啄食材料供给对蛋鸡生产性能与死亡率影响的系统评价与Meta分析

《Animals》：The Effects of Chicory Aqueous Extract on Antioxidant Capacity, Immune Response, and Intestinal Function in Broilers

　　

啄羽和同类相食现象源于蛋鸡觅食需求未得到满足，这会降低生产性能、增加应激并提高死亡率。提供啄食材料是一种福利改善措施，可将啄击行为从同伴转向所提供的材料。本Meta分析评估了该措施对蛋鸡生产性能和死亡率的影响。遵循PRISMA指南，研究人员对PubMed、Google Scholar和ScienceDirect进行了系统检索，最终纳入18篇文献、共24项实验，考察了啄食材料对体重（BW）、产蛋率（EPR）、日产蛋量（EM）、平均日采食量（ADFI）、蛋重（EW）、饲料转化率（FCR）和死亡率（MORT）的影响。采用SYRCLE工具评估的偏倚风险在多数领域总体为低或不清楚，但所有研究的饲养者盲法均被评为高风险。研究人员采用随机效应模型合并各研究的标准化均数差（SMD），并基于材料可食性通过Meta-方差分析（Meta-ANOVA）进行亚组分析，以探索异质性的潜在来源。总体而言，提供啄食材料降低了体重（SMD = ?0.59；95% CI：[?1.03, ?0.14]）和死亡率（SMD = ?1.10；95% CI：[?1.79, ?0.42]）。亚组分析揭示了体重随可食性呈现相反模式（可食性材料：降低；不可食性材料：增加），而死亡率无论材料可食性如何均一致降低。产蛋率和平均日采食量检测到发表偏倚，但剪补法调整并未改变总体结论。这些发现表明，提供啄食材料是一种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中不一致的结果。然而，鉴于观察到的显著异质性及若干领域中不清楚的偏倚风险，仍需纳入更广泛的材料类型和饲养条件的进一步研究，以阐明变异的来源。

论文主体内容总结

1. 引言

蛋鸡具有复杂的社会群体行为，其日常时间预算中有相当部分用于地面抓挠和探索性觅食。然而，现代集约化商业饲养系统在空间和环境上的限制严重制约了这些高度动机化、物种典型行为的表达。当此类行为机会受阻时，环境复杂性和充足觅食底物的缺乏便构成一种慢性福利应激源。不良环境和有限饲养空间无法满足蛋鸡先天的觅食需求，从而将这种未获满足的动机转向异常喙相关行为，尤其是啄羽（FP）。啄羽受环境因素影响，而同类相食并非所有蛋鸡群体的必然特征，而是由特定环境、行为和营养应激源诱发的异常行为病理。过去，啄羽和同类相食造成的损害通过断喙来控制，但出于福利原因，该做法在许多国家已受到监管或禁止。作为替代方案，提供啄食材料作为环境丰容（EE）方法之一，有助于激发家禽自然行为，同时缓解恐惧和抑郁等负面情绪并减少啄羽行为。已有众多研究考察了各种啄食材料对蛋鸡福利的影响，但关于其对生产性能的影响，各研究结果并不一致。Meta分析作为一种事实性技术和稳健的统计方法，能够整合既往研究数据，基于研究问题得出适当且有价值的结论。尽管既往Meta分析已考察了环境丰容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，分析的生产性能指标包括体重（BW）、产蛋率（EPR）、日产蛋量（EM）、平均日采食量（ADFI）、蛋重（EW）、饲料转化率（FCR）和死亡率（MORT）。

2. 材料与方法

2.1. 文献检索策略

本研究于2024年9月30日至2025年2月17日期间，使用PubMed、Google Scholar和ScienceDirect等电子数据库进行文献检索，检索范围限定为截至2024年发表的文献。检索词包括“laying hens”或“layers”、“EE”或“pecking materials”或“pecking objects”或“novel object”、“productivity”或“egg production”等关键词组合。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，然后对选定的记录进行比较以就纳入标准达成共识。

2.2. 筛选标准

本系统综述遵循PRISMA 2020指南。纳入标准包括：比较提供EE（处理组）与不提供（对照组）的研究；以提供啄食材料作为EE并分析蛋鸡生产性能指标的案例研究；至少提供一项生产性能指标（BW、EPR、EM、ADFI、EW、FCR和MORT）；提供分析所需信息（实验设计、均值、标准差（SD）、标准误（SEM）、重复数）。排除标准包括：综述、信件和评论等非原创研究；通过提供啄食材料以外方法考察EE效果的研究；除啄食材料外同时提供其他类型物体（如栖木或爪部磨料）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、SEM或SD信息的文献；非英文撰写且审稿人认定无法可靠进行内容准确解读或数据提取的研究。根据这些标准，最终选定18篇文献（含24项实验的数据）用于分析。

2.3. 偏倚风险评估

采用动物实验系统评价中心（SYRCLE）的偏倚风险（RoB）工具评估偏倚风险，该工具基于Cochrane RoB工具开发并针对动物干预研究进行了调整。评估由两名审稿人独立进行，分歧通过讨论或咨询第三名审稿人解决。每项符合条件的研究均评估了对应六种偏倚类型（选择、实施、检测、磨损、报告和其他偏倚）的共十个领域，每个领域判定为“低风险”、“高风险”或“不清楚”。

2.4. 数据提取

文献筛选完成后，两名审稿人使用标准化数据提取表独立提取数据。提取数据包括发表年份、第一作者姓名、饲养类型、实验用蛋鸡品种和日龄、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、以及生产分析指标。当研究报告多个时间点的结果测量值时，所有报告值均被提取并作为独立实验纳入。仅纳入在整个观察期内持续维持啄食材料提供的比较。提取对照组和实验组之间的均值、标准差和样本量（n），若研究未报告SD值，则使用公式SD = SE × √n确认SD值。所有观测数据均转换为相同计量单位进行分析，对于以图形呈现的数据，使用在线提取工具WebPlotDigitizer提取准确数据值。

2.5. 统计分析

所有统计分析均在R软件环境中使用“meta”包进行。对于每项生产性能指标，仅纳入报告该结果所需定量数据（均值、SD和样本量）的实验。为比较和合并采用不同单位和测量尺度的研究结果，计算对照组与处理组之间各项生产性能指标的标准化均数差（SMD）。SMD计算时应用Hedges’ g以校正小样本量相关偏倚。鉴于纳入研究间预期存在异质性，采用随机效应模型（REM）合并效应量。合并SMD以95%置信区间（CI）报告。SMD值0.2、0.5和0.8分别视为小、中、大效应。研究间异质性通过tau平方（τ²）、Cochrane’s Q统计量p值和Higgins’ I²统计量评估。I² < 25%为低异质性，25% ≤ I² < 50%为中度异质性，50% ≤ I² < 75%为高异质性，I² ≥ 75%为极高异质性。为识别Meta分析中观察到的异质性潜在来源，基于丰容材料的可食性（可食性 vs. 不可食性）进行Meta-ANOVA。青贮饲料、苜蓿草捆、作物和新鲜农产品（如胡萝卜、生菜）等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。贻贝壳也被归类为可食性，因为作者提供它们的目的是补充钙摄入。玩具和啄石等材料被归类为不可食性。采用漏斗图目视检查和Egger线性回归检验评估发表偏倚，对识别出发表偏倚的指标应用剪补法估计调整后的合并效应量。

3. 结果

3.1. 纳入研究概述

从数据库共识别出3741条记录。经筛选、排除重复记录、不符合条件的报告及缺乏分析所需数据的报告后，最终纳入18项研究进行Meta分析。由于部分研究将多种丰容材料作为独立处理组或根据提供时间区分处理，18项研究被划分为24项实验。研究使用了多种蛋鸡品系，其中海兰褐（n = 7）和白来航（n = 4）最为常见。除四项未报告断喙状态的研究外，大多数研究在未断喙鸡只上进行（n = 8）。饲养系统差异显著，包括笼养、圈养、放养和多层叠式禽舍系统。提供的环境丰容材料范围广泛，包括青贮饲料和各种作物等可提供额外营养摄入的可食性底物，以及钥匙圈和绳状装置等旨在满足啄击行为的不可食性物体。大多数研究在产蛋期提供丰容（n = 12），仅四项研究在育成期提供。

3.2. 偏倚风险评估

使用SYRCLE’s RoB工具对18项研究的偏倚风险评估显示：序列生成（领域1）方面，7项研究（39%）为低风险，8项（44%）不清楚，3项（17%）高风险；基线特征（领域2）方面，17项（94%）低风险；分配隐藏（领域3）方面，15项（83%）不清楚，3项（17%）高风险；随机饲养（领域4）方面，14项（78%）不清楚；盲法（领域5）在所有纳入研究中均被评为高风险；随机结果评估（领域6）方面，16项（89%）低风险；盲法（领域7）和选择性结果报告（领域9）在所有研究中均为低风险；不完整结果数据（领域8）方面，13项（72%）低风险；其他偏倚来源（领域10）方面，9项（50%）低风险。

3.3. Meta分析与Meta-ANOVA（亚组分析）

3.3.1. 体重

总体而言，提供啄食材料观察到体重下降，且异质性极高（SMD = ?0.59；95% CI：[?1.03, ?0.14]；I² = 90.5%；τ² = 1.7751）。基于可食性的亚组分析显示，提供可食性啄食材料的蛋鸡体重下降，且异质性极高（SMD = ?0.75；95% CI：[?1.23, ?0.26]；I² = 91.3%），而提供不可食性啄食物质的蛋鸡体重增加，异质性可忽略（SMD = 0.44；95% CI：[0.01, 0.88]；I² = 0.9%）。

3.3.2. 产蛋率

提供啄食材料对蛋鸡产蛋率无显著影响（SMD = 0.12；95% CI：[?0.36, 0.60]）。亚组分析结果一致，可食性（SMD = 0.48；95% CI：[?0.16, 1.13]）和不可食性（SMD = ?0.13；95% CI：[?0.77, 0.51]）均无显著效应。总体异质性较高（I² = 60.0%）。

3.3.3. 日产蛋量

提供啄食材料对日产蛋量总体无显著影响（SMD = 0.89；95% CI：[?0.54, 2.32]）。然而，亚组分析显示提供可食性啄食材料后日产蛋量显著增加（SMD = 1.50；95% CI：[0.71, 2.29]）。异质性从总体I² = 89.4%降至仅考虑可食性材料时的47.8%。

3.3.4. 平均日采食量

总体和亚组分析均未观察到显著影响。总体异质性较高（I² = 52.9%），可食性啄食物质也观察到高异质性（I² = 60.8%），但不可食性啄食物质的异质性降至中度水平（I² = 29.6%）。

3.3.5. 饲料转化率

总体分析（SMD = ?0.22；95% CI：[?1.04, 0.60]）和可食性材料亚组（SMD = ?0.67；95% CI：[?1.38, 0.04]）均未观察到对FCR的显著影响。相反，不可食性材料亚组的FCR显著增加（SMD = 1.71；95% CI：[0.57, 2.85]）。总体异质性极高（I² = 76.9%），两个亚组分析中异质性均大幅下降至53.4%至56.2%范围。

3.3.6. 蛋重

提供啄食材料对蛋鸡蛋重无显著影响（SMD = ?0.51；95% CI：[?1.12, 0.09]）。亚组分析结果一致，可食性（SMD = ?0.50）和不可食性（SMD = ?0.45）均无显著效应。总体分析（I² = 59.7%）和不可食性材料亚组（I² = 75.9%）显示高异质性，而可食性材料亚组为中度异质性（I² = 26.4%）。

3.3.7. 死亡率

总体而言，提供啄食材料显著降低了死亡率（SMD = ?1.10；95% CI：[?1.79, ?0.42]）。无论可食性如何，这一显著下降均一致，可食性（SMD = ?2.16；95% CI：[?3.77, ?0.55]）和不可食性（SMD = ?0.86；95% CI：[?1.63, ?0.10]）均观察到。尽管可食性材料的效应量数值上更大，但亚组差异检验显示两个亚组之间无显著差异（p > 0.05）。所有分析的异质性均极高，I²范围为64.1%至80.8%。

3.4. 发表偏倚评估

产蛋率和平均日采食量的漏斗图目视识别出不对称性，Egger线性回归检验统计学确认了这两项指标的显著发表偏倚（p < 0.05）。体重和死亡率（在Meta分析中显示显著效应）以及FCR和蛋重（无显著效应）未观察到显著发表偏倚（p > 0.05）。由于研究数量不足（n = 4），低于Egger线性回归检验通常推荐的最低阈值（n = 10），未对日产蛋量进行发表偏倚分析。对检测到发表偏倚的产蛋率和平均日采食量分别插补了6项和4项研究。调整后，产蛋率（SMD = ?0.3255；95% CI：[?0.8244, 0.1734]）和平均日采食量（SMD = 0.0538；95% CI：[?0.4988, 0.6064]）的效应量仍统计不显著。

4. 讨论

4.1. 偏倚风险

评估纳入研究的Methodological有效性是从系统综述得出可靠结论的关键步骤。评估显示约25%的领域判定为不清楚偏倚风险，19.4%为高风险。选择偏倚和实施偏倚领域尤其显示出高比例的不清楚或高风险判定。畜牧和动物研究常被报告在分组方法、随机化、盲法和干预方案方面提供信息不足。由于畜牧研究常在商业或实验农场进行，动物的随机分配和随机饲养难以实施，这可能导致领域3（分配隐藏）和领域4（随机饲养）中不清楚或高风险判定比例较高。此外，本综述纳入的研究在蛋鸡饲养设施内提供啄食物质等物理丰容材料以比较其效果，由于处理分配不可避免地可通过目视检查区分，所有纳入研究在领域5（盲法）均被判定为高风险。相比之下，大多数研究在检测偏倚、磨损偏倚和报告偏倚方面被判定为低风险。所有纳入研究均报告了所分析结果的完整集合，且死亡率和生产性能等结果测量不易受主观观察者影响，因此领域7（盲法）和领域9（选择性结果报告）在所有研究中均被判定为低风险。

4.2. 啄食材料供给及可食性对蛋鸡生产性能指标的影响

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，两者均与性成熟密切相关，进而影响后续产蛋性能。结果显示，提供啄食材料对ADFI无显著影响，而BW显著下降。对于可食性材料，采食量下降是因为摄入的材料（取决于其营养成分）替代了配合饲料。对于不可食性材料，由于无法摄入额外材料，ADFI在大多数研究中无显著效应。除材料可食性外，饲养条件差异也可能影响ADFI，在笼养等受限环境中啄食材料供给的效果可能无法完全表达。总体而言，提供啄食材料显著降低了BW。当蛋鸡摄入纤维性或中等营养密度的可食性材料时，膳食体积促进机械性肠道扩张并改变食糜通过速率，这种理化饱腹感满足了内在觅食和口腔探索动机而不提供过量热量密度。相反，与固定不可食性物体的互动将异常口腔行为从同伴身上转移开而不改变营养摄入或消化生理，可能降低整体动能消耗，使能量保留动态有利于体重的维持或轻微增加。然而，即使在可食性亚组内，BW反应也因所提供材料的营养特性而异。胡萝卜富含糖和可溶性非淀粉多糖（NSP），黑水虻（BSF）幼虫富含脂肪和蛋白质，提供能量来源从而增加BW；而青贮饲料纤维含量高但能量密度低，仅替代配合饲料而不显著影响BW。这表明，即使在可食性材料中，BW变化的程度和方向取决于材料是否对能量摄入有实质性贡献。对于不可食性材料，驱动BW变化的潜在机制在单项研究层面未明确识别。尽管有这些结果，EPR、EM和EW等总体生产性能指标未显示显著影响。虽然FCR的总体合并效应不显著，但不可食性亚组表现出FCR显著增加，这种不利的饲料效率变化可能与体重增加或能量消耗模式改变有关。从营养和生理角度看，可食性丰容可提供补充代谢能、氨基酸和钙磷等必需矿物质。这些材料的结构性纤维摄入可刺激肌胃发育、增强肠道蠕动，并通过优化肠道微生物群改善营养消化率。此外，额外补充的生物可利用钙直接支持蛋壳腺中的蛋壳钙化过程，可能改善蛋壳厚度和强度。特别是摄入干草或苜蓿草捆等粗饲料丰容会显著改变蛋黄色素和脂质特性，牧草天然富含类胡萝卜素，可直接沉积到蛋黄脂质核心中，增强蛋黄颜色评分。粗饲料底物还提供大量多不饱和脂肪酸（PUFAs），特别是α-亚麻酸（ALA, C18:3 n-3），自愿摄入这些纤维性材料可促进肝脏将日粮ALA延长和去饱和为长链n-3脂肪酸，最终丰富蛋黄脂质中的n-3 PUFA谱并改善n-6/n-3脂肪酸比例。然而，当高纤维啄食材料缺乏足够营养密度时，可能发生营养稀释，可能削弱生产性能的显著改善。FP在蛋鸡中引起相互应激，可导致皮肤、器官和生殖道损伤，严重时导致死亡。生理上，大量羽毛脱落损害隔热性能，加速裸露皮肤的辐射和对流散热，受影响母鸡必须将大量日粮代谢能从蛋形成转向产热和持续组织修复。持续的身体创伤和社会困扰诱导下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的慢性激活，导致循环皮质酮持续升高。升高的全身皮质酮加速骨骼肌蛋白分解，抑制卵泡发育和输卵管蛋白合成，同时抑制细胞免疫。MORT在本研究中仅通过提供啄食材料即有效降低，且与可食性无关。这一效应主要可通过两种机制解释：一是将啄击动机从同伴转向新异物体，减少对其它鸡只的攻击行为；二是硬质材料引起的喙部磨损，磨损喙部从而降低对其他母鸡造成伤害的风险。尽管不可食性BW亚组内异质性显著降低表明可食性解释了生产性能反应的部分变异性，但大多数亚组和指标（包括MORT）的异质性仍然较高，表明可食性并不能完全解释本综述观察到的总体异质性。纳入研究在品系、断喙状态、饲养系统和提供时间方面也存在显著差异，喙部状况和饲养环境可能影响了观察到的效应。

4.3. 方法学考量和发表偏倚

发表偏倚源于倾向于优先发表显著或有利结果的趋势。尽管产蛋率和平均日采食量检测到显著偏倚，但其幅度不足以改变Meta分析的总体结论。相比之下，体重和死亡率（两者均显示提供啄食材料后显著下降）未观察到发表偏倚证据。然而，应注意若干局限性，包括灰色文献缺失、纳入研究的偏倚风险以及研究数量有限。灰色文献（如呈现非显著或不利结果的论文和报告）可能未在检索中被完全捕获。此外，若干领域中不清楚或高偏倚风险，加上可用于进一步分层的少量研究，可能部分导致了本综述观察到的高异质性。尽管如此，体重和死亡率缺乏发表偏倚证据表明，与提供啄食材料相关的显著变化得到了相对稳健的证据支持。

5. 结论

本Meta分析评估了提供啄食材料对蛋鸡生产性能指标（ADFI、BW、EPR、EM、EW、FCR和MORT）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，支持啄食材料可作为在不损害生产性能的前提下改善福利的可行策略。值得注意的是，MORT的下降与可食性无关地保持一致，而BW则根据所提供材料的可食性表现出相反模式，表明既往研究报告的BW反应不一致可能部分归因于所用材料的可食性。然而，本研究识别出的高异质性表明，材料形式、营养特性和饲养条件等多种因素可能共同导致了观察到的变异性，凸显了未来需要系统控制这些因素的研究。