Effect of defaunation of ruminants on production performances, according to the diet. Study of the variations of microbial proteosynthesis and cellulolysis

Effets de la défaunation de ruminants sur les performances de production, en fonction de la ration ingérée. Etude des variations de la protéosynthèse et de la cellulolyse microbienne ruminale

Maguy Eugène (1)

1 PNA - Physiologie de la Nutrition et Alimentation

The aim of this thesis was to evaluate defaunation as a technique, that allows a better nutrition of ruminants. Defaunation lead to an increase of non ammonia-nitrogen flow at the duodenum (NAN duo.). However, literature studies indicate that defaunation effect on animal production (meat, milk and wool) is varying. Our hypothesis is that the nitrogen / energy ratio (PDIN / UF) of the diet is the main factor responsible for the observed variyng effects of defaunation. The objectives were : 1) To determine the law of animal response to defaunation, generally speaking and in the specific context of the humid tropical area. 2) To determine the impact of defaunation on the parameters of digestion that may explain animal response to defaunation, especially microbial proteosynthesis and cellulolysis. First of all, the statistical analysis (meta-analysis) of the literature data allowed us to establish the global laws of animal response to defaunation. Secondary, the study of four experimental diets composed of fresh forage (Digitaria decumbens) containing 50, 60, 70 and 90 g (PDIN / UF) was elaborated. In a second study, four other diets, composed of fresh forage (Digitaria decumbens ) and concentrate (maize and soya meal) , and containing 80, 100, 120 and 140 g (PDIN / UF) were also tested. Meat production was determined by the measurements of average daily growth (ADG) on faunated and defaunated lambs , with the 8 dietary profiles (8 PDIN / UF ratios). Measurements of intestinal nitrogen flows were made on fistulated adult rams, faunated and defaunated, allowed us to estimate proteosynthesis. Microbial cellulolysis was estimated by both in sacco dry matter degradability technique, ruminal fiber (NDF) digestibility and ruminal glycolytic activity, on the same preceding rams. The results of the bibliographic synthesis indicate that defaunation led to the increase of animal growth, on average by 10 % (P < 0.01, 132.6 vs 118.7 ± 5.2 g/d). In experimental studies defaunation led to an increase of ADG for mixed diets ( PDIN / UF > 80) (P < 0.03, 184.1 vs 165.9 ± 9.3 g/d).No effect was observed on forage diets (ADG = 76 ± 3 g/j), except for diet contaning 50 PDIN/UF (25 vs 49 ± 11 g/d). The 20 % increase of intestinal nitrogen flow (microbial and dietary) after defaunation, contributes to the increased amounts of absorbed nitrogen nutrients. In experimental studies, defaunation led to a significant increase of this flow by 20% for mixed diets, and by 11% for forage diets. The bilbliographic synthesis indicated an enhancement of the shape of volatil fatty acids (VFAs) in the rumen (increase of propionate) after defaunation, whereas microbial cellulolysis decreased ( - 4.7% DrNDF). The increased intestinal nitrogen flow and the enhanced shape of VFAs contribute to the enhanced metabolic use of energetic nutrients. Thus, defaunation led to an increase of food conversion efficiency (- 1.4 g DM / g growth). These results are confirmed by our experimental diets studies. As a conclusion, the nitrogen /energy ratio of the diet modulate defaunation effect, while energy is not the growth limiting factor. The interest of defaunation in humid tropical area need to be confirmed, especially for young forage and sugar cane (low on nitrogen, high on glycoside).

Cette thèse avait pour objectif d'évaluer la défaunation comme technique permettant une meilleure nutrition des ruminants. La défaunation entraîne une augmentation du flux d'azote (non ammoniacal) au niveau du duodénum. Cependant, des études de la littérature indiquent que l'effet de la défaunation sur les productions animales (viande, lait et laine) est variable. Notre hypothèse de travail est que le rapport azote / énergie (PDIN / UF) de la ration est le principal facteur de variation des effets observés. Nous avions pour objectifs: 1) Etablir les lois de la réponse animale à la défaunation en général, ainsi que dans le contexte spécifique de la zone tropicale humide. 2) Déterminer l'impact de la défaunation sur les paramètres de la digestion permettant d'expliquer la réponse animale à la défaunation, notamment sur la protéosynthèse et la cellulolyse microbienne. En premier lieu, les lois générales des effets de la défaunation ont été établies à partir de l'analyse statistique d'une base de données de la littérature (méta-analyse). Dans un second temps, l'étude de quatre rations à base de fourrage (Digitaria decumbens) contenant 50, 60, 70 et 90 g PDIN /UF a été réalisée. Dans une seconde étude, quatre autres rations composées de fourrage avec complément (maïs et tourteau de soja) et contenant 80, 100, 120 et 140 g PDIN /UF, furent testées. La production de viande a été déterminée par mesures de gain de croît moyen quotidien (GMQ) d' agneaux faunés et défaunés, en fonction des huit profils alimentaires (8 rapports PDIN /UF). Des mesures de flux duodénaux d'azote sur des béliers adultes fistulés, faunés et défaunés, nous ont permis d'estimer la protéosynthèse. La cellulolyse microbienne a été estimé par les mesures de dégradabilité in sacco des fibres (NDF), de digestibilité ruminale des fibres (NDF) ainsi que par la mesure des activités enzymatiques glycolytiques du rumen, sur ces mêmes béliers. Les résultats de la synthèse bibliographique indiquent que la défaunation entraîne une augmentation de la croissance des animaux en moyenne de 10% (P < 0.01, 132.6 vs 118.7 ± 5.2 g/j). Lors des essais expérimentaux, la défaunation a permis d'augmenter le GMQ en moyenne avec les rations mixtes ( PDIN / UF > 80) (P < 0.03, 184.1 vs 165.9 ± 9.3 g/j). Aucun effet n'a été observé pour les rations de fourrage (GMQ = 76 ± 3 g/j), sauf pour la ration contenant 50 PDIN/UF (25 vs 49 ± 11 g/j). Dans la synthèse bibliographique, l'augmentation de 20 % du flux d'azote (microbien et alimentaire) intestinal après défaunation, contribue à l'augmentation des quantités de nutriments azotés absorbés. Pour les études expérimentales, après défaunation ce flux augmente significativement de 20% pour les rations mixtes, et de (+ 11%) pour la ration de fourrage. La synthèse indique une amélioration du profil des acides gras volatils (AGV) du rumen (augmentation du pourcentage de propionate) après defaunation, tandis que la cellulolyse microbienne diminue (- 4.7 % DrNDF). L'augmentation du flux d'azote intestinal et l'amélioration du profil des AGV contribuent à l'amélioration de l'utilisation métabolique des nutriments énergétiques. Ainsi, la défaunation améliore l'indice de consommation des animaux défaunés ( -1.4 g MS / g de croît). L'ensemble de ces résultats est confirmé par l'étude de nos rations expérimentales. En conclusion, le rapport azote / énergie de la ration module les effets de la défaunation, quand l'énergie n'est pas limitante. En zone tropicale humide, la défaunation ne présenterait un intérêt que pour les rations mixtes et les vieux fourrages. L'intérêt de la défaunation en ZTH reste à confirmer, notamment pour les jeunes fourrages et la canne à sucre (pauvre en azote, riche en sucre).

Mots clés: Défaunation; croissance; digestion; énergie; rapport; fourrage

Domaines: Sciences du Vivant [q-bio]

Maguy Eugène. Effets de la défaunation de ruminants sur les performances de production, en fonction de la ration ingérée. Etude des variations de la protéosynthèse et de la cellulolyse microbienne ruminale. Sciences du Vivant [q-bio]. INAPG (AgroParisTech), 2002. Français. ⟨NNT : 2002INAP0015⟩. ⟨pastel-00000348⟩