沸石-黏土-稻壳灰复合垫料改善热带肉鸡饲养环境与福利的剂量效应研究

《Poultry Science》：Ammonia Mitigation and Welfare Enhancement in Broilers using Zeolite–Clay–Rice Husk Ash Bedding Supplement

本研究针对热带地区肉鸡舍内氨气(NH3)积累导致的福利下降问题，开发了一种新型沸石-黏土-稻壳灰(ZCR)复合垫料。研究发现40%添加比例的ZCR垫料可显著降低舍内NH3浓度(达50%)、降低垫料pH值和湿度，并显著改善肉鸡应激指标(异嗜细胞/淋巴细胞比率降低30%)和脚垫皮炎严重程度。该研究为高温高湿环境下的家禽福利管理提供了创新解决方案。

　　

在集约化肉鸡生产体系中，鸡舍环境质量已成为影响动物福利和生产效率的关键因素。其中，垫料衍生的氨气(NH₃)积累尤为棘手——当浓度超过25 ppm时，会直接刺激呼吸道黏膜、抑制免疫功能，并诱发疼痛性脚垫皮炎。在高温高湿的热带地区，这一挑战尤为严峻：高温加速垫料降解，高湿度则为微生物分解尿酸产生NH₃提供了理想条件。传统垫料如稻壳虽成本低廉，但保湿性强，易导致NH₃挥发和垫料板结。尽管沸石等吸附材料已知具有氨离子(NH₄⁺)吸附能力，但粉状沸石易产生粉尘，而未烧制黏土遇湿易成浆状，均不利于实际应用。因此，开发一种能整合吸附性能、湿度调节与物理稳定性的新型垫料材料，成为行业迫切需求。

为解决这一难题，由Nguyen Thai Thao Nhi、Kris Angkanaporn、Chackrit Nuengjamnong和Wantanee Buggakupta组成的研究团队在《Poultry Science》上发表论文，评估了一种新型沸石-黏土-稻壳灰(Zeolite–Clay–Rice Husk Ash, ZCR)复合垫料对肉鸡性能、福利及舍内环境的影响。研究团队假设，在稻壳垫料中添加ZCR复合物能通过多孔结构吸附氨离子、调节pH值、降低湿度，从而改善垫料微环境，最终提升肉鸡福利。

为验证该假设，研究团队开展了一项为期38天的实验。他们选用476只一日龄雌性Ross 308肉鸡，采用完全随机设计，设置四个处理组：T1为对照组（纯稻壳垫料），T2、T3、T4则分别在等量稻壳基础上添加相当于稻壳重量10%、20%和40%的ZCR复合垫料（该材料被制成约1厘米×0.3厘米的圆柱形多孔陶瓷颗粒）。每个处理设7个重复栏位，从第11天起开始应用实验垫料。实验在配备蒸发冷却系统的鸡舍中进行，监测指标包括生长性能、血液生理指标（含异嗜细胞/淋巴细胞比率(H/L Ratio)和血清皮质醇）、脚垫皮炎评分、步态评分、舍内NH₃浓度以及垫料理化性质（pH值、湿度、NH₃释放潜力）。

主要技术方法概述

研究采用完全随机实验设计，在商业类似条件下进行。关键方法包括：使用便携式NH₃检测仪定期测量舍内NH₃浓度；通过标准五点评分系统评估脚垫皮炎和垫料质量；采用酶联免疫吸附测定(ELISA)分析血清皮质醇浓度；通过正交多项式对比分析评估ZCR添加水平的剂量效应。

生长性能未受显著影响

数据显示，各处理组在体重、平均日增重(ADG)和饲料转化率(FCR)上均无显著差异(P>0.05)。然而，在生长阶段（11-28天），20%ZCR添加组(T3)的采食量显著高于10%添加组(T2)，表明中等添加水平可能通过改善垫料条件促进了采食行为。正交多项式分析进一步证实，生长性能参数对ZCR添加水平无显著线性或非线性响应。

应激生理指标显著改善

在表征生理应激的关键指标上，ZCR垫料表现出显著益处。40%添加组(T4)的异嗜细胞/淋巴细胞比率(H/L Ratio)显著低于对照组(T1)(P<0.01)，表明慢性应激水平降低。更重要的是，T4组的血清皮质醇浓度（29.39 ± 2.35 ng/mL）较对照组（41.71 ± 3.59 ng/mL）降低约30%(P<0.05)，清晰地反映了下丘脑-垂体-肾上腺轴(Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis, HPA轴)激活程度的减轻。

脚垫健康与福利提升

脚垫皮炎评估显示，随着饲养周期推进，处理组间差异逐渐明显。至第38天，T4组拥有最高比例的无损伤脚垫（评分0）和最低的中重度损伤比例。克鲁斯卡尔-瓦利斯检验(Kruskal-Wallis test)确认处理间存在显著差异(χ2 = 9.72, P<0.05)，事后检验表明T4在减轻病变严重程度上效果最佳。步态评分在所有组别中均正常，表明福利损害主要表现为亚临床水平。相关性分析发现，第28天的NH₃浓度与脚垫损伤评分呈显著正相关(R=0.24, P=0.01)，而第38天的NH₃浓度与血清皮质醇水平相关性更强(R=0.44, P=0.01)，揭示了环境应激与生理响应的内在联系。

垫料特性与氨气减排

垫料理化性质分析揭示了ZCR的作用机制。与对照组（pH 7.98，湿度63.5%）相比，ZCR处理组，尤其是T4组，垫料pH值和湿度显著降低(P<0.01)。从密封垫料袋中测得的NH₃浓度在T1组最高（23.28 ppm），而T3（6.81 ppm）和T4（7.03 ppm）组最低，显著低于对照组(P<0.001)。舍内NH₃浓度测量显示，T4组在整个试验期内均维持最低水平，在第5周时较对照组降低约50%（7.52 ppm vs. 14.94 ppm）。正交多项式趋势分析表明，垫料pH值、湿度、NH₃浓度以及H/L比率均随ZCR添加水平增加呈显著线性下降趋势(P<0.05)，证实了明确的剂量-效应关系。

研究结论与意义

本研究得出结论，在稻壳垫料中添加40%比例的沸石-黏土-稻壳灰(ZCR)复合物，能有效改善垫料理化性质，显著降低舍内NH₃浓度，并通过减轻生理应激和脚垫皮炎来提升肉鸡福利，且不影响生长性能。ZCR垫料通过沸石的高阳离子交换能力吸附NH₄⁺离子，黏土增强湿度稳定性，稻壳灰提高孔隙度和吸水性，共同创造了更干燥、更适宜的垫料微环境。该研究将ZCR定位为一种环境管理工具而非促生长策略，为热带地区可持续家禽生产提供了重要的垫料管理方案。未来研究可聚焦于ZCR垫料在多周期饲养下的长期效益、微生物群落动态及其经济可行性评估。