Valorisation de l Energie par les brebis Jean-Marc ARRANZ 15 mars 2007
Plan Rappel système INRA Le rumen et son fonctionnement Les sucres Les fibres Indices de fibrosité Régulation du transit et du PH
Rappel Le système INRA
Les «fondamentaux» du système INRA
Des écarts de «rendement» exprimés par les valeurs UFL et UFV
Energie Brute ingérée Energie Digestible Energie Métabolisable Energie Nette
La digestion chez les ruminants: le rumen et son fonctionnement
La digestion chez les ruminants Mécanique Mastication Rumination Bouche Biologique Digestion microbienne Rumen Chimique Digestion enzymatique Absorption Caillette Intestin
Apport régulier aliment Sécrétion salivaire sans rôle digestif apport eau, bicarb., P pptés antimousse Temps de séjour des aliments long : 30 à 100 h Le milieu ruminal Brassage continu Vaste réservoir Absence de sécrétion digestive Réseau ORO (1x4 cm) Renouvellement du contenu Anaérobiose stricte Milieu très réducteur RUMEN Microflore : PROTOZOAIRES BACTERIES Humidité élevée 85 à 90 % Temp. élevée stable 39 à 40 C ph stable : 6 à 6,8 grâce tampon salivaire et absorption AGV
Métabolisme ruminal de l énergie
Digestion des glucides 8 % perdue par éructation 6-8 % (+/- perte thermorégulation) Rumen Int. grêle Côlon PAROIS AMIDON SUCRES AGV Gaz Chaleur Énergie 10-15 % glucose 1à 10 % AGV 10 % ac. acétique ac. butyrique ac. propionique 50 % représente les 2/3 de l énergie absorbée
Digestion des lipides Lipides triglycérides Acides gras libres lipolyse microbienne synthèse microbienne AGV AG saturés + glycérol fermenté
Influence du régime sur les AGV composition du mélange d'agv (% mol.) Régime acide acétique acide propionique acide butyrique autres acides ensilage d'herbe PN 71,2 18,2 6,4 4,2 ensilage maïs 20 % MS 68,8 18,3 9,6 3,3 ensilage maïs 35 % MS 60,1 23,7 12,0 4,2
Les sucres
Différents types de sucres Glucides végétaux Contenu cellulaire Parois cellulaire Acides organiques Fructanes Sucres Amidons Pectines Hémicelluloses Celluloses
Localisation Dénomination Unités Contenu cellulaire Sucres libres Glucose Fructose Saccharose Maltose Mélibiose Gluc + Fruc 2 Gluc Gluc + Galac Polyosides de réserve Fructosanes Amidon Fructose Glucose Substances pectiques Ac.Galacturonique L-arabinose D-galactose Paroi Polyosides amorphes Hémicelluloses D-xylose L-arabinose D-galactose D-mannose D-glucose Ac. D- glucuronique Fibres Cellulose D-glucose Substances non glucidiques Lignine Alcools Cires (cutine) Alcools et acides gras longs
Digestion des glucides Glucides membranaires (cellulose, hémicellulose) Amidon Indigeste Glucides solubles Sucres simples Méthane CO2 AGV Glucose AGV
Teneurs en sucres solubles Fourrage: 20 % Pulpe: 25 % Mélasse: 50 % Maïs vert Laiteux : 20 % Pâteux : 15 % Vitreux : 10 % Maïs Ensilage < 3%
Les 2 familles d amidon Amidon rapidement dégradé: amidon rapide: orge,blé, triticale, Amidon dégradé lentement: amidon lent: sorgho, maïs
Qualité de l énergie 1 UFL kg Qualité Blé 0.97 C3 rapide Maïs 0.91 C3 lent Pulpe Betterave 1.11 C2 rapide Coque de soja 1.08 C2 lent Mégalac 1.11 TB + Huile de Poisson 1.08 TB -
Teneurs en amidon de quelques matières premières Amidon Orge 600 avoine 410 Maïs 740 triticale 680 Glands 400 Ensilage maïs<28 % 200 Ensilage maïs>32 % 300 Pois 420 Féverolle 350 Tourteaux 0 Pulpes 0 La plupart des autres fourrages en sont dépourvus.
Valeurs ensilage maïs 2006
amidon (g/kg MS) amidon soluble (g/kg MS) amidon digestible dans le rumen amidon protégé (g/kg MS) Avoine 400 383 373 27 Blé 690 489 625 65 Glutenfeed 225 131 195 30 Glutenmeal 190 44 166 24 farine blé 730 628 674 56 Féverole 450 191 376 74 Haricot 440 62 345 95 hominy feed 510 199 399 111 Maïs 740 173 545 195 Manioc 820 552 728 92 Millet 620 254 508 112 Orge 595 353 541 54 Pois 520 215 449 71 pois extrudé 520 380 479 41 pomme de terre 740 192 549 191 remoulage blé 360 306 333 27 Riz 890 231 696 194 son fin blé 240 203 221 19 son gros blé 150 123 138 12 son riz 310 73 252 58 Sorgho 740 132 525 215
Teneurs et dégradabilité amidon (g/kg MS) amidon soluble (%) vitesse de dégradation (% / h) DT6 (%) avoine 400 95,7 11,0 98,5 blé 690 70,8 19,4 93,1 glutenmeal 190 23,0 28,6 86,6 féverole 450 42,5 10,1 78,6 maïs 740 23,4 4,9 57,9 manioc 820 67,3 12,2 89,3 orge 595 59,3 32,2 93,6 pois 520 73,2 16,3 84,2 sorgho 740 17,8 4,4 85,5
Dégradabilité de l énergie
Les amidons «rapides» entraînent un accroissement de Digestibilité des composants Digestibilité ruminale de l amidon Digestibilité ruminale de la matière organique (MOF) Protéosynthèse microbienne, et meilleure utilisation de l azote (avec un seuil ) Fermentations ruminales Teneur en énergie du régime Taux protéiques du lait
Les amidons «lents» entraînent un accroissement de Des taux butyreux du lait Du ph De l amidon «by-pass» Et constituent un facteur de sécurité vis-àvis de l acidose latente.
La caractérisation des fibres par l analyse chimique Parois et contenu cellulaire CB NDF, ADF, ADL
L analyse des fibres Contenu cellulaire Parois HémiCellulose Cellulose Lignine CB Wende Van Soest NDF Van Soest ADF Lignine
L analyse des fibres Glucides végétaux Contenu cellul aire Parois cellulaires Acides organiques Sucres Amidons Fructanes pecti ne Hémicellulose Cellulose Neutral Détergent Soluble Fiber Acid Détergent Fiber Neutral Détergent Soluble Carbohydrate Neutral Détergent Fiber
ADF=1.1 CB Relation entre CB et ADF-NDF
Les teneurs en fibres 500 Teneurs (g/kg MS) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Paille Foin LD 18% CB ADF NDF Ensilage maïs Avoine Orge Maïs 0 100 200 300 400 500 Cellulose brute (g/kg MS)
Valeurs indicatives CB ADF NDF Orge 52 63 216 avoine 138 169 372 Maïs 25 30 120 triticale 27 37 146 tourteau soja 46 70 85 142 pulpe betterave 208 241 484 Luz deshy 18 % 270 310 450 Luz deshy 23 % 200 240 360 ensilage maïs 220 253 regain 280 313 foin 350 380 foin luzerne 360 420 paille d'orge 420
La fibrosité : définition et applications pour le rationnement
Définition de la fibrosité Capacité d un régime alimentaire à faire mastiquer, ruminer et fonctionner correctement le rumen Pas d indicateurs «simples»: critères physiques critères de composition chimique nature des matières première
Qu est ce que la fibrosité? Animal Indices de mastication Valeur de structure* Aliments Teneur en fibres Taille des particules FIBROSITE Part des concentrés Origine des glucides «Rumen» ph ruminal digestif: profil AGV, flux de liquide ruminal.. *Belgique
Indice de mastication Temps ou durée de mastication par kg de MS ingérée L indice de fibrosité correspond au temps de mastication chez la vache
Quelques indices IF Indice de fibrosité (durée de mastication) 140 120 100 80 60 40 20 0 Orge Maïs Ensilage maïs 0 100 200 300 400 500 Teneur en CB Foin Foin Pulpe bet Luzerne déshy 23 Luzerne déshy 18 Paille
Utilisation des IF limitée Difficile d établir un IF pour chaque aliment (équations de prédiction à partir de l analyse chimique) Ration: pas d additivité des IF En pratique: des seuils: >40 à 60 % de fourrages Substituer à IF équivalents
Granulométrie: taille des particules Mesure par tamisages successifs, avec mailles décroissantes, et cumuls des répartition particulaires Expression: moyenne géométrique des tailles: diamètre médian d50 Densité particulaire (1/d50)
Quelques effets de la taille des particules
Des particules supérieures à 2 mm
Acidité du rumen PH du rumen est un paramètre essentiel de la digestion et de la nutrition Etat d acidose a des implications: Baisse d ingestion Baisse de lait Baisse du rapport TB/TP Susceptibilité pathologique
Etat d acidité du rumen 6.5 6.25 ph Le rumen fonctionne de manière optimale Acidose légère; attention aux brebis les plus productrices Les animaux les plus producteurs en acidose latente 6.0 5.5 Troupeau en acidose latente Troupeau en acidose aïgue
Le ph moyen est lié à la durée de ph inférieur à 6 Le ph du rumen évolue au cours de la journée en fonction de la nature des repas
Facteurs d irrégularité des fermentations ruminales Ration Matières azotées Amidon Indice d irrégularité (ph<6 à ph=6) Etat fermentaire Azote N-NH3 AGV acétates/propionates
Effets tampon Pouvoir tampon «intrinsèque» des aliments: teneurs en carbonates et en phosphates Apport de substances tampons: bicarbonate Flux salivaire et de liquide ruminal (15 l/kg MS bovins; salive: 5 l/h)
ph et composition chimique du lait Abaissement du ph: Diminution du TB Diminution du rapport TB/TP
Quelques repères pour un bon fonctionnement du rumen Teneurs en fibres >35% NDF >25% NDF des fourrages >20% ADF Glucides <25% amidon Concentrés <40% Paramètres physiques >40% particules>2 mm Indice de mastication >40 mn/kg MS
Utilisation du ph fécal comme indicateur du fonctionnement du rumen Mesure au phmètre: Prélèvements de 10 g/animal 6 h après repas Dilution dans eau à ph 7 Mesure au phmètre à électrode Utilisation des bandelettes
Fermentescibilité et effet sur le ph 6,2 6 5,8 Sorgho Maïs Coque soja BOP Pulpe betterave ph 5,6 5,4 Blé orge Pulpe agrume Sucres Amidons 5,2 Cellulose 5 Mélasse 4,8
Dans les régimes brebis laitières «acidogènes» «alcalogènes» Fibres limitées: -Regains jeunes -Pâtures pauvres, jeunes et hivernales Beaucoup d aliments hachés et broyés: Bouchons luzerne, pulpes Risques de dysfonctionnement ruminal Azote: beaucoup d azote soluble: pâture, regain Amidon: relative importance des amidons lents, type maïs Part des vrais fourrages limitée -Impact de la succession des repas -Impact des variations d un jour à l autre