La biomasse pariétale des fourrages et sa valorisation par les herbivores

National audienceCell-wall carbohydrates arising from photosynthesis produce large amounts of biomass. Some of this lignocellulose can only be effectively used by herbivores thank to the microorganisms living in the digestive tracts. The ruminant is the most studied herbivore. It was used in the studies as a model for the process of anaerobic degradation of lignocellulosic compounds and to study the specific role of the different micro-organisms in the rumen (bacteria, protozoa, fungi). The products of the microbial metabolism (volatile fatty acids - vitamins) are used by the host animal. Furthermore, the microbial biomass constitues the main supply of animo-acids to the ruminant. Some very lignified forages are not easy hydrolysed by the microorganisms. The main difficulty is the large amount of lignin they contain. It is possible to improve their degradation by three methods. 1°) Using of appropiate technology. Alkali treatments are economic and, especially ammonia, increasingly used, whereas grinding and steam treatment are only attractive in certain situations. Sometimes, white fungi treatments have produced interesting results but are still at laboratory and pilot stage and need further improvements. Other chemical (oxidants, SO2), physical (irradiation) and biological (enzymes, bacterial protein enrichment) treatments are presently uneconomic and only partially tested on animals, but they have provided interesting information on the relationship between cellwall structure and degradability. In any event, upgrading of crop residues by best treatments presently available only increases digestibility to 0.5 - 0.6. 2°) Optimization of the bacterial activity in the rumen can be achieved by providing the organisms optimum quantities of the nutrients they need. In addition, genetical engineering opens up prospects for the improvement of bacterial muralytic enzymes activity, especially in unfavourable media (cellulolysis in low pH media). 3°) Optimization of morphologic and physiologic characteristics of the digestive tract can be attained examining the possibilities offered by different animals according to the position of the fermentation chamber (herbivores with fermentor at the beginning or at the end of the digestive tract) and by the characteristics of the fermentor (capacity, retention time of solid particles, turn over rate of liquid, distribution of liquid and solid phases...). This approach is particulary interesting for countries oriented towards the utilization of low quality crop residuesAu sein de la biomasse végétale, les composés à teneur élevée en parois constituent une source d’aliments que seuls les herbivores peuvent utiliser. Parmi les herbivores, le Ruminant a été de loin le plus étudié. Les processus de dégradation anaérobie des composés lignocellulosiques dans le rumen mettent en jeu le rôle spécifique des micro-organismes (bactéries, protozoaires, champignons). Les produits du métabolisme microbien sont directement utilisés par l’animal hôte comme source d’énergie (acides gras volatils) ou comme principal fournisseur d’acides aminés (protéines microbiennes synthétisées dans le rumen) ou de vitamines (vitamines B). La teneur en lignine élevée de certains fourrages est cause d’une médiocre dégradation par les micro-organismes du tube digestif. Il est possible d’améliorer leur utilisation par trois moyens. Les traitements technologiques sont très nombreux mais seuls ceux aux alcalis, surtout à l’ammoniac, et, dans certains cas le broyage et les traitements hydrothermiques sont économiquement rentables et se développent dans la pratique. Les procédés aux moisissures blanches doivent encore être développés. Les autres traitements chimiques (oxydants, SO2) physiques (irradiation) et biologiques (enzymes, bactéries apportant des nutriments), ne sont pas suffisamment rentables. Les améliorations apportées par les meilleurs traitements ne permettent pas cependant de dépasser une digestibilité de 0,5 - 0,6 pour les résidus très lignifiés. Les recherches futures doivent développer d’autres voies tout en perfectionnant (efficacité, économie) les procédés actuels. L’optimisation de l’activité microbienne dans le rumen peut être atteinte en fournissant aux microbes les nutriments dont ils ont besoin. En outre, l’emploi du génie génétique ouvre des perspectives dans l’amélioration de la production d’enzymes microbiennes particulièrement efficaces à l’égard des parois ou en permettant le développement de certaines activités microbiennes dans des conditions de milieu peu favorables (cellulolyse en milieu de pH faible). L’optimisation des fermentations peut être atteinte en choisissant le type d’herbivore dont les caractéristiques morphologiques et physiologiques des réservoirs de fermentation sont optimisées, en premier lieu par leur position (rumen ou gros intestin) puis en sélectionnant divers critères (capacité, temps de séjour des aliments, répartition des phases liquides et solides, ...). Cette approche est d’un intérêt considérable pour les pays qui s’orientent vers un système d’utilisation des résidus très lignifiés de l’agriculture

Les cannes de maïs dans l'alimentation des ruminants : Conservation à l'ammoniac et à l'urée et valeur alimentaire

National audienceIt is possible to preserve maize stovers under an ammonia atmosphere when pressed in bales either the same day as harvest (their DM content about 35-40 %) or the day after (their DM content about 50 %) when harvesting is carried out using a combine fitted with a winrowing device. Either 3 kg NH3 or 6 kg urea (that hydrolyses into 3 kg NH3) per 100 kg DM of maize stovers is the minimum dose particularly when the stovers are wet, and must consequently be either injected few a hours after baling or directly incorporated at baling. After 1 1/2 month to 2 months of storage under plastic wrap the bales are stabilized and can be safely opened. Such techniques have to be considered as preserving ones rather than as feeding value improvement. The digestibility and the PDIE value of the treated stovers do not differ when compared with fresh material. However, their PDIN value increases from 30 to about 70 g/kg DM, due to the retained ammonia. The urea incorporation device remains to be improved in order to ensure an even preservation of the stovers within the bales.On peut conserver sous atmosphère ammoniacale des cannes de maïs pressées en balles le jour même (teneur en matière sèche de 35 à 40 %) ou le lendemain (teneur en MS de 50 %) de la récolte du grain à la moissonneuse-batteuse équipée d’un bec andaineur. Il convient pour cela d’injecter 3 kg d’ammoniac anhydre (dose minimum surtout si les cannes sont humides) soit d’incorporer 6 kg d’urée en granulé (qui s’hydrolyse pour produire 3 kg d’NH3) par 100 kg de MS de cannes. Les balles, traitées quelques heures après leur fabrication et mises sous gaine de plastique pendant 1 mois 1/2 à 2 mois, peuvent alors être ouvertes sans reprise des fermentations. Ces techniques constituent avant tout des traitements conservateurs de produits humides plutôt que des traitements améliorateurs de la valeur alimentaire. La digestibilité et la valeur PDIE des cannes ainsi conservées sont en effet peu modifiées ; la valeur PDIN passe toutefois de 30 à 70 g/kg MS grâce à la fixation de l’ammoniac. Le dispositif d’incorporation directe de l’urée dans la balle reste à perfectionner pour garantir une conservation homogène des cannes à l’intérieur des balles

Ammonia treatment of lucerne and cocksfoot harvested at two growth stages: Effect on cell wall composition and digestibility

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Polyphenolic composition of a natural pasture. Variation in function of the period of harvesting

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Addition of urea to lucernes before industrial dehydration: Effect on nutritional value and amino acid digestion

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Impacts des changements climatiques et atmosphériques sur la prairie et sa production

National audienceThe carbon dioxide content in the atmosphere is presently increasing by 0.4% per annum and should reach 540 to 970 ppm by the end of the century. Besides, there will probably occur at the same time an increase in temperature of 1.5 to 6°C. These changes will affect the production of forage and its seasonal distribution and also the feeding value of grass, the sward dynamics, and the utilization of inputs (water, nitrogen). Management practices will also have to be adapted to these changes. A twofold increase in CO2 content brings about an increase in forage production by 15-20%. At the present level of rainfall, an increase in temperature of 3°C under doubled CO2 does not affect the yearly production. The increase in temperature results in a more severe summer shortage and a lengthened growing season. With a large CO2, there is an increase in the energy value of grass (larger soluble carbohydrate content), but the nitrogen value may decrease as a result of a lower N nutrition due to a stronger immobilization of the soil mineral nitrogen. In the short term, soils will respond to increased atmospheric CO2 by a larger storage of carbon. In permanent pastures, depending on the cutting rate, there will be a beneficial effect of an increased CO2 on the legumes and the non-fixing dicots. According to the forecasts of the French Weather Office, the changes (700 ppm CO2 and +2.5°C) could result, at the end of the century, in a larger grass production of the pastures of Massif Central, making possible a larger stocking rate and a lengthened grazing season.Le changement climatique prévisible suite à l'accroissement de la concentration atmosphérique en CO2 aura des impacts sur la production fourragère et sa répartition saisonnière, sur la valeur alimentaire de l'herbe, sur la dynamique de végétation et sur l'utilisation des intrants (eau, azote). Des adaptations des pratiques de gestion sont envisagées. Un doublement de la concentration ambiante en CO2 augmente la production fourragère de 15-20%. Mais s'il est combiné à un réchauffement de 3°C, il n'y a pas d'amélioration de la production, malgré un allongement de la saison de croissance, car le déficit estival est accru. Sous forte teneur en CO2, la valeur énergétique de l'herbe augmente (teneur en sucres solubles), mais sa valeur azotée peut diminuer. A court terme, les sols répondent à l'augmentation du CO2 atmosphérique par un stockage accru de carbone. L'impact de l'enrichissement en CO2 sur la composition botanique des prairies varie selon le rythme de coupe. Dans le Massif Central, les scénarios climatiques prévus pour la fin du siècle se traduiraient par une augmentation de la production d'herbe, qui autoriserait un chargement animal accru et une extension de la saison de pâturag

Impacts des changements climatiques et atmosphériques sur la prairie et sa production

National audienceThe carbon dioxide content in the atmosphere is presently increasing by 0.4% per annum and should reach 540 to 970 ppm by the end of the century. Besides, there will probably occur at the same time an increase in temperature of 1.5 to 6°C. These changes will affect the production of forage and its seasonal distribution and also the feeding value of grass, the sward dynamics, and the utilization of inputs (water, nitrogen). Management practices will also have to be adapted to these changes. A twofold increase in CO2 content brings about an increase in forage production by 15-20%. At the present level of rainfall, an increase in temperature of 3°C under doubled CO2 does not affect the yearly production. The increase in temperature results in a more severe summer shortage and a lengthened growing season. With a large CO2, there is an increase in the energy value of grass (larger soluble carbohydrate content), but the nitrogen value may decrease as a result of a lower N nutrition due to a stronger immobilization of the soil mineral nitrogen. In the short term, soils will respond to increased atmospheric CO2 by a larger storage of carbon. In permanent pastures, depending on the cutting rate, there will be a beneficial effect of an increased CO2 on the legumes and the non-fixing dicots. According to the forecasts of the French Weather Office, the changes (700 ppm CO2 and +2.5°C) could result, at the end of the century, in a larger grass production of the pastures of Massif Central, making possible a larger stocking rate and a lengthened grazing season.Le changement climatique prévisible suite à l'accroissement de la concentration atmosphérique en CO2 aura des impacts sur la production fourragère et sa répartition saisonnière, sur la valeur alimentaire de l'herbe, sur la dynamique de végétation et sur l'utilisation des intrants (eau, azote). Des adaptations des pratiques de gestion sont envisagées. Un doublement de la concentration ambiante en CO2 augmente la production fourragère de 15-20%. Mais s'il est combiné à un réchauffement de 3°C, il n'y a pas d'amélioration de la production, malgré un allongement de la saison de croissance, car le déficit estival est accru. Sous forte teneur en CO2, la valeur énergétique de l'herbe augmente (teneur en sucres solubles), mais sa valeur azotée peut diminuer. A court terme, les sols répondent à l'augmentation du CO2 atmosphérique par un stockage accru de carbone. L'impact de l'enrichissement en CO2 sur la composition botanique des prairies varie selon le rythme de coupe. Dans le Massif Central, les scénarios climatiques prévus pour la fin du siècle se traduiraient par une augmentation de la production d'herbe, qui autoriserait un chargement animal accru et une extension de la saison de pâturag

Variation in polyphenolic compounds in forages : amount and composition

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Variation en composés phénoliques des fourrages : Teneur et composition

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