Partial and complete displacement of inorganic feed phosphates by microbial phytase decrease phosphorus excretion and maintain tibia integrity in broiler chickens fed maize-soybean meal or wheat-soybean meal based diets

Abstract

Supplementation of conventional poultry diets with inorganic phosphates is common practice owing to the poor bioavailability of phosphorus from vegetable feedstuffs. However these inorganic feed phosphates may pose risks of contamination to underground and surface water bodies, hence controlled reduction or elimination of inorganic feed phosphates by phytases is being considered as a safer alternative. The effect of a partial or complete displacement of inorganic feed phosphates by a microbial phytase on performance, phosphorus excretion, tibial integrity and serum mineral bioavailability in chickens fed either maize or wheat-soybean meal based diets was investigated in a 49d trial. One hundred and eighty unsexed day-old broiler chicks were allocated into six dietary treatments with three replicates in each treatment containing 10 birds per replicate. The experiment was arranged in a completely randomized design. Control diets based on either of maize or wheat were formulated, with dicalcium phosphate (DCP) included as the inorganic feed phosphate i.e. IFP only diets. Similar test diets were also formulated with 50% and 100% less DCP and supplemented with a microbial phytase included at 300g/tonne of feed, i.e. 50% IFP + phytase and phytase only diets. At 21- 49d, excreta was collected for estimation of phosphorus excretion and blood was collected to determine serum mineral availability and birds were slaughtered, tibia harvested for determination of tibia ash and morphology. Daily feed intake of chickens on the low NPP diets with phytase supplementation compared favourably with the IFP only treatments at 1-21d, 22-49d and 2-49d periods. Complete displacement of IFP reduced DLWG of chickens at 1-21d when compared to partial displacement in both maize (50%IFP + phytase vs phytase only, p <0.001) and wheatsoybean meal-based diets (50%IFP + phytase vs phytase only, p =0.02), despite phytase supplementation. A significant increase in FCR was observed between chickens on the IFP only diets and the phytase only diets in both cereal-based diet groups and between both low NPP maize-soybean meal-based diets supplemented with phytase (50% IFP + phytase vs phytase only, p < 0.001) at 0-21d. Chickens on the control diets showed comparable DLWG with chickens on the 50% IFP diet supplemented with phytase at 1-21d and 22-49d in both maize- and wheat-soybean meal-based groups. There was no significant influence of the dietary treatments on serum calcium and phosphorus concentration as well as tibia ash percentage and tibia morphology. Partial and complete displacement of inorganic phosphate by microbial phytase further showed a decrease in phosphorus excretion to the environment. In conclusion, phytase supplementation of a partially displaced IFP maize or wheat-soybean meal-based diet improved performance of broiler chickens with no negative influence on serum mineral concentration or tibia integrity, while complete displacement of IFPin broiler diets further reduced phosphorus excretion.

La supplémentation des régimes alimentaires conventionnels de la volaille avec des phosphates inorganiques est une pratique courante en raison de la faible biodisponibilité du phosphore provenant des aliments végétaux. Cependant, ces phosphates alimentaires inorganiques peuvent présenter des risques de contamination des masses d'eau souterraines et de surface, c'est pourquoi la réduction ou l'élimination contrôlée des phosphates alimentaires inorganiques par les phytases est considérée comme une alternative plus sûre. L'effet d'un déplacement partiel ou complet des phosphates alimentaires inorganiques par une phytase microbienne sur les performances, l'excrétion de phosphore, l'intégrité tibiale et la biodisponibilité des minéraux sériques chez des poulets nourris avec des régimes à base de maïs ou de farine de blé-soja a été étudié dans un essai de 49 jours. Cent quatre-vingt poussins de chair d'un jour non sexés ont été répartis en six traitements diététiques avec trois répétitions dans chaque traitement contenant 10 oiseaux par répétition. L'expérience a été arrangée dans une conception complètement randomisée. Des régimes témoins à base de maïs ou de blé ont été formulés, avec du phosphate dicalcique (DCP) inclus comme phosphate alimentaire inorganique, c'est-à-dire des régimes IFP uniquement. Des régimes de test similaires ont également été formulés avec 50 % et 100 % de moins de DCP et complétés par une phytase microbienne incluse à 300 g/tonne d'aliment, c'est-à-dire 50 % d'IFP + phytase et régimes à base de phytase uniquement. À 21-49 jours, les excréments ont été collectés pour estimer l'excrétion de phosphore et le sang a été collecté pour déterminer la disponibilité des minéraux sériques et les oiseaux ont été abattus, le tibia récolté pour la détermination de la cendre et de la morphologie du tibia. L'apport alimentaire quotidien des poulets sur les régimes à faible teneur en NPP avec une supplémentation en phytase se comparait favorablement avec les traitements IFP uniquement aux périodes de 1-21 jours, 22-49 jours et 2-49 jours. Le déplacement complet de l'IFPa réduit le DLWG des poulets à 1- 21 jours par rapport au déplacement partiel dans les régimes à base de maïs (50 % IFP + phytase vs phytase uniquement, p < 0,001) et de farine de blé-soja (50 % IFP + phytase vs phytase seulement, p = 0,02), malgré la supplémentation en phytase. Une augmentation significative du FCR a été observée entre les poulets sur les régimes IFP uniquement et les régimes uniquement à base de phytase dans les deux groupes de régime à base de céréales et entre les deux régimes à base de farine de maïs et de soja à faible NPP complétés par de la phytase (50 % IFP + phytase vs phytase uniquement , p < 0,001) à 0-21 j. Les poulets des régimes témoins ont montré un DLWG comparable à celui des poulets du régime IFP à 50 % supplémenté en phytase à 1-21 jours et à 22-49 jours dans les groupes à base de farine de maïs et de blé-soja. Il n'y avait pas d'influence significative des traitements diététiques sur la concentration sérique de calcium et de phosphore ainsi que sur le pourcentage de cendres du tibia et la morphologie du tibia. Le déplacement partiel et complet du phosphate inorganiquenpar la phytase microbienne a en outre montré une diminution de l'excrétion de phosphore dans l'environnement. En conclusion, la supplémentation en phytase d'un régime à base de maïs ou de farine de soja partiellement déplacé IFP a amélioré les performances des poulets de chair sans influence négative sur la concentration minérale sérique ou l'intégrité du tibia, tandis que le déplacement complet de l'IFP dans les régimes pour poulets de chair a encore réduit l'excrétion de phosphore.