Rabu, 29 Mei 2013

HEAT STRESS - Cekaman Panas pada Ayam Broiler


Cekaman Panas


      Cekaman panas atau heat stress  merupakan  kondisi saat ternak mengalami kesulitan untuk mempertahankan keseimbangan produksi dan pembuangan panas tubuh. Ayam akan memproduksi panas dan membuang kelebihan panas tubuh secara terkendali pada zona termonetral (thermoneutral zone) sehingga suhu tubuh konstan. Ketika temperatur lingkungan mencapai ambang batas atas (upper critical temperature), terjadi peningkatan akitivitas pembuangan panas melalui panting. Panting adalah respons normal terhadap panas dan dianggap sebagai masalah kesejahteraan hewan (animal welfare). Frekuensi panting meningkat sesuai dengan peningkatan temperatur lingkungan. Produksi panas melebihi kemampuan pembuangan panas yang maksimum (maximum heat loss) menyebabkan kematian setelah ayam menunjukkan cekaman panas yang intens (akut) atau cekaman panas yang berlangsung dalam waktu lama (kronis). Suhu tubuh ayam harus dijaga sekitar 39,9 – 41 oC, ayam akan mati apabila suhu tubuh meningkat sebanyak 4oC atau lebih (DEFRA, 2005).


Mekanisme Produksi Panas dan Pembuangan Panas pada Ayam


      Ayam broiler memiliki pertumbuhan cepat dan laju metabolisme yang cepat, disertai dengan produksi panas yang tinggi akibat tingginya konsumsi pakan. Ayam bersifat homeotermik dan mempertahankan suhu tubuh pada rentangan yang sempit, kemampuan mendisipasi panas menurun saat temperatur lingkungan meningkat (Yahav et al., 2005). Rentangan yang sempit tersebut digambarkan dengan sedikitnya selisih batas atas dan bawah dari ritme sirkadian suhu tubuh. Pada siang hari konsumsi menurun sehingga produksi panas menurun, hal ini dimaksudkan untuk menjaga keseimbangan suhu tubuh agak tidak melebihi ambang batas atas (May dan Lott, 1992).
      Pada temperatur lingkungan yang relatif rendah, panas didisipasi melalui sensible heat loss (SHL) secra radiasi, konduksi, dan konveksi. Mekanisme radiasi panas dari ayam ke lingkungan terjadi akibat perbedaan temperatur permukaan tubuh dan temperatur udara sekitarnya. Konveksi terjadi melalui aliran udara dari jengger, pial, wajah, kaki, jari-jari, leher, tubuh dan sayap  (Yahav et al., 2005). SHL dari jengger dan pial mencakup 34% dari total SHL pada suhu 35oC. Konduksi terjadi dengan menyalurkan panas dari tubuh ke permukaan benda, misalnya litter, lantai atau dinding kandang (Hilman et al., 1985).  Evaporasi pada ayam tidak terjadi melalui penguapan air yang dihasilkan oleh kelenjar keringat, melainkan dari mulut yang dikenal dengan istilah panting. Panting efektif apabila kelembaban lingkungan tidak terlalu tinggi. Temperatur dan kelembaban udara yang tinggi menyebabkan cekaman yang lebih parah daripada temperatur tinggi namun kelembabannya rendah. Panting  membutuhkan energi untuk aktivitas otot organ pernafasan,  panting yang cepat dan berat akibat temperatur ekstrim dapat meningkatkan frekuensi pernafasan hingga 10 kali lipat.

Panting

         Peningkatan frekuensi nafas membuang CO2 dalam jumlah besar dan meningkatkan pH darah sehingga terjadi alkalosis. Kadar kalium dan fosfat darah menurun, sedangkan natrium dan klorida meningkat. Konsekuensi dari panting yaitu  dapat menurunkan laju pertumbuhan atau justru menurunkan bobot badan (DEFRA, 2005).


Pengaruh Cekaman Panas terhadap Konsumsi dan Bobot Badan

     Peningkatan temperatur lingkungan kandang dari 21,1 – 32,2oC menyebabkan penurunan konsumsi pakan per ekor per hari  sebanyak 9,5% dari minggu ke 1 – 6. Ketika temperatur lingkungan meningkat dari 32,2 -37,8oC terjadi penurunan konsumsi sebesar 9,9% dibandingkan temperatur 21,1 oC (North dan Bell, 1990). Menurut May dan Lott (1992), peningkatan konsumsi air pada temperatur siklik 24 – 35 – 24 oC disertai dengan penurunan konsumsi pakan. Penurunan konsumsi pakan bertujuan untuk mencegah peningkatan panas yang dihasilkan dari proses pencernaan dan matabolisme. Peningkatan konsumsi air bertujuan untuk menurunkan temperatur tubuh dan memudahkan pembuangan panas.
            Penurunan konsumsi pakan jelas menghasilkan bobot badan yang lebih rendah. Bobot badan ayam broiler umur 6 minggu menurun sebesar 14,3% dan 21,2% pada suhu 32,2 oC dan 37,8 oC (North dan Bell, 1990).

Pertumbuhan ayam terganggu (kiri), normal (kanan)

Pengaruh Cekaman Panas terhadap Fisiologis

            Frekuensi nafas tergantung pada umur ayam, temperatur lingkungan, dan kelembaban. Peningkatan frekuensi nafas terjadi apabila terjadi peningkatan kelembaban (RH) lingkungan. Menurut Yahav (2000), frekuensi panting yang diestimasi dari pH darah dan pCO2 lebih tinggi pada temperatur 30oC dibandingkan 28oC. Frekuensi nafas ayam normalnya sebanyak 20 – 30 kali per menit, tetapi saat temperatur 30,2oC dan kelembaban 89,0%, frekuensi nafas meningkat menjadi 39 kali per menit (Abioja et al., 2012).
            Rasio heterofil-limfosit adalah rasio indikator cekaman yang nilainya dipengaruhi oleh berbagai stressor, misalnya temperatur lingkungan yang tinggi. Rasio heterofil-limfosit yang tinggi berkorelasi negatif dengan bobot badan dan berkorelasi positif dengan mortalitas (Puvaldopirod dan Thaxton, 2000).
   
Strategi Pemberian Pakan selama Cekaman Panas

            Pembatasan pakan dapat dilakukan untuk mengurangi beban panas saat temperatur lingkungan tinggi. Pemuasaan selama 2 jam sebelum periode terpanas di siang hari dapat memperbaiki FCR dan menurunkan angka mortalitas tanpa mempengaruhi bobot badan (Yalcin et al., 2001). Ayam yang diberi pakan lebih sedikit selama 2 jam sebelum periode terpanas di siang hari mengalami peningkatan bobot badan sebesar 2,8% dan penurunan rasio heterofil:limfosit dibandingkan ayam yang diberi pakan ad libitum. Hal ini berarti pembatasan pakan selama cekaman panas dapat mengurangi efek bahaya cekaman panas.


Pilih bahan pakan dengan teliti untuk free choice feeding

            Cara lainnya adalah dengan pemberian pakan basah (wet feeding). Penambahan air dapat menstimulasi pencernaan dan absorbsi, memudahkan kerja lambung dan usus dalam mencerna pakan. Penambahan acidifier berupa asam organik dalam ransum basah dapat menciptakan kondisi optimal bagi enzim pencernaan sehingga pakan mudah dicerna dan diserap, serta meningkatkan pertambahan bobot badan dan menurunkan FCR (Khoa, 2007). Penambahan air dalam pakan dapat mengurangi viskositas digesta dan menyebabkan laju pencernaan yang lebih tinggi dan menstimulasi aktivitas enzimatik dari dinding usus (Yasar dan Forbes, 2000).
            Metode lainnya yaitu dengan suplementasi vitamin, mineral, dan herbal tertentu, misalnya vitamin C (asam askorbat), mineral seng (Zn) dan madu. Penambahan vitamin C dalam air minum dapat menurunkan suhu rektal dan frekuensi panting saat siang hari pada ayam yang dipelihara dalam kandang semi terbuka. Vitamin C dapat menghambat sekresi dan pelepasan kortikosteron yang bersifat sitositik dalam konsentrasi tinggi selama periode cekaman (Pardue dan Thaxton, 1986 dalam Abioja et al., 2012). Seng (Zn) berperan dalam sistem imun tubuh.  Suplementasi Zn sebanyak 34, 68, dan 181 mg/kg ransum dapat meningkatkan aktivitas antibodi, meningkatkan bobot organ limfoid, jumlah makrofag, dan kemampuan fagositosis makrofag pada temperatur lingkungan 23,9 – 35oC (Bartlett dan Smith, 2003).  Suplementasi 20 ml madu per liter air minum menurunkan frekuensi panting dan denyut jantung karena madu mengandung fitohormon yang berperan dalam kontraksi dan relaksasi otot jantung maupun paru-paru. Madu berpengaruh dalam meningkatkan bobot relatif kelenjar timus, hal ini menunjukkan bahwa aktivitas kelenjar timus mengalami peningkatan untuk mekanisme sistem kekebalan tubuh (Abioja et al., 2012).

Heat stress berbahaya & sangat merugikan, karena itu harus dicegah


Referensi
Abioja, M.O., K.B. Ogundimu, T.E. Akibo, K.E. Odukoya, O.O. Ajiboya, J.A.Abiona, T.J. Williams, E.O. Oke, dan O.O. Osinowo. 2012. Growth, mineral deposition, responses of broiler chickens offered honey in drinking water during hot-dry season. 

Bartlett, J.R. dan M.O. Smith. 2003. Effects of different levels of zinc on the performance and immunocompetence of broilers under heat stress. 

Cheng, T.K., M.L. Hamre, dan C.N. Coon. 1999 Effect of constant and cyclic environmental temperatures, dietary protein, and amino acid levels on broiler performance. 

Corzo, A., E.T. Moran, dan D. Hoehler. 2003. Lysine needs of summer-reared male broilers from six to eight weeks of age. 

Department for Environmental Food and Rural Affair (DEFRA). 2005. Heat Stress in Poultry : Solving the Problem

Hilman, P.E., Scott, N.R. dan Van Tienhove, A. 1985. Physiological responses and adaptations to hot and cold environments, in: YOUSEF, M.K. (Ed.) Stress physiology in livestock

Khoa, M.A. 2007. Wet and coarse diets in broiler nutrition: Development of the GI tract and performance. PhD Thesis. Waningen University and Research Centre, Wageningen.

May, J.D., B.D.Lott, dan J.D. Simmons. 1997. Water consumption by broilers in high cyclic temperatures: bell versus nipple waterers. 

North, M.O. dan D.D. Bell. 1990. Commercial Chicken Production Manual

NRC. 1994. Nutrient Requirements of Poultry. 9 ed. National Research Council.

Puvadolpirod, S. dan  J.P. Thaxton. 2000. Model of physiological stress in chickens : response parameters.

Sakomura, N.K., F.A. Longo, E.O. Oviedo-Rondon, C. Boa-Viagem dan A. Ferraudo. 2005. Modeling energy utilization and growth parameter description for broiler chickens. 

Yahav, S. 2000. Relative humidity at moderate ambient temperatures: its effect on male broiler chickens and turkeys. 

Yahav, S., D. Shinder,  J. Tanny, dan S. Cohen. 2005. Sensible heat loss: the broilers paradox.

Yasar, S. dan J.M. Forbes. 2000. Enzyme supplementation of dry and wet wheat-based feeds for broiler chickens: performance and gut responses. 

Yalcin, S., S.Ozkan, L. Turkmut, dan P.B. Siegel. 2001.Responses to heat stress in commercial and local broiler stocks. 1. Performance traits. 

Yo, T., P.B. Siegel, H.Guerin, dan M. Picard. 1997. Self-selection of dietary protein and energy by broilers grown under a tropical climate: effect of feed particle size on the feed choice. 

Jumat, 24 Mei 2013

Ayam Broiler dari Waktu ke Waktu

Saatnya kita belajar sejarah! 


Ayam broiler alias ayam ras pedaging ternyata memiliki sejarah yang cukup panjang. Jaman dahulu sebelum peternakan ayam pedaging berkembang, broiler adalah ayam jantan muda (cockerel) yang diafkir dari peternakan. Breeding nya sendiri dimulai sekitar tahun 1916. Broiler berasal dari hasil persilangan pejantan bangsa Cornish (ayam kelas Inggris yang punya karakteristik tubuh besar, persentase otot dada yang tinggi) serta ayam Plymouth Rocks putih betina (ayam yang memiliki karakteristik tulang besar). Daging ayam hasil persilangan ini mulai diperkenalkan pada tahun 1930an dan menjadi populer pada 1960an. 

Namun hasil persilangan ini memiliki beberapa masalah, misalnya fertilitas rendah, pertumbuhan lambat, dan mudah terserang penyakit. Melalui berbagai tahapan seleksi dan rekayasa genetik, kini broiler modern memiliki karakteristik berbeda dari ayam persilangan Cornish x Plymouth Rock.

 x 
      White Cornish jantan                        White Plymouth Rock betina
hasilnya :

Broiler

Perkembangan Industri Ayam Pedaging dari Jaman Dahulu sampai Sekarang

Tahun 1800an – 1900an 
Di Eropa dan Amerika unggas dipelihara pada skala rumah tangga (sistem backyard farming), ayam hidup dan telur ayam digunakan untuk mencukupi kebutuhan keluarga dan kelebihannya dijual ke tetangga.

Tahun 1920an – 1930an 
Merupakan awal dari produksi broiler. Tingginya permintaan telur menyebabkan lebih banyak ayam petelur yang dipelihara sehingga ada kelebihan jumlah ayam jantan. Petani menjual kelebihan ayam jantan tersebut sebagai unggas penghasil daging. Selanjutnya terjadi peningkatan permintaan ayam pedaging. Petani menyadari bahwa sebagian jenis ayam sesuai untuk menghasilkan telur sedangkan lainnya sesuai sebagai penghasil daging sehingga ayam dipelihara dengan single purpose, yaitu sebagai penghasil telur saja (layer) atau daging saja (broiler) sehingga produksinya lebih terfokus dan efisien. Ayam dual purpose kurang populer karena produksinya sedang. Telur dan ayam dijual di pasar lokal (US Poultry and Egg Association, 2009).

Tahun 1940an
Seleksi genetik, peningkatan nutrisi, ilmu kesehatan hewan, dan kontrol lingkungan mulai diperhatikan pada tahun 1940an untuk meningkatkan performans broiler. Pada tahun 1945, pengusaha Amerika pemilik Atlantik & Pacific Tea Company menyelenggarakan kontes bertema "Chicken of Tomorrow". Babak kualifikasi berlangsung pada tahun 1946 – 1947, sedangkan final pada tahun 1948. Penilaian broiler berdasarkan pada beberapa faktor, antara lain laju pertumbuhan, konversi ransum, produksi daging dada dan paha. Pembibit yang unggul dalam kontes tersebut antara lain Peterson, Vantress, Cobb, Hubbard, Pilch, dan Arbor Acres. Seleksi dilakukan secara sederhana melalui metode mass selection berdasarkan karakteristik individu saja, yaitu dengan memilih ayam jantan dan betina dengan bobot terbesar. Sekitar 20 – 40% sifat dapat terkontrol dengan seleksi sederhana ini (Elfick, 2005). 

Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) mengembangkan sistem penilaian karkas (carcass grading) broiler pada tahun 1949 dengan tujuan untuk membantu konsumen mengetahui kualitas karkas dan menetapkan standar yang harus dicapai peternak (US Poultry and Egg Association, 2009).

Tahun 1950an - 1960an
Industri broiler mengembangkan semua aspek produksi, pemrosesan, maupun pemasaran sehingga hasilnya lebih efisien dan menguntungkan. Strategi pemasaran ditunjang dengan TV dan media massa untuk mempromosikan konsumsi daging ayam, kalkun, dan telur. National Broiler Council didirikan pada tahun 1954 untuk menstimulasi permintaan konsumen, namanya diganti menjadi National Chicken Council pada tahun 1990. Inspeksi atas industri broiler dilakukan secara mandatoris oleh Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) mulai tahun 1959  (US Poultry and Egg Association, 2009).

Tahun 1970an
Produksi broiler modern semakin berkembang pada tahun 1970an, penelitian mulai banyak dilakukan, banyak penemuan baru mengenai nutrisi, program penanganan penyakit dan teknologi. Kontributor yang penting pada era tersebut adalah mekanisasi processing dan teknologi otomatis. Peningkatan permintaan terhadap daging ayam broiler sangat pesat pada tahun 1980an, daging ayam dianggap sebagai sumber protein hewani yang menyehatkan dan murah jika dibandingkan dengan daging komoditas ternak lainnya. Konsumen memilih ayam yang dijual dalam bentuk potongan (cut up chicken) karena lebih praktis. Daging ayam beku siap olah mulai populer pada era ini. Berbagai restoran makanan cepat saji (fast food) berbahan baku ayam mulai berkembang, berkompetisi dengan restoran ternama seperti McDonald's dan KFC. Konsumsi daging ayam di Amerika Serikat pada tahun 1992 melebihi daging sapi  (US Poultry and Egg Association, 2009).

 



Tahun 1980an - 1990an
Sistem seleksi di tingkat broiler pembibit juga mulai berkembang pada tahun 1980an – 1990an. Teori indeks seleksi berdasarkan performans keluarga yang dilakukan pada tahun 1970an dikembangkan menjadi metode seleksi dengan BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) berdasarkan performans individu dan keluarga sehingga dapat diketahui bagaimana suatu sifat berkaitan satu sama lain. Seleksi yang dilakukan terus menerus diikuti dengan inovasi untuk menggabungkan siat-sifat unggul dan mengeliminasi sifat-sifat yang kurang menguntungkan. Pada tahun 2000an hanya ada tiga perusahaan pembibit yang tersisa, yaitu Cobb-Vantress (mencakup brand Cobb, Avian, Sasso, dan Hybro), Aviagen (mencakup brand Ross, Arbor Acres, Lohmann, Indian River, dan Peterson), serta Groupe Grimaud (mencakup brand Hubbard dan Grimaud Frere) (Elfick, 2005).


 
Produk dari Groupe Grimaud
Hubbard Parent Stock (Kiri), Hubbard Final Stock (Kanan)

 
Produk dari Cobb Vantress
Cobb Parent Stock (Kiri), Cobb Final Stock (Kanan)

  
Produk dari Aviagen
Ross Parent Stock (Kiri), Ross Final Stock (Kanan)


Tahun 1990an - 2000an
Permintaan pasar internasional pada tahun 1990an - 2000an tidak hanya mencakup daging dada, tetapi juga paha (leg quarters) dan cakar, terutama di Asia. Sebanyak 20% daging ayam dari Amerika Serikat diekspor ke berbagai negara. Konsep HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) mulai dikembangkan sejak 26 Januari 1998 untuk mengatur mengenai keamanan pangan dari aspek produksi, restoran, dan industri penyedia pangan (US Poultry and Egg Association, 2009). Industri perunggasan pada tahun 2000an terfokus pada empat hal, yaitu apakah aman bagi kesehatan manusia, apakah ternak terpenuhi kesejahteraannya, apakah mempengaruhi finansial konsumen, dan apakah menjamin keberlanjutan jangka panjang bagi industri (Elfick, 2005).


Perkembangan Performans Ayam Broiler

Berkat seleksi dan rekayasa genetik yang dilakukan terus-menerus, ditunjang dengan perkembangan manajemen dan teknologi terkait, performans ayam broiler semakin meningkat seiring perkembangan jaman. Di bawah ini ada tabel yang menggambarkan perkembangan performans broiler dari waktu ke waktu.

Tahun
Umur panen
(hari)
Bobot Akhir (kg)
FCR
Mortalitas (%)
1925
112
1,13
4,70
18
1935
98
1,30
4,40
14
1940
85
1,31
4,00
12
1945
84
1,37
4,00
10
1950
70
1,40
3,00
8
1955
70
1,39
3,00
7
1960
63
1,52
2,50
6
1965
63
1,58
2,40
6
1970
56
1,64
2,25
5
1975
56
1,71
2,10
5
1980
53
1,78
2,05
5
1985
49
1,90
2,00
5
1990
48
1,98
2,00
5
1995
47
2,12
1,95
5
2000
47
2,28
1,95
5
2005
48
2,44
1,95
4
2006
48
2,48
1,96
5
2007
48
2,50
1,95
4,5
2008
48
2,53
1,93
4,3
2009
47
2,54
1,92
4,1
2010
47
2,59
1,92
4,0
2011
47
2,63
1,91
3,8
Sumber : National Chicken Council, 2011.

Bagaimanakah broiler di masa depan? Pastinya akan lebih hebat dari sekarang..

Referensi
Elfick, D. 2005. A Brief History of Broiler Selection: How Chicken Became a Global Food Phenomenon in 50 Years. Aviagen International, Tennessee.


US Poultry and Egg Association. 2009. History of Poultry Industry.             http://www.uspoultry.org/educationprograms/PandEP_Curriculum/Documents/PDFs/Lesson2/HistoryofPoultryProductionver3Pres.pdf