PLUS

    MJ/EM, UF, PDI, protéines… Comment utiliser ces informations en pâturage ?

    Les systèmes de modélisation de l’alimentation des ruminants

    Pouvoir modéliser l’alimentation des animaux d’élevage est un objectif qui a demandé beaucoup de recherches, de manière à calculer et prévoir la nourriture nécessaire pour atteindre un niveau de production donné sans gaspillage. Cela permet ensuite d’estimer les coûts d’alimentation ou bien la production possible, selon la quantité et la qualité des fourrages disponibles. Divers systèmes de modélisation de l’alimentation des ruminants ont ainsi été créés. Ils sont basés sur des approches différentes et ont chacun leur utilité en fonction du contexte. Nous allons ici présenter les principaux systèmes utilisés en France et en Nouvelle-Zélande, pays des pâtures s’il en est. Ces systèmes distinguent toujours l’apport d’énergie de l’alimentation et l’apport d’azote par les protéines, qui sont deux composants majeurs de la production des ruminants.

    Les apports d’énergie

    Pour parler de l’énergie apportée par un aliment ou un fourrage, il faut préciser de quelle énergie on parle : l’énergie totale contenue dans l’aliment, mesurable en brûlant celui-ci, l’énergie digestible, l’énergie utilisée par l’animal ? Les termes que l’on rencontre le plus souvent sont les suivants :

     énergie brute : énergie totale contenue dans l’aliment, que l’on peut évaluer en laboratoire en brûlant une quantité connue d’aliment et en mesurant la chaleur dégagée.

     énergie digestible : énergie d’un aliment calculée après des essais de digestibilité. C’est l’énergie brute moins l’énergie contenue dans les fèces, soit 50 à 85 % de l’énergie brute.

     énergie métabolisable (EM, ou ME en anglais) : énergie des aliments digérés, soit l’énergie brute de la nourriture moins les pertes d’énergie dans les fèces, les gaz éructés, l’urine. Elle représente 40 à 70 % de l’énergie brute.

     énergie nette : énergie métabolisable moins l’énergie liée à la digestion perdue sous forme de chaleur. C’est la portion d’énergie ingérée qui contribue à couvrir les dépenses d’entretien et de production de l’animal (viande, graisse, lait, etc.).

    Le schéma ci-dessous synthétise les différents termes utilisés pour décrire l’énergie que contiennent les aliments des ruminants.

    En France, on utilise ainsi couramment les unités fourragères (UF) pour décrire l’apport énergétique d’un aliment. Une UF correspond à la valeur énergétique d’1 kg d’orge, soit en matière d’énergie nette : 1700 kcal (kilocalories) = 7,11 MJ (mégajoules) pendant la lactation (on parle alors d’UF lait ou UFL) ou 1820 kcal = 7,61 MJ à l’engrais (on parle alors d’UF viande ou UFV). Les unités fourragères ont été définies pour remplacer les unités classiques de mesure d’énergie (calories, joules) : il est apparemment plus facile de se représenter l’apport énergétique d’un kilogramme d’orge que celui de 7,5 mégajoules pour ensuite comparer la valeur d’une prairie en constante évolution… En réalité, il est très difficile d’estimer la valeur de sa prairie avec de l’orge. Par ailleurs, la différence de valeur énergétique entre une UFL et une UFV pour le même aliment complexifie encore davantage le système.


    Dans les pays anglophones et particulièrement en Nouvelle-Zélande, l’apport énergétique des aliments est décrit en mégajoules d’énergie métabolisable par kilogramme de matière sèche (MJEM/kgMS ou MJME/kgDM en anglais). Ils n’ont pas la même approche qu’avec les unités fourragères, la clarté scientifique est favorisée. Parler d’énergie métabolisable plutôt que d’énergie nette n’est pas une différence majeure, dans la mesure où celles-ci ont des valeurs relativement proches (seule l’énergie de la chaleur liée à la digestion les distingue). Exprimer les résultats en mégajoules plutôt qu’en quantité d’énergie apportée par un kilogramme d’orge (unités fourragères) permet en revanche de s’affranchir des différences de métabolisme entre des ruminants à l’engrais ou en lactation : la valeur énergétique se réfère à l’aliment et non à l’animal qui le consommera. Il est aussi plus simple de mesurer la valeur d’un aliment donné sans, en plus, avoir besoin de le comparer à 1 kg d’orge. Cela est surtout vrai en pâturage, car la valeur dépend de la composition végétale, de la saison, du stade physiologique…

    Le schéma ci-dessous synthétise les deux manières de représenter l’énergie que contient l’alimentation des ruminants.

    ENERGIE AZOTE

    Quelle que soit l’unité choisie pour représenter l’énergie d’un fourrage ou d’un aliment, il est difficile de dire qu’une est meilleure que l’autre. Elles sont différentes et utilisées dans des pays distincts. L’important est d’avoir en tête des références suffisantes pour savoir si une valeur énergétique (qu’elle soit exprimée en UF ou en MJ d’EM) est bonne ou non et comment l’interpréter.

    Un manque d’informations

    Chez PâtureSens, nous préférons utiliser le système d’énergie métabolisable pour plusieurs raisons :
    – Il existe des milliers de données sur les besoins énergétiques au pâturage provenant des pays herbagers pour estimer visuellement la valeur en MJEM/kgMS d’une prairie en fonction de sa composition et de son évolution.
    – Les besoins en énergie des différentes classes de cheptel au pâturage sont maintenant mesurés depuis quelques décennies en Nouvelle-Zélande, nous permettant ainsi d’utiliser des valeurs éprouvées.
    – Cela permet de rationner la quantité de matière sèche allouée chaque jour au cheptel et de projeter des objectifs de performance en fonction des besoins d’une part et de la valeur des pâturages d’autre part. C’est indispensable lorsqu’on gère différents niveaux d’alimentation et que l’on est soumis à des fluctuations saisonnières.

    À la fin de cet article, vous retrouverez un exemple concret de l’utilisation de ces valeurs pour allouer la ressource fourragère.

    Les apports de protéines

    Passons maintenant aux systèmes utilisés concernant les protéines. L’ingestion de protéines par les ruminants est importante, car elles contiennent des acides aminés et de l’azote nécessaires à leur métabolisme qu’ils ne peuvent pas tous fabriquer eux-mêmes. De plus, en production laitière, la quantité de protéines contenue dans l’alimentation peut être un élément limitant de la production.
    En Nouvelle-Zélande, la quantification des apports de protéines se fait souvent en estimant le taux de protéines brutes (« crude proteins »). Comme le taux de protéines n’est pas mesurable facilement en laboratoire, le taux de protéines brutes estimé correspond en fait au taux d’azote total multiplié par 6,25. Cela permet d’obtenir une estimation du taux de protéines des plantes à coût modéré, mais en sachant que cette méthode inclut l’azote non protéique dans son résultat. En toute rigueur, il faudrait plutôt parler de matières azotées totales plutôt que de taux de protéines brutes. Enfin, l’utilisation du taux de protéines brutes pour l’alimentation des ruminants présente un autre défaut : il ne prend pas en compte les spécificités du système digestif des ruminants, et en particulier le rôle des micro-organismes du rumen. Il faut bien se souvenir que les protéines en pâturage ne sont jamais un facteur limitant, mais que c’est bien l’énergie qui limite la production, du moins dans un système de production raisonné, centré sur la valorisation de la ressource.

    En France, la nutrition protéique des ruminants a été modélisée par l’INRA sous la forme du système PDI : « protéines digestibles dans l’intestin ». Un des avantages de ce système est qu’il prend en compte la digestion particulière des ruminants et se focalise sur l’assimilation des acides aminés des protéines qui a lieu dans l’intestin grêle (voir notre article précédent sur la composition des plantes et leur digestion par les ruminants). Les PDI peuvent être de natures différentes : protéines provenant de l’aliment qui n’a pas été digéré par les micro-organismes du rumen (PDI alimentaires ou PDIA), ou bien protéines synthétisées par les micro-organismes à partir des protéines végétales digérées (PDI microbiennes ou PDIM).

    Comme le développement des micro-organismes du rumen peut être limité soit par la quantité d’énergie, soit par la quantité de protéines végétales qu’ils ont à disposition, on parle aussi de PDIMe si l’énergie est limitante ou de PDIMn si l’azote est limitant. Ce sont bien les mêmes protéines digestibles dans l’intestin, mais introduire les notions de PDIMe et de PDIMn s’avère intéressant lors de la composition d’une ration à partir de plusieurs aliments, comme expliqué dans le schéma ci-dessous.

    ENERGIE ET AZOTE EN PATURAGE

    Concrètement, une analyse de fourrage ou d’aliment avec le système PDI donne des résultats en grammes de PDIA, de PDIMe et de PDIMn par kilogramme de matière sèche. On peut aussi avoir les valeurs de PDIN (soit PDIA + PDIMn) ou de PDIE (soit PDIA + PDIMe). C’est ensuite à l’éleveur ou à son conseiller de prendre en compte les différents aliments de la ration pour savoir si l’énergie ou l’azote limitent les micro-organismes du rumen et calculer les protéines qui seront effectivement assimilées par le ruminant.

    En vérité, le système PDI n’est pas utilisable en pâturage, car il est adapté à un système d’alimentation qui n’est pas sujet à des fluctuations saisonnières et il faut que la composition de la prairie soit toujours quantifiable. Combien de trèfles blancs avez-vous ? Pour quelle valeur ? Pendant combien de temps ? Dans quelles prairies ?

    Conclusion

    Nous avons donc passé en revue les systèmes de modélisation des principaux éléments de l’alimentation des ruminants : l’énergie et les protéines. Il faut retenir que, quel que soit le système utilisé (unités fourragères, mégajoules d’énergie métabolisable ou protéines brutes, PDI), il est important de comprendre à quoi correspondent les différentes unités. L’alimentation des ruminants est un déterminant essentiel de leur productivité et savoir comment interpréter des résultats d’analyse pour pouvoir répondre aux besoins alimentaires des animaux est une compétence utile pour la réussite d’un élevage. Cela permet d’éviter des erreurs, telles qu’un apport de compléments superflu car non assimilé totalement, et ainsi d’être plus autonome dans l’interprétation de ses analyses de fourrage. Il nous semble plus simple d’utiliser une mesure identique pour évaluer le besoin et la qualité, cependant pourquoi ne pas laisser des scientifiques gérer les élevages à notre place ? Il faudrait environ douze analyses de fourrage par jour et plusieurs calculettes pour changer son lot de génisses le matin.

    Dans la pratique

    Maintenant que nous avons abordé les différents modèles élaborés pour mesurer la valeur alimentaire, nous allons nous intéresser à ce que vous pouvez utiliser réellement. Il est important de noter que pour avoir des valeurs alimentaires précises, il faudrait procéder à une analyse en laboratoire. Cela est réalisable si l’alimentation provient d’un sac ou d’un silo, mais en pâturage, il est très difficile d’appliquer le même principe, car vous évoluez dans un écosystème dynamique. Dans ce contexte, et grâce à des milliers d’analyses, il est possible d’utiliser une grille d’évaluation visuelle pour obtenir une idée assez précise de la qualité de la prairie.

    Évaluer la qualité et la valeur énergétique d’une prairie visuellement :

    Le tableau ci-dessous permet de définir la qualité de la prairie. Cette étape est la première, avant de pouvoir estimer sa valeur énergétique.

    energie azote pâturage

    Évaluer la croissance et le stade physiologique :

    En fonction du stade physiologique et de la composition d’une prairie, vous pouvez estimer sa valeur énergétique exprimée en MJEM/kgMS.

    Valeur de l'herbe pâturage

    Le besoin animal

    Nous utilisons les besoins en énergie métabolisable comme base de travail. A partir de cela, nous pouvons augmenter les besoins d’énergie pour répondre à des objectifs de croissance. Par exemple, une vache allaitante de 650 kg vifs a un besoin en entretien de 83 MJEM/jour. Afin de subvenir à son besoin en lactation le premier mois, il faut ajouter 44 MJEM, soit un besoin en énergie de 127 MJEM/jour.

    Combien de kilogrammes de matière dois-je allouer par jour ?

    Si votre prairie est composée de 40 % de légumineuses, de moins de 10 % de matière morte et que nous sommes au printemps (début phase végétative/montaison), à l’aide des deux tableaux ci-dessus, nous pouvons estimer que nous avons une valeur de 12 MJEM/kgMS. Dans ce contexte, pour répondre au besoin de notre vache en lactation qui est de 127 MJEM/jour, nous devons lui fournir 10.5 kgMS/jour.

    Sources

     Définitions diverses :• Meyer C., ed. sc., 2015. Dictionnaire des Sciences Animales. Montpellier, France, Cirad. [consulté le 01/07/2015]. URL : http://dico-sciences-animales.cirad.fr/
     Conception du Système PDI :
    • Vérité R., Journet M., Jarrige R, 1987. A new system for the protein feeding of ruminants: The PDI system. Livestock Production Science Volume 6, Issue 4, October 1979, Pages 349–367.
     Schémas et utilisations du système PDI :
    • Arranz J.-M., 26 mars 2007. Azote : besoins, apports et rationnement. GIS iD64, CNBL. [consulté le 02/07/2015]. URL : http://www.gis-id64.fr/download/articles/3-resultats/2-animal/2.1/GIS.2.1.22.pdf

     

    Cet article vous a-t-il aidé ?

    Cliquez sur une étoile pour noter !

    Note moyenne 4.6 / 5. Nombre de votes : 5

    Aucun vote pour l'instant! Soyez le premier à évaluer cet article.

    Cet article vous a-t-il aidé ?

    Cliquez sur une étoile pour noter !

    Note moyenne 4.6 / 5. Nombre de votes : 5

    Aucun vote pour l'instant! Soyez le premier à évaluer cet article.

    SHANE BAILEYhttp://www.paturesens.com
    Consultant en production animale en système herbager. Élevé à l’herbe en plein air ovin et bovin, j’ai grandi entre le sud de la France et la Nouvelle-Zélande (Les Corbières, Hautes-Alpes, Canterbury, Waikato et le Wairarapa). Le pâturage est une histoire de famille. En 2015, mon frère et moi reprenons PatureSens, l'entité de conseil de John notre père qui lui retourne exploiter. En 2018 nous créons www.paturevision.fr pour répondre aux besoins spécifiques mais aussi qualitatif des agriculteurs.

    REDACTEUR

    SHANE BAILEYhttp://www.paturesens.com
    Consultant en production animale en système herbager. Élevé à l’herbe en plein air ovin et bovin, j’ai grandi entre le sud de la France et la Nouvelle-Zélande (Les Corbières, Hautes-Alpes, Canterbury, Waikato et le Wairarapa). Le pâturage est une histoire de famille. En 2015, mon frère et moi reprenons PatureSens, l'entité de conseil de John notre père qui lui retourne exploiter. En 2018 nous créons www.paturevision.fr pour répondre aux besoins spécifiques mais aussi qualitatif des agriculteurs.