Study of limiting factors of intake in small ruminants fed with tropical forages
Etude des facteurs limitant l'ingestibilité chez des petits ruminants valorisant des fourrages tropicaux
Résumé
The aim of this study was to analyse the relative impact of physical, biological and biochemical phenomena on intake and digestion of tropical forages. The hypothesis of this study were : 1) intake and digestibility of tropical forages could be improved if valorized at a younger age, 2) cellulolytic potential of the rumen would not be the first limiting factor of intake and digestion of forages, 3) reduction rate of size of diet by chewing (comminution), would be the first limiting factor of intake. In a first time, a meta-analysis of the data of the literature has been conducted. In a second time, 2 groups of trials have been realized to: 1) define the experimental conditions of the second group; 2) validate the hypothesis. Results of the meta-analysis have confirmed that intake of temperate forage was significantly higher than tropical forage (68.70 vs 57.83 g/MW; P<0.001). Moreover, the meta-analysis has underscored that chewing work of 1kg of DM of tropical forage was twice more important than with temperate forage. Results of the first experimental group have proved: 1) the efficacy of addition of a fibrolytic exogeneous enzyme (degradability after 24h of a 56-day-old chopped forage : 32.14 vs 39.25% without and with enzyme respectively; P<0.0001); 2) that ingestive and digestive parameters vary with frequency of the meal (whole rumen content of a 21-day-old forage: 1.01 vs 0.77 g/gDMI with 4 and 2 meals respectively; P<0.001); 3) that ingestive and digestive parameters were function of the nycthemeral period (chewing index of a 56-day-old grass was 1.07 vs 1.52 during the diurnal and nocturnal period respectively; P<0.05). Study of the digestive dynamics has been conducted during the second experimental group with two meals per day, measures have been realized on the 24h- period. Study realized in non limiting enzymatic condition has been set up with addition of the exogeneous fibrolytic enzyme. Results of the second experimental group have underscored that 1) intake and digestibility significantly decreased with maturity of the forage (DMI was 86.69, 83.10, 69.37, 59.29 and 50.60 g/MW for the 14-, 21-, 28-, 42- and 56-day-old grass respectively; P<0.02); 2) intake did not vary with the cellulolytic activity (P>0.4); 3) intake was negatively related with the chewing index (DMI (g/MW) = 125 - 65.3 ChewId; P<0.03). In conclusion, tropical young forages (<28 days) present good nutritive value. Besides, cellulolytic potential would not be the first limiting factor of intake but rather the comminution rate. The important impact of the individual variability on intake, registered during experimentations of the thesis, have to be confirmed.
L'objectif de l'étude était d'analyser l'impact relatif des phénomènes physiques, biologiques et biochimiques sur le déterminisme de l'ingestibilité et la digestion des fourrages tropicaux. Les hypothèses de travail étaient que : 1) valorisés à des stades physiologiques assez précoces, l'ingestibilité et la digestion des fourrages tropicaux pouvaient être significativement améliorées, 2) la capacité cellulolytique du rumen ne serait pas le premier facteur limitant l'ingestibilité et la digestion des fourrages, 3) la résistance à la mastication et en conséquence la vitesse de réduction de taille des particules alimentaires (comminution) serait le premier facteur limitant l'ingestibilité. Dans un premier temps, une méta-analyse des données de la littérature a été réalisée. Dans un deuxième temps, 2 groupes d'expérimentations ont été menés afin: 1) de définir les conditions d'étude du deuxième groupe expérimental, 2) de valider nos hypothèses de travail. Les résultats de la synthèse bibliographique ont confirmé que les fourrages tempérés étaient significativement mieux ingérés que les fourrages tropicaux (68.70 vs 57.83 g/PM ; P<0.001). De plus, la méta-analyse a mis en évidence que le travail masticatoire fourni pour valoriser 1kg de MS de fourrage tropical était deux fois plus important qu'avec un fourrage tempéré. Les résultats des expérimentations à but « méthodologique » ont prouvé : 1) l'efficacité de l'apport d'une mixture d'enzyme fibrolytique exogène (dégradabilité 24h d'un fourrage haché de 56j : 32.14 vs 39.25% en absence ou en présence d'enzyme, respectivement; P<0.0001) ; 2) que certains paramètres digestifs et ingestifs étaient différents selon la fréquence des repas (contenu total ruminal avec un fourrage de 21j : 1.01 vs 0.77 g/g MSI avec 4 ou 2 repas / jour, respectivement; P<0.001) ; 3) que certains paramètres digestifs et ingestifs étaient différents selon la période du nycthémère (index de mastication avec un fourrage de 56 jours : 1.07 vs 1.52 durant la période diurne ou nocturne, respectivement; P<0.05). Ainsi au cours du deuxième groupe expérimental, l'étude des dynamiques digestives a été réalisée en distribuant 2 repas par jour, les mesures ont été effectuées sur le nycthémère et l'étude en condition enzymatique non limitante, a été effectuée en apportant de l'enzyme fibrolytique exogène. Les résultats du 2ème groupe expérimental ont montré que 1) l'ingestibilité et la digestibilité diminuaient significativement avec le vieillissement du fourrage (MSI était de 86.69, 83.10, 69.37, 59.29, 50.60 g/PM respectivement pour les fourrages âgés de 14, 21, 28, 42 et 56 jours ; P<0.02) ; 2) l'ingestibilité n'était pas fonction de l'activité cellulolytique (P>0.4) ; 3) l'ingestibilité était inversement proportionnelle à l'index de mastication (MSI (g/PM)= 125 - 65.3 IdMast ; P<0.03). En conclusion, il apparaît que les jeunes fourrages tropicaux (<28j) présentent de bonnes valeurs nutritives, que le potentiel cellulolytique ne serait pas le premier facteur limitant l'ingestibilité, et qu'il s'agirait plutôt de la vitesse de communition. L'impact important de la variabilité individuelle sur l'ingestibilité, observé au cours de nos expérimentations, reste à confirmer.