Livestock Research for Rural Development 21 (7) 2009 Guide for preparation of papers LRRD News

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Effet du remplacement du soja par la féverole sur la production de gaz «in vitro» chez les béliers de race Sicilo - Sarde

H Selmi, M Hammami, B Rekik, A Ben Gara et H Rouissi

Département des Sciences et Techniques des Productions Animales, Ecole Supérieure d’Agriculture, 7030 Mateur, Tunisie
hamadi.rouissi@iresa.agrinet.tn

Résumé

Dans ce travail, on se propose de tester l’effet de la nature de la source protéique sur la production de gaz total dans le rumen des béliers de race Sicilo - Sarde. Pour réaliser nos objectifs, on a utilisé quatre béliers de race Sicilo Sarde âgés de 4,75 (écart type = 0,5) ans et ayant un poids vif moyen de 53,2 (écart type = 6,6) kg, munis de canules ruminales permanentes et logés dans des cages individuelles. Ils recevaient chaque jour une ration totale distribuée en deux repas égaux  constituée de 1,5 kg MS de foin d’avoine, complémentée par deux aliment concentrés iso énergétiques et iso azotés : un concentré F renfermant la féverole (0,965 UF ; 14,7% MAT ; 96 g PDIN) puis un concentré S renfermant le tourteau de soja (0,965 UF ; 14,5% MAT ; 99 g PDIN) et ce durant une période expérimentale de deux mois. La détermination du gaz total (CO2 et CH4) a été effectuée sur le contenu du rumen filtré à travers quatre couches de gaze chirurgicale, prélevé avant la distribution du repas du matin. Les animaux étaient en diète hydrique la veille du prélèvement. Dans les seringues en plastique de 100 ml chacune, on met 0,5 g de substrat (foin d’avoine broyé à 1mm), 10 ml de jus de rumen et 40 ml de salive artificielle. Ensuite, le contenu de chaque seringue est barboté par du CO2 pour faire échapper l’oxygène et fermé par un piston lubrifié par de la vaseline. Les seringues sont ensuite placées verticalement dans un bain marie à 39°C. La lecture de la production de gaz a eu lieu chaque deux heures jusqu’à l’obtention d’un plateau.

 

La quantité totale de gaz était de 53,5 (écart type = 6,31) ml et  51,8 (écart type = 11,5) ml respectivement pour le l’aliment F et l’aliment S sans différence significative (p>0,05), alors que la production potentielle de gaz représentée par la constante (b) a été significativement importante (p<0,05) pour l’aliment F par rapport à l’aliment S, elle était de 65,4 vs 26,8 avec la même vitesse. Les modèles de la cinétique de production de gaz sont comme suit :

Source protéique (Féverole): Y= 65,4 (1- e-0,002t)

Source protéique (Soja): Y= 26,8 (1-e-0,006t)

Mots clés: Béliers, gaz carbonique, méthane, rumen, source protéique



Effects of replacing soybean with broad bean on “in vitro” gas production using rumen fluid from sheep

Abstract

Effects of the protein source on total gas production in the rumen were studied on 4 Sicilo– Sarde rams. Rams were 4.75 years (standard deviation (STD) = 0.5 year) of age and had a 53.2 kg average (STD = 6.6 kg) live body weight. They had permanent canulas in the rumen throughout a two month experimental period and were lodged in individual boxes. Animals received a ration distributed in two meals that included 1.5 kg dry matter of oat hay (Crude protein (CP): 6.8%, energy: 0.72 UF (Forage Unit)) and 500 g /ram/day of one of two concentrates comparable for energetic and nitrogen contents. The first concentrate based on Soybean (CS) (CP: 14.5%, UF: 0.96) was distributed during the first month. The second concentrate based on Vicia Faba L. beans (CF) (CP: 14.7%, UF: 0.96) was distributed during a second one month period following a two week adaptation period. Total gas (CO2 and CH4) was determined on rumen content collected before the morning meal that was filtered through four surgical gas layers. Rams were deprived from drinking water during the night before samples were taken. Oat hay was crushed to 1 mm particles of which 0.5g samples were put into 100 ml plastic syringes in addition to 10 ml of rumen juice and 40 ml of artificial saliva. Each syringe content was then splash with CO2 to let slip oxygen and closed with a lubricated piston. Syringes were then incubated at 39° C. Gas production was then recorded until a plateaus was reached.

 

Total gas production was comparable for the CF and CS concentrates (mean = 53.5 ml, STD = 6.31 ml and mean = 51.8 ml, STD= 11.5 ml, respectively), whereas potential gas production was significantly higher (p<0.05) for the CF (65.4) compared to that for the CS concentrate (26.8). Equations modelling the kinetic of gas production were Yt = 65.4 (1 - exp (-0.002t)) and Yt = 26.8 (1 - exp (-0.006t)) for CF and CS concentrates, respectively. Replacing Soybeans with Vicia Faba L. beans in Sicilo- Sarde diets may increase gas production in the rumen probably because of Vicia Faba L. beans nutritional characteristics and their high starch content.

Key words: carbon dioxide, methane, protein source, rams, rumen


Introduction

Dans la plupart des pays méditerranéens, où les conditions climatiques sont dures et la qualité des fourrages conservés est mauvaise (Lahmar et al 2000), le tourteau de soja constitue la principale source de protéines dans l’alimentation des ruminants. Le coût élevé de cette matière première a stimulé l’intérêt de la recherche des ressources alternatives de protéines (Chikagwa- Malunga et al 2009; Selmi et al 2008) comme le lupin, le pois fourrager et la féverole (photo 1) qui a une valeur énergétique comparable à celle des céréales avec une teneur en amidon de 38 à 45% et une teneur en matière azotée totale (MAT) proche du tourteau de Soja (- 25%) (INRA 2002).



Photo 1.  Graines de fèverole dans les gousses


La digestibilité ruminale des différents ingrédients des régimes alimentaires s’accompagne d’une perte énergétique sous forme de gaz d’origine alimentaire (CO2 et CH4) qui dépend de la concentration des acides gras volatils (AGV) et par conséquent des caractéristiques de la ration. C’est dans ce cadre que s’insère notre étude qui a pour objectif de déterminer la quantité de gaz produite in vitro par les ovins recevant des aliments concentrés contenant ou non la féverole.

 

Matériel et méthodes

 

Animaux et régimes alimentaires

 

On a utilisé 4 béliers de race Sicilo Sarde porteurs de canules ruminales permanentes (photo 2) (diamètre interne = 35 mm), âgés de 4,75 (écart type = 0,5) ans et ayant un poids vif moyen 53,2 (écart type = 6,6) kg recevant une ration de base de foin d’avoine à raison de 1,5 kg MS complémentée successivement par deux aliments concentrés à raison de 500g/j/bélier. Le premier est composé essentiellement de féverole (RF) et le second renferme comme source azotée le soja (RS). 



Photo 2.  Mouton fistulé


Les ingrédients et la composition chimique des deux concentrés sont présentés dans le tableau 1.


Tableau 1.  Composition centisémale et chimique des aliments concentrés (g/kg MS)

Ingrédients, %

RF

RS

Orge

71,5

82,5

Soja

7,0

13,5

Fèverole

17,5

-

CMV ovin

4,0

4,0

Composition chimique, %

Matières Sèches

89

89

Matières organiques

92,7

88,9

Matières Azotées Totales

14,7

14,5

Acid Detergent Fiber

8,7

11,7

Cellulose Brute

7,6

9,4


Mesures expérimentales

 

La détermination du gaz total (CO2 et CH4) a été effectuée sur le contenu du rumen filtré, prélevé avant la distribution du repas du matin. Les animaux étaient en diète hydrique la veille du prélèvement. Dans les seringues, on met 0,5 g de substrat (foin d’avoine broyé à 1mm), 10 ml de jus de rumen et 40 ml de salive artificielle, qui sont ensuite placées verticalement dans un bain marie à 39°C comme le montre la photo 3.



Photo 3.  Incubation des seringues dans un bain marie


Le taux et l’ampleur de la production de gaz ont été déterminés en relevant des volumes de gaz chaque deux heures d’incubation des seringues.

 

Analyse statistique

 

En utilisant la régression non linéaire du SAS (1987), les données du gaz ont été adaptées au modèle d’Orskov et Mc Donald (1979): G = a + b (1- e-ct), où G est la production de gaz à l’instant t, b est la production potentielle de gaz et c le taux de production.

 

Résultats et discussion 

La production de gaz in vitro des deux régimes alimentaires évolue progressivement pour atteindre un volume au alentour de 20 ml durant les premières 14 heures de l’incubation des seringues. Cette phase lente correspond à la fixation de la flore microbienne aux particules et son adaptation au milieu d’incubation. Puis le volume augmente rapidement vers les 22 heures après incubation ce qui correspond à la phase de fermentation microbienne, puis se ralentit avec une vitesse de production minimale comme le montre la figure 1.



Figure 1.  
Cinétique de production de gaz en seringue (0.5 g de foin d’avoine)


Les modèles mathématiques correspondant aux  deux régimes étaient comme suit :

RF: Y= 65,4 (1- e-0,002t)

RS: Y= 26,8 (1-e-0,006t)


L’émission de gaz pour les deux régimes est plus importante par rapport aux résultats trouvés par Rouissi (1994) lorsqu’il a travaillé avec des fourrages seulement. Cela nous amène a conclure que l’addition d’aliments concentrés dans la ration oriente les conditions ruminales vers une fermentation amylolytique au détriment de la fermentation cellulolytique et une orientation de la production d’acide acétique qui est fortement corrélée à la production de méthane (Vermorel 1995) ainsi que le rôle des Archaea (Demeyer et Fievez 2000). L’analyse statistique montre que la production de gaz total à partir de l’incubation de 0,5 g de foin pendant 38 heures, est statistiquement comparable (p>0,05) pour les deux régimes. En effet, le gaz total produit est respectivement de 53,5 (6,31) et 51,82 (1,5) ml respectivement pour le régime RF et RS. Cette légère supériorité pour le régime Féverole peut être expliquée par les caractéristiques de la graine de féverole qui a une valeur énergétique proche des céréales grâce à sa teneur en amidon (38 à 45 %) et dépassant souvent le niveau d’une unité fourragère (INRA 2002; May et al 1993).

 

La production potentielle de gaz représentée par «b» pour le régime (RF) est statistiquement supérieure (p<0,05) à celle du régime (RS). Elle était de 65,4 vs 26,8. Cette tendance résulte de la qualité des protéines brutes et le caractère gonflant des grains de féverole.

 

Conclusions 

 

Références bibliographiques 

Chikagwa-Malunga S K, Adesogan A T, Szabo N J, Littell R C, Phatak S C, Kim SC, Arriola K G, Huisden C M, Dean D B and Krueger N A 2009 Nutritional characterization of Mucuna pruriens 3. Effect of replacing soybean meal with Mucuna on intake, digestibility, N balance and microbial protein synthesis in sheep. Animal Feed Science and Technology 148 (2009) 107–123  

 

Demeyer  D et Fievez V 2000  Ruminants et environnement: la méthanogenèse. Annales de Zootechnie. 49: 95-112 http://animres.edpsciences.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/articles/animres/pdf/2000/02/z0202.pdf

 

INRA 2002 Utilisation des protéagineuses dans l’alimentation des ovins à viandes. Institut de l‘élevage, programme régional de la chambre d’agriculture du midi pyrénéen. Décembre 2002 : 1-8: www.inst-elevage.asso.fr/html1/IMG/pdf/923-Proteagineux_OV.pdf

 

Lahmar M, Majdoub A and Djemali M 2000 Proceedings 3rd AACAA and 11th CESAP. 6-9 November 2000 (1):365-371 www.journees3r.fr/IMG/pdf/2006_4_alimentation_29_BenSalem.pdf

 

May M G, Otterby D E, Linn J G, Hansen W P, Johnson D G and Putnam D H 1993 Lupins (Lupinus albus) as a protein supplement for lactating Holstein dairy cows. Journal of Dairy Science 76: 2682-2691 http://jds.fass.org/cgi/reprint/76/9/2682.pdf

 

Ørskov E R and McDonald I 1979 The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage. Journal of Agriculture Science, Cambridge. 92, 499–503

 

Rouissi H 1994 Etude comparative de l'activité microbienne dans le rumen des dromadaires, des ovins et des caprins. Thèse Université de Gent, Belgique, 120 p.

 

SAS 1987 User’s Guide: Statistics, 6th edition. Statistical Analysis Systems Institute, Cary, NC.

 

Selmi H, Rouissi H, Hammami M, Rekik B et Ben Gara A 2008 Effet de la source azotée sur la population des protozoaires ciliés dans le rumen des ovins de race Sicilo- Sarde. Séminaire international O E P, CIHEAM, IRESA. Hammamet (Tunisie): 22- 23 /10/2008

 

Vermorel M 1995 Productions gazeuses et thermiques résultant des fermentations digestives. In : Nutrition des ruminants domestiques: ingestion et digestion. Jarrige R, Ruckebusch Y, Demarquilly C, Farce M H et Journet M (éditeurs). INRA, Paris, France.649-670



Received 18 May 2009; Accepted 1 June 2009; Published 1 July 2009

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