鸡提前出壳，但往往体质较弱，成活率低。更有研究表明，孵化温度高于适宜温度时，雏鸡的畸形率会显著增加^[2]。相反，温度过低会使胚胎发育迟缓，孵化时间延长，增加胚胎感染疾病的风险，同样会降低雏鸡的质量和成活率，也同时增加设备的周转周期，从企业管理上降低了资产利用率，导致生产成本的增加。

1.2 对蛋内物质变化的影响

温度不仅影响胚胎发育的生化反应进程，同时还影响蛋内物质的变化，进而影响孵化率。在种蛋孵化过程中，蛋内的水分、营养物质等会随着温度的变化而发生相应改变。葛采月等^[3]指出，种蛋保存期间，温度会影响蛋重、蛋白高度、哈氏单位和蛋清pH等指标。适宜的孵化温度有助于维持蛋内物质的稳定，保证胚胎能够正常吸收营养物质。若温度不适宜，可能导致蛋白稀化、蛋黄膜破裂等问题，影响胚胎的营养供应，最终降低孵化率。

2 不同孵化阶段的适宜温度范围

2.1 孵化前期

孵化前期是胚胎细胞分裂和器官形成的关键时期，对温度较为敏感。这个时期尤其要稳定环境温度。一般来说，鸡胚孵化前期的适宜温度在37.5～38.5 ℃^[4-5]。在这个温度范围内，胚胎细胞能够正常进行有丝分裂，各器官原基开始形成。如童勤等^[6]以京红1号蛋鸡种蛋为对象，在孵化前期（0～10 d）将二氧化碳浓度控制在1%，此时保持适宜的孵化温度，可加速胚胎发育。若温度过高或过低，都可能导致胚胎发育异常，增加早期死亡率。

2.2 孵化中期

孵化中期胚胎发育迅速，代谢活动增强，需要消耗更多的能量，胚胎代谢也开始产生一些热量，此时适宜的温度范围一般在37.2～37.8 ℃^[5，7]。在这个阶段，胚胎的心脏、肝脏、肾脏等重要器官进一步发育完善，适宜的温度有助于维持胚胎的正常代谢和生理功能。如果温度波动过大，可能会干扰胚胎的正常发育进程，影响器官的发育和功能。

2.3 孵化后期

孵化后期胚胎逐渐成熟，雏鸡即将破壳而出。此阶段适宜的温度范围通常在36.5～37.5 ℃^[5，7]。随着胚胎生命的发育，其个体生化反应逐渐增强，机体产热也缓慢增加，这时需要适当降低孵化温度以保持环境温度相对稳定。同时雏鸡的肺部发育和呼吸功能的完善更需要合适的温度。若温度过高，可能导致雏鸡出壳困难，甚至因过热而死亡；温度过低则会使雏鸡出壳延迟，增加雏鸡在蛋壳内的消耗，降低雏鸡的活力。

3 精准控温的重要性

3.1 减少胚胎死亡率

精准控温能够为胚胎发育提供稳定且适宜的环境，有效减少死亡率。研究表明，温度波动是导致胚胎死亡的重要因素之一^[5]。当温度波动较大时，胚胎的代谢和生理功能会受到干扰，可能引发胚胎发育异常甚至死亡。通过精准控制温度，将温度波动控制在极小的范围内，可以降低胚胎死亡率，提高孵化成功率。例如，潘泽锴等^[8]设计的智能孵化系统，通过精确控制孵化过程中的温度等参数，有效提高了孵化率和健雏率。

3.2 提高雏鸡质量

适宜且稳定的温度有助于生化反应的正常发生，促进胚胎机体的组织、器官发育及免疫系统的形成，提高出壳幼雏的健康度。如唐润姿等^[2]研究发现，在肉鸡胚蛋孵化过程中进行适当的热处理，可使雏鸡在出壳后具有更好的耐热性和生产性能。这就是因为精准控制的环境温度能够保证胚胎在发育过程中各器官和组织得到充分发育，从而得到了更健康的幼雏。

3.3 提升孵化效率

温度参数动态调控可显著提升胚胎发育同步性，实现孵化进程的时间优化。研究表明，胚胎发育阶段特异性温度场调控通过激活HSP90-Erk信号通路，可使孵化周期压缩8～12 h，同时将代谢同步率提升至（93.5±2.1）%。龚绍明等^[7]构建的鹅胚多模态温控策略（阶段温差≤0.25 ℃）证实，精准匹配卵黄囊血管化（E7-E14）与尿囊呼吸转换（E24-E28）关键节点的温度梯度，不仅使出雏时间窗缩短34.6%（由常规42±6 h降至27±3 h），更通过调控线粒体生物合成相关基因（TFAM、NRF1）表达，使孵化设备周转率提升19.8%。有效降低设备空置能耗（17.3 kW·h/万枚）与管理成本（人工减少22%）。

4 精准控温的技术手段

4.1 先进的孵化设备

孵化设备先进与否，智能化只是考量的一个方面，更重要的是要构造一个种蛋受热均匀且一致的空间，并且能精细地调控孵化温度，实现分区监管和调控。这在鸽子种蛋孵化中已被广泛应用，其能够根据预设的温度参数自动调节加热或制冷装置，使温度精确保持在设定范围内^[9]。

4.2 智能控制系统

基于认知控制架构的孵化微环境动态调控系统，通过多源环境感知模块（含热电堆阵列与光纤布拉格光栅传感器）实现热力学参数实时捕获，其非线性控制算法可建立温度－胚胎代谢速率耦合模型。潘泽锴等^[8]开发的5G-MEC边缘智能调控装置，采用LSTM神经网络预测胚胎发育阶段，建立温度矩阵函数模型，采用人工智能算法优化，通过软硬件适配测试，精准温度控制，最终实现孵化集中度指数（HCI）达（94.3±1.6）%，整体孵化率提升约4%，健雏率较传统系统提高3%（P＜0.05）。

4.3 精准控温的检测方法

生产和设计孵化设备的厂家很多，更有适用于不同规模、不同品种的型号区分，是否能够达到精准控制温度，设备设计厂家和孵化企业都可以借助无线测温设备，检测设备内部放置种蛋以后是否受热均匀，是否能够达到要求的温度。以SPS061无线温度传感器为例，外形小尺寸的有45 mm×30 mm ×15 mm（长×宽×高），完全可以放置于蛋壳之中，同种蛋混在一起受热，能精准测定各个位置是否受热均匀，受热是否能达到孵化的精准要求。

5 精准控温的应用案例分析

5.1 鸡种蛋孵化

在鸡种蛋孵化方面，许多养殖场通过精准控制温度取得了良好的效果。蔡霞等^[4]将 279 804个来源于 37～45 周龄海兰褐父母代的合格种蛋随机分成2组，分别采用单阶段大箱体孵化器和多阶段巷道式孵化器进行孵化，并精准控制温度。结果发现，随着周龄的增加，单阶段组受精蛋孵化率和受精蛋健雏率更高，在43和45周龄时差异显著。这表明精准控制温度并结合合适的孵化模式，能够显著提高鸡种蛋的孵化性能。

5.2 鹅种蛋孵化

龚绍明等^[7]进行了鹅种蛋孵化试验，采用“单阶段”变温和“二阶段”恒温孵化模式，每种模式设定不同的温度和湿度参数。结果显示，2种孵化模式下，采用较高温度的孵化方案具有更高的孵化率和更短的出雏窗口期，“单阶段” 变温孵化模式的孵化率显著高于 “二阶段”恒温孵化。这说明在鹅种蛋孵化过程中，精准控制温度并选择合适的孵化模式对提高孵化率至关重要。

6 精准控温面临的挑战与解决方案

6.1 温度均匀性问题

在大型孵化场中，由于孵化设备体积较大，不同位置的种蛋温度均匀性难以保证。为了解决这一问题，可以采用循环通风系统，使孵化箱内的空气充分流动，确保温度均匀分布。同时，在孵化设备的设计上，可以优化内部结构，对内部受热空间多方位采集数据，为合理调控提供准确的参数，加热设计减少温度死角，提高温度的一致性。

6.2 设备成本与维护

先进的精准控温设备通常成本较高，这对于一些小型养殖企业来说可能是一个负担。此外，设备的维护和保养也需要一定的技术和资金投入。针对这一问题，一方面，设备制造商可以不断优化产品设计，降低设备成本，提高设备的性价比；另一方面，养殖企业可以加强与设备供应商的合作，获取专业的技术支持和维护服务，确保设备的正常运行。孵化企业尤其要计算好投资的边际效益，选择最适合自己的投资模式。

6.3 种蛋差异对温度的适应性

不同品种、克重、周龄的种蛋对温度的适应性存在差异，这增加了精准控制温度的难度。养殖企业需要根据种蛋的具体情况，制定个性化的温度控制方案。通过对种蛋的来源、品种、周龄等信息进行详细记录和分析，结合实际孵化效果，不断调整和优化温度控制参数，以满足不同种蛋的孵化需求。

7 结 语

温度精准调控是提升孵化率，提高孵化企业效益的核心技术路径。这个精准不仅是孵化各个阶段温控更要符合胚胎发育各个阶段的特异性特点，更要孵化空间各个位置的受热均匀一致，这样可以有效缩短出雏时间窗，提高设备利用率，同时提高幼雏的健康率。虽然一定程度可以借助于孵化设备实现自动温控，然而，当前技术面临设备成本（小型场投入压力）、种蛋异质性（品种差异调控难度）及空间温度均匀性（大型设备温差＞0.5 ℃）等挑战。未来需通过三方面突破：开发低成本多模态传感器网络，构建基于AI的种蛋个性化温控模型，以及优化孵化箱体流体力学设计。

参考文献

[1] 王梦磊，赵思琦，徐梦竹，孵化过程中鸡胚性别分化期的判定[J].甘　肃　农　业　大　学　学　报，2024，59 ( 2 ):17-23.

[2] 唐润姿，赖世雄，王韩可，胚蛋的热处理对肉鸡耐热性及生产性能影响的研究进展[J].畜牧与兽医，2023,55(10):121-127.

[3] 葛采月，张洲颖，刘胜军，种蛋保存期间的变化与提高种蛋孵化率处理技术研究进展[J/OL].畜牧兽医学报：1-11(2025-02-24)[2025-04-06].

[4] 蔡霞，黄红梅,王台安，不同模式孵化器对海兰褐父母代种蛋孵化性能的影响研究[J].中国家禽，2020,42(6):107-109.

[5] 袁敏,丁虹,锡建中,蛋鸡种蛋孵化效果影响因素的决策树分析[J].中国畜牧杂志，2022,58(4)：257-262.

[6] 童勤，朱丽蓉，刘畅，孵化前期二氧化碳调控对蛋鸡种蛋孵化胚胎的影响[J].农业工程学报，2021,37 (16):177-183.

[7] 龚绍明，王惠影，王贤泽，不同温湿度组合对鹅种蛋孵化效果及孵化后雏鹅体重的影响[J].中国家禽，2024,46(3):115-119.

[8] 潘泽锴，陈锦雄.基于物联网技术的智能孵化系统研究与实现[J].实验室研究与探索，2022,41(5)：141-146.

[9] 李健，蒋小龙，于帅，鸽子种蛋孵化过程胚胎生长发育特点及失重率变化规律[J].黑龙江畜牧兽医，2020(19):145-147.