啄食材料提供及其可食性对蛋鸡生产性能指标影响的系统综述与荟萃分析

《Animals》：Effects of Pecking Materials Provision and Edibility on Productivity Indicators in Laying Hens: A Systematic Review and Meta-Analysis

　　

简单总结：啄羽是蛋鸡产业中主要的福利问题，导致应激并对生产性能和死亡率产生不利影响。作为对抗啄羽的主要措施，已向蛋鸡提供啄食材料，但各研究报告的效果不一致。根据本项荟萃分析，提供啄食材料显著降低了死亡率，而生产性能指标未受到显著影响。相比之下，体重对材料的可食性表现出相反的反应：可食性材料降低体重，而非可食性材料增加体重。值得注意的是，死亡率的降低与材料可食性无关。这些发现表明，啄食材料可作为一项有益的福利改善策略，在维持蛋鸡生产性能的同时降低死亡率。 摘要：当蛋鸡的觅食需求得不到满足时，会引发啄羽和同类相食行为，从而降低生产性能、增加应激并提高死亡率。提供啄食材料是一种福利措施，可将啄击行为从同群个体转向所提供的材料。本项荟萃分析评估了其对蛋鸡生产性能和死亡率的影响。遵循PRISMA指南，研究人员系统检索了PubMed、Google Scholar和ScienceDirect数据库，筛选出18篇文献（含24项实验），考察了啄食材料对体重（BW）、产蛋率（EPR）、日产蛋重（EM）、平均日采食量（ADFI）、蛋重（EW）、饲料转化比（FCR）和死亡率（MORT）的影响。采用SYRCLE工具评估的偏倚风险在各领域总体呈低至不清楚水平，但所有研究中照护者盲法均被评为高风险。研究人员采用随机效应模型汇总各研究的标准化均值差（SMD），并通过基于材料可食性的亚组分析（荟萃方差分析）探索异质性的潜在来源。总体而言，提供啄食材料降低了BW（SMD = ?0.59；95% CI：[?1.03, ?0.14]）和MORT（SMD = ?1.10；95% CI：[?1.79, ?0.42]）。亚组分析揭示了BW随可食性呈现相反模式（可食性：下降；非可食性：上升），而MORT则一致下降，与可食性无关。产蛋率和平均日采食量检测到发表偏倚，但剪补法调整后未改变总体结论。这些结果表明，提供啄食材料是一项在不损害生产性能的前提下降低死亡率的有效策略，并提示材料可食性可能部分解释了以往研究结果的不一致性。然而，鉴于多个领域存在较大的异质性和不明确的偏倚风险，需要纳入更广泛的材料类型和饲养条件开展进一步研究，以阐明变异来源。

1. 1.
   引言

蛋鸡天生具有复杂的社会群体行为，并将每日时间预算的很大一部分用于地面抓挠和探索性觅食。然而，在现代鸡蛋生产中，集约化商业饲养系统施加的空间和环境限制严重制约了这些高度动机化的物种典型行为的表达。当这些行为机会受阻时，缺乏环境复杂性和充足的觅食底物便成为慢性的福利应激源。因此，将蛋鸡饲养在不适宜的环境中会严重损害群体福利，并最终导致整体生产力下降。特别是，不良环境和有限的饲养空间无法满足蛋鸡固有的觅食需求，从而将这种未得到满足的动机重新导向异常喙相关行为，最典型的是啄羽（FP）。虽然现代家禽业努力在保持高产量的同时实现最佳生产效率，但实现这一平衡从根本上需要解决这些环境约束并提供适当水平的行为福利。FP是蛋鸡中的常见问题，并受环境因素影响。重要的是，同类相食并非所有蛋鸡群中不可避免或普遍存在的特征；相反，它表现为一种由特定环境、行为和营养应激源引发的异常行为病理学，例如矿物质和微量元素缺乏、过高的饲养密度、不足的觅食底物以及过高的光照强度。过去，FP和同类相食造成的损害通过断喙来控制，但由于福利原因，许多国家已对此做法进行监管或禁止。作为一种替代方案，提供啄食材料（环境富集方法之一）有助于刺激家禽的自然行为，同时缓解恐惧和抑郁等负面情绪，并减少FP行为。提供包括垫料在内的各种环境富集物，有助于将觅食和探索行为引导至无害底物，从而减少蛋鸡的FP、严重啄羽（SFP）和泄殖腔啄羽（VP）。与这些机制一致，大量研究探讨了各种啄食材料对蛋鸡福利的影响。苜蓿捆和浮石在商业化饲养环境中并未显著影响羽毛状况，但与血清皮质酮、乳酸脱氢酶和肌酐水平降低相关，表明生理应激得到改善。相比之下，每周提供球类、宠物玩具和塑料管等新奇物体增加了探索行为，并将啄击行为重新导向这些物体，改善了羽毛和喙的状况，减少了冠部伤口，从而减轻了物理损伤。提供活的黑水虻幼虫同样减少了啄羽，进而改善了羽毛状况，因为活昆虫充当了天然的啄食底物。尽管这些发现共同支持了啄食材料对福利的有益作用，但其对生产性能的影响在各研究中仍不一致。据报道，苜蓿捆和浮石可减少窝外蛋并改善生产性能和蛋品质，而另一项使用相同材料的研究发现对产蛋率无影响，反而增加了窝外蛋。同样，混合提供可食性啄食材料如黄粉虫、卷心菜、玉米和玫瑰果产生的效果因鸟类是否曾经历过早期生活应激而异。近年来，已研究了多种环境富集物如干草、浮石、球类、玩具和昆虫以在提供适当动物福利水平的同时改善生产性能，但结果并不一致。

定量、数据整合的方法也越来越多地被应用于生物学和生物医学研究的各个领域，以从复杂数据集中得出稳健的结论。在这些方法中，荟萃分析是一种事实性技术和稳健的统计方法，利用过往研究的数据，基于研究问题得出恰当且有用的结论。总之，荟萃分析的特点和优势如下：（1）它是一种定量方法，通过将多项独立研究整合到统计分析中，具有更强的分析能力；（2）它可以通过合并多项研究结果来衡量样本量和潜在效应；（3）它使用客观公式总结结果，可防止主观解释；（4）它通过整合各种变量，可根据出版物的多样性得出系统性响应；（5）与仅反映实验条件的单一实验不同，荟萃分析系统性地考虑了研究间的异质性；（6）它可以将研究成果转化为适用知识；（7）它是识别和验证未来研究课题的非常有用的方法。这些特性使得有必要运用荟萃分析技术来解决针对同一目标的研究之间的冲突性发现，并以更强的分析能力得出有效结论。尽管以往的荟萃分析已检验了环境富集对蛋鸡啄羽和羽毛损伤的影响，但据研究人员所知，尚无研究对其生产性能和死亡率的影响进行定量综合。

因此，本研究旨在量化提供啄食材料与不提供相比对蛋鸡生产性能指标的影响。研究人员分析的蛋鸡生产性能指标包括体重（BW）、产蛋率（EPR）、日产蛋重（EM）、平均日采食量（ADFI）、蛋重（EW）、饲料转化比（FCR）和死亡率（MORT）。研究结果有望为蛋鸡的环境富集提供系统性信息，并为最大化鸡蛋生产力和福利水平建立数据库。

1. 2.
   材料与方法

2.1 文献检索策略

本研究的文献检索于2024年9月30日至2025年2月17日期间，使用PubMed、Google Scholar和ScienceDirect等电子数据库进行，检索范围限定在截至2024年发表的文献。检索词包括关键词组合：“laying hens”或“layers”、“EE”或“pecking materials”或“pecking objects”或“novel object”、“productivity”或“egg production”。选择这些术语是为了捕捉那些考察提供啄食相关富集材料及其对蛋鸡生产性能结果影响的研究。文献检索由两名研究人员独立进行。根据标题和摘要内容筛选文章，然后比较所选记录以就纳入标准达成共识。全文阅读所选文章，提取蛋鸡生产性能的定量数据进行荟萃分析。若未能达成一致，则由另一名研究人员进行深入分析以决定是否使用。

2.2 筛选标准

本系统综述遵循PRISMA 2020指南。用于荟萃分析的文献需满足以下标准：（1）比较提供环境富集物（处理组）与不提供（对照组）的研究；（2）通过提供啄食材料作为环境富集物来分析蛋鸡生产性能指标的案例研究；（3）至少提供一项基于啄食材料提供的生产性能指标；以及（4）提供进行分析所需信息的研究。排除标准包括：非原创研究；通过提供啄食材料以外的方法考察环境富集效果的研究；除啄食材料外同时提供其他类型物体的研究；未分析任何蛋鸡生产性能指标的研究；未提供重复数、标准误或标准差信息的文献；以及非英语文献。最终，18篇入选文献（包含24项实验的数据）被用于分析。

2.3 偏倚风险评估

使用动物研究系统评价中心（SYRCLE）的偏倚风险（RoB）工具进行偏倚风险评估。该评估由两名评审员独立进行，分歧通过讨论或咨询第三名评审员解决。对于每项合格研究，评估了涵盖六种偏倚类型的十个领域。每个领域被判定为“低风险”、“高风险”或“不清楚”。

2.4 数据提取

文献筛选完成后，由两名评审员使用标准化数据提取表独立提取数据。提取的数据包括出版年份、第一作者姓名、饲养类型、蛋鸡品种和年龄、断喙情况、啄食材料提供时间、所提供啄食材料的类型及其可食性，以及生产性能分析指标。收集每项研究中进行荟萃分析所需的数据。当一项研究在多个时间点报告结果测量值时，提取所有报告值并将其作为独立的实验纳入。提取处理组和对照组之间的均值、标准差和样本量。所有观测数据均转换为相同的测量单位进行分析。

2.5 统计分析

所有统计分析均在R软件环境中使用Rstudio和“meta”包进行。

2.5.1 荟萃分析

对于每个生产性能指标，仅纳入报告了该结局必要定量数据的实验。为了比较和汇总采用不同单位和测量尺度的研究结果，计算了每个生产性能指标在对照组和处理组之间的标准化均值差（SMD）。在SMD计算过程中应用Hedges' g以校正与小样本量相关的偏倚。考虑到纳入研究间预期的异质性，使用随机效应模型（REM）汇总效应量。汇总的SMD以95%置信区间（CI）报告。SMD值为0.2、0.5和0.8分别被视为小、中和大效应。

2.5.2 异质性

使用tau平方、Cochrane's Q统计量p值和Higgin's I²统计量评估各变量的研究间异质性。Q统计量检验的效能较低，因此在p值小于0.1的水平评估异质性。Higgin's I²分为低异质性、中等异质性、高异质性和非常高异质性。

2.5.3 荟萃方差分析

为了识别荟萃分析中观察到的异质性的潜在来源，基于富集材料的可食性进行了荟萃方差分析。明确用于摄入且可能对蛋鸡产生营养影响的材料被归类为可食性。反之，玩具和啄食石等主要目的是满足啄击行为而非提供营养的材料被归类为非可食性。

2.5.4 发表偏倚

通过目视检查漏斗图并进行Egger线性回归检验来评估发表偏倚。对于检测到发表偏倚的生产性能指标，应用剪补法估计调整后的汇总效应量。

1. 3.
   结果

3.1 纳入研究概况

从数据库中识别出总计3741条记录。经筛选后，最终18篇研究被纳入荟萃分析。由于一些研究将多种富集材料作为独立处理组或根据提供时间区分处理，18篇研究被划分为24项实验。研究中使用了多种蛋鸡品系，以Hy-Line Brown和白来航鸡最为常见。大多数研究是在未断喙的鸟上进行的。饲养系统差异很大，包括笼养、圈养、自由放养和多层叠栖式禽舍。提供了多种环境富集材料，包括可食性底物和非可食性物体。

3.2 偏倚风险评估

使用SYRCLE的RoB工具对18篇研究进行的偏倚风险评估结果显示，序列生成领域有39%的研究显示低偏倚风险；基线特征领域有94%的研究显示低偏倚风险；分配隐藏领域有83%的研究显示不清楚偏倚风险；随机饲养领域有78%的研究显示不清楚偏倚风险；盲法在所有纳入研究中均被评为高偏倚风险；随机结局评估领域有89%的研究显示低偏倚风险；所有研究在盲法和选择性结局报告领域均显示低偏倚风险；不完全结局数据领域有72%的研究显示低偏倚风险；其他偏倚来源领域有50%的研究显示低偏倚风险。

3.3 荟萃分析与荟萃方差分析

3.3.1 体重

总体而言，提供啄食材料观察到BW下降，异质性非常高。基于可食性的亚组分析显示，提供可食性啄食材料的蛋鸡BW下降，异质性非常高；而提供非可食性啄食物质的蛋鸡BW增加，异质性可忽略不计。

3.3.2 产蛋率

提供啄食材料对蛋鸡的EPR无显著影响。这一结果在基于可食性的亚组分析中一致。

3.3.3 日产蛋重

提供啄食材料对EM总体上无显著影响。然而，亚组分析显示，提供可食性啄食材料后EM显著增加。

3.3.4 平均日采食量

总体和亚组分析均未观察到对ADFI的显著影响。

3.3.5 饲料转化比

总体分析和对可食性材料亚组的分析均未观察到对FCR的显著影响。相比之下，非可食性材料亚组的FCR显著增加。

3.3.6 蛋重

提供啄食材料对蛋鸡的EW无显著影响，这一结果在基于可食性的亚组分析中一致。

3.3.7 死亡率

总体而言，提供啄食材料显著降低了MORT。无论可食性如何，这一显著降低均一致观察到。

3.4 发表偏倚评估

EPR和ADFI的漏斗图目视可见不对称，Egger线性回归检验证实存在显著的发表偏倚。BW和MORT未观察到显著的发表偏倚。对EPR和ADFI进行剪补法调整后，效应量仍然统计上不显著。

1. 4.
   讨论

对农场动物不良饲养环境的认识及改进需求加速了提高动物福利水平的研究。在家禽业中，持续努力预防和减少FP造成的损害，围绕断喙存在伦理和社会问题，而方法之一就是提供啄食材料。本研究评估了18篇纳入研究的方法学有效性，显示约25%的领域判断为不清楚偏倚风险，19.4%为高偏倚风险。在蛋鸡中，采食量和体重不仅是生长指标，更是反映营养摄入和代谢状态的重要参数，两者与性成熟密切相关，进而影响后续产蛋性能。然而，本研究结果显示，提供啄食材料对ADFI无显著影响，而BW显著下降。基于材料可食性的亚组分析显示，ADFI无显著变化；BW对可食性材料下降，对非可食性材料上升。总体生产性能指标如EPR、EM和EW未受显著影响。FP会导致相互应激，造成皮肤、器官和生殖道损伤，严重时可致死。MORT在本研究中通过提供啄食材料得到了有效降低，无论其可食性如何，这主要通过两种机制解释：将啄击动机从同群个体转向新奇物体，以及硬质材料引起的喙磨损。尽管非可食性BW亚组的异质性显著降低，但大多数亚组和指标（包括MORT）的异质性仍然很高，表明可食性本身并不能完全解释观察到的总体异质性。本研究发现EPR和ADFI存在显著的发表偏倚，但其程度不足以改变荟萃分析的总体结论。

1. 5.
   结论

本项荟萃分析评估了提供啄食材料对蛋鸡生产性能指标的影响。提供啄食材料降低了BW和MORT，但对ADFI、EPR、EM、EW或FCR无显著影响，支持了啄食材料可作为在不损害生产性能前提下改善福利的可行策略的观点。值得注意的是，MORT的降低与可食性无关，而BW则根据所提供材料的可食性呈现出相反的模式，表明以往研究中报道的不一致的BW反应可能部分归因于所用材料的可食性。然而，本研究中识别出的高异质性表明，包括材料形态、营养特性和饲养条件在内的多种因素可能共同导致了观察到的变异性，强调了未来需要进行系统性控制这些因素的研究。