Le métabolisme azoté des ruminants Quels leviers pour améliorer l efficience azotée?

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1 Le métabolisme azoté des ruminants Quels leviers pour améliorer l efficience azotée? E. Froidmont P. Rondia

2 Plan de l exposé Principes de l alimentation protéique des ruminants Le cycle de l azote chez le ruminant Les systèmes d alimentation Optimiser l efficience azotée des ruminants Quels enjeux? Quelles solutions, Quelles marges de manœuvre? Conclusions

3 Devenir de l azote chez le ruminant

4 Foie Urée non toxique Rein excrétion Urine & Lait Protéines alimentaires NH 3 toxique Protéines corporelles Métabolisme Recyclage extraruminal Protéines microbiennes & non dégradées Métabolisme Protéines laitières Recyclage intraruminal AA + NH 3 AGV CH 4 - CO 2 Intestin grêle Gros intestin Protéines alimentaires Micro-organismes Rumen

5 Les systèmes d alimentation

6 De nombreux systèmes Enquête dans 27 pays (Hvelplund et Weisbjerg, RedNex, 2013) 16 réponses 5 grands systèmes : France : PDI UK : ARC; FIM Netherlands : DVE/OEB Nordic : AAT/PBV; NorFor Germany : nxp + systèmes USA Différences: Dégradation des protéines au niveau du rumen Besoin énergétique des micro-organismes Taux de sortie du rumen Composition en AA des protéines alimentaires et microbiennes Digestibilités des AA

7 qui ont évolué considérablement ces dernières décennies MAT PBD (MAD) DVE-OEB (B) PDI + AADI PDIN & PDIE (F) Œsophage Rumen et estomacs Intestin grêle Gros intestin

8 DVE = DVBE + DVME - DVMFE Protéines alimentaires Protéines microbiennes Pertes endogènes niv fécal Selon apport aliments Rumen et estomacs Intestin grêle µorg. NH 3 Urée

9 Proportion DVBE et DVME Dégradabilité des protéines dans le rumen

10 OEB = MREN MREE Protéines µb à partir de l N disponible (Teneur et dégr. de l N) OEB 0 Protéines µb à partir de l énergie disponible (= 150 g/kg MOF - avant 2007) Si OEB négatif = carence en N dégradable = apport en DVE non assuré Plus l OEB est positif = plus l N dégradable est en excès = plus l N est gaspillé Difficile de dissocier l alimentation énergétique et protéique Idéalement, apports d N et d énergie dans le rumen doivent être : suffisants simultanés continus Repas équilibrés et nombreux Nourrir un ruminant = nourrir un rumen et un animal L de lait

11 L exemple de l ensilage de maïs Apport énergétique élevé : Sucres de la tige / Amidon des grains / Cellulose de la tige

12 L exemple de l ensilage de maïs Apport énergétique élevé : Sucres de la tige / Amidon des grains / Cellulose de la tige Apport protéique faible et rapidement dégradable

13 Apports 1 aliment = g/kg DVE + g OEB ou (Quantité * teneurs) aliments = APPORTS Besoins /jour/animal Energie (VEM) Protéine (g DVE) Entretien (6,45*P) P/ Production 442 VEM/kg lait std 4% 52 g DVE par lait std (litre std) Supplément kg lait std: VEM et + 53 g DVE > 30 kg lait std: VEM et g DVE /kg MSI Croissance 1ère lactation 600 VEM 34 g DVE 2eme lactation 300 VEM 17 g DVE Gestation 8ème mois 900 VEM 170 g DVE 9ème mois 2250 VEM 270 g DVE Poids vif MSI (kg/j) DVE VEVI DVE VEVI DVE VEVI DVE VEVI DVE VEVI DVE VEVI DVE VEVI DVE VEVI DVE VEVI 350 6, , , , , Centre 69 wallon 1044 de 74 Recherches 1058 agronomiques , ,

14 Efficience azotée : les enjeux

15 Améliorer l efficience azotée des ruminants quel intérêt? Efficience azotée au niveau d un atelier Azote minéral Culture(1) 80% Azote organique (engrais de ferme) Culture (1) 50% Poulet standard (2) 67% Azote alimentaire Porc à l engrais (2) 35% (1) Jarvis et Aarts, 2000 (2) Peyraud et al., 2012 Ruminants (2) 11-28% Peyraud et al., 2012 Rejets azotés importants Raison environnementale (1)

16 Coût des protéines Alimentation = 50% des coûts de production Raison économique (2) Intérêt de comprendre la valorisation de l N par l animal

17 Raison de santé et bien-être animal (3) Alcalose Excès de protéines dégradables (excès de tourteau, urée, jeune herbe..) Manque de glucides fermentescibles Risque d alcalose (ph élevé, N-NH3 > 500 mg/l) Baisse de la magnésimie (tétanie, hypocalcémie, déplacement de caillette)

18 Comment optimiser l efficience azotée des ruminants? 1. Apporter uniquement les protéines dont l animal a besoin 2. Optimiser la production de protéines microbiennes dans le rumen 3. Le recours à des protéines bypass peut améliorer l utilisation de l N 4. Prendre en considération le profil en AA des protéines digérées 5. Perdre un peu de production pour maximiser l efficience?

19 Ne pas dépasser certaines limites (Olmos et Broderick, 2006)

20 au risque de tout rejeter par la voir urinaire Review de Castillo et al (2000) sur vaches laitières 72 % de l N ing est excrété en moyenne N urinaire N fécal N lait

21 Efficience N L urée du lait est aussi hautement corrélée à l efficience azotée Cité par Broderick, 2013 (MTT data) Urée du lait ( )

22 Taux de gestation (%) et impacte la fertilité des animaux au-delà de certains seuils Folman et al. (1981) Kaim et al. (1983) Ferguson et al. (1988) Canfield et al. (1990) Butler et al. (1996) Urémie sang (mg/dl) Efficience à calculer sur la carrière de l animal?

23 Toujours respecter un rapport Protéine / Energie optimal Cantalapiedra-Hijar et al., 2013

25 Remplacer des protéines dégradables par de l urée? Broderick et Reynal, 2009 Ration à 16% MAT [T. soja (ESBM et SSBM) Urée] NON L N issu des AA stimule la multiplication microbienne

26 S intéresser à la nature de l énergie fermentescible? Amidon vs Fibres : OUI pour plusieurs études mais pas pour toutes

27 Comprendre en compartimentant L amidon stimule davantage les protéosynthèse microbienne que les fibres

28 Un effet évident au niveau du rumen

29 et également au-delà! La quantité de protéines secrétées dans le lait augmente également renforcement de l effet en terme d efficience azotée

30 ! Mais le ruminant doit ruminer Amidon (concentré) Fibres (fourrages) Repères pour une ration équilibrée : Ratio fourrages/concentrés > 60/40 (kgms) Cellulose brute >18% (kgms) Amidon + sucres <15% (céréales) Amidon + sucres<25-30% (maïs) MG < 5%

32 L utilisation de certain additifs, comme les tanins de lotier, permettent d améliorer l efficience N chez la vache laitière Hymes-Fecht et al., 2013

33 Effet de traitements technologiques sur la dégradabilité des protéines Traitements mécaniques Degré de mouture des protéagineux : de 0,5 mm à 4,2 mm = 143 à 206 g/kg de DVE pour le lupin +40% Traitements thermiques ( N bypass mais attention à ne pas altérer la digestibilité!)

35 Quantité de protéines dans le lait (g/j) Notion de protéine idéale Proportion d AA dans les DVE Valeur Biologique = 1 Si tous les AA digérés sont utilisés par l animal Profil idéal, sans aucun excès Fct sp, stade métabolique, niveau de production

36 Quel profil en AA rechercher? Protéines Tourteau de Tourteau de soja AAE microbiennes colza Caséine Protéines corporelles BBBc % MAT Le Henaff, 1991 INRA, 2001 INRA, 2002 Froidmont, 2001 De Campeneere, 1999 Arg 4,9 7,4 6,0 3,5 6,6 His 1,8 2,7 2,6 2,7 3,2 Ile 5,9 4,6 4,0 4,6 3,8 Leu 7,7 7,4 6,7 9,1 7,3 Lys 8,0 6,1 5,3 7,5 6,9 Met 2,5 1,4 2,0 2,7 2,1 Phe 5,3 5,0 3,9 4,7 3,8 Thr 5,8 3,9 4,3 4,0 3,9 Val 6,2 4,8 5,1 6,0 4,7 Système LysDi/MetDi : 7,3% Lys 2,5% Met 8,9% Leu 2,4 à 2,8% His Production : profil idéal tend vers la composition des produits

37 Remplacer des protéines par des AA, envisageable? Essai sur vaches laitières Apport : 18, 24 et 12 g/j de Met, Lys et His protégées (Lee et al., 2012) Niveau de protéines digestibles Adéquat Déficient Def + ML Def + MLH Probabilité MAT, % 15,7 13,6 13,6 13,6 Prot. Ing, kg/j 2,66 2,08 2,15 2,2 Ingestion, kg/j ,06 Production laitière, kg/j 39a 35b 37ab 39a <0,01 Urée du lait, mg/dl 13,0a 10,3b 10,1b 11,0ab <0,01 Efficience azotée, % 29b 34a 34a 34a <0,01 N urinaire, g/j 143a 92b 87b 97b <0,01

38 Remplacer des protéines par des AA, envisageable? Essai sur vaches laitières Apport : 18, 24 et 12 g/j de Met, Lys et His protégées (Lee et al., 2012) Niveau de protéines digestibles Adéquat Déficient Def + ML Def + MLH Probabilité MAT, % 15,7 13,6 13,6 13,6 Prot. Ing, kg/j 2,66 2,08 2,15 2,2 Ingestion, kg/j ,06 Production laitière, kg/j 39a 35b 37ab 39a <0,01 Urée du lait, mg/dl 13,0a 10,3b 10,1b 11,0ab <0,01 Efficience azotée, % 29b 34a 34a 34a <0,01 N urinaire, g/j 143a 92b 87b 97b <0,01

39 Un impact en termes d efficience azotée pouvant être considérable Essai sur taurillon BBBc Objectif : faire varier l apport de Met digestible alors que tous les autres nutriments sont apportés en excès (perfusion duodénale) Froidmont et al., g/j de Met = 1,6 g/j d N (Met) augmente la rétention azotée de 17,1 g/j VB > 1000%!

40 Des limites dans la valorisation des AA? Froidmont et al., 2001 Un juste milieu à trouver

41 Flux cumulés d'aa libres sortant du rumen (g/j). Comment apporter des AA digestibles? AA protégés des fermentations du rumen coût! Apport d AA libres chez le taurillon BBBc Apport simultané Lys Met Lys: 27 g/j 45% Met: 15 g/j 37% g de Lys et/ou 40 g de Met libres Minutes après le traitement 12h

43 Les derniers litres de lait ou grammes de croît coutent chers Wu et Satter, 2000 n = 58

44 Conclusions Plusieurs leviers d action pour optimiser l efficience azotée: 1. Optimiser les synthèses protéiques microbiennes 2. Adapter les apports protéiques aux besoins des animaux Analyses fourrage calcul de ration 3. Protéines bypass pour efficience N 4. Apports équilibrés basés sur la composition en AA pour PB 5. Rechercher l optimum et non le maximum Ruminants : efficience N «limitée» mais marges de manœuvres possibles Ne pas se concentrer seulement sur les animaux en production Efficience sur la vie de l animal

45 Merci de votre attention Si c était aussi simple