Grassland production systems: combining animal species and crossbreeding to strengthen sustainability ?

International audienc

Combining beef cattle and sheep in an organic system. II. Benefits for economic and environmental performance

Combining several animal species to optimise the performance of the whole farming system is one of the core tenets of agroecology. Here, we associated sheep with beef cattle (40–60% livestock units (LU)) in a mixed system (MIXsys) and compared its performances to those of a specialised beef cattle-only system (CATsys) and a specialised sheep-only system (SHsys). All three systems were designed to have identical annual stocking rates and similar farm areas, pastures and animals. The experiment was conducted for four campaigns (2017–2020) in an upland setting exclusively on permanent grassland under certified-organic farming standards. The young animals were fattened almost exclusively with forages: at pasture for lambs and indoors with haylage in winter for young cattle. Abnormally dry weather conditions led to hay purchases. We compared between-system and between-enterprise performances based on technical, economic (gross product, expenses, margins, income), environmental (greenhouse gas emissions (GHG), energy consumption) and feed–food competition balance indicators. The mixed-species association only benefited the sheep enterprise, with +17.1% meat production per LU (P < 0.03), −17.8% concentrate used per LU (P < 0.02), +10.0% gross margin (P < 0.07) and +47.5% income per LU (P < 0.03) in MIXsys vs SHsys, as well as environmental performance benefits via a reduction of 10.9% in GHG emissions (P < 0.09) and 15.7% in energy consumption (P < 0.03), and a 47.2% improvement in feed–food competition (P < 0.01) in MIXsys vs SHsys. These results are due to both better animal performance and lower concentrate consumption in MIXsys, as presented in a companion paper. These benefits outweighed the additional costs of the mixed system, especially for fencing, in terms of net income per sheep LU. There were no between-system differences in productive and economic performance (kilos live-weight produced, kilos concentrate used and income per LU) for the beef cattle enterprise. Despite good animal performances, the beef cattle enterprises in both CATsys and MIXsys had poor economic performance due to large purchases of conserved forages and difficulty selling the animals, which were ill-adapted to the traditional downstream sector. This multiyear study at the farming-system level, which has thus far been underresearched for mixed livestock farming systems, highlighted and quantified the benefits for sheep when combined with beef cattle on economic, environmental, and feed–food competition performance

Reconstituer la composition du régime alimentaire des herbivores domestiques au pâturage : l'approche par métabarcoding

National audienceIdentifying the type of grass ingested by grazing stock remains a bottleneck for analyzing the extent to which available grass affects the properties of end animal products. The use of metabarcoding technology, as presented in this document, offers promising perspectives in terms of better understanding the interactions between ingested grass, animals (mainly their eating habits) and end products (and their quality). This experiment was carried out in order to test this technology on the faeces of dairy cattle grazing on grassland with a diversified botanical composition. By sequencing plant DNA fragments found in tested faeces, it was possible to identify the full range of ingested taxons. Twice as many taxons were found in the faeces of cattle grazing on botanically rich grassland with a low stocking rate compared to faeces from cattle grazing on botanically poor grassland with a high stocking rate.Savoir exactement ce que les animaux ont ingéré au pâturage demeure un verrou pour affiner l'analyse entre herbe offerte et caractéristiques du produit animal correspondant. La technique de métabarcoding (dite aussi code-barres ADN), ici présentée, offre des perspectives prometteuses pour la compréhension des interactions entre herbe, animal et produits animaux. Une expérimentation a permis de tester cette technique sur des fèces de vaches laitières pâturant des prairies de composition botanique très contrastée. Par séquençage des fragments d'ADN des plantes retrouvés dans les fèces, nous avons pu identifier l'ensemble des taxons ingérés (au niveau de la famille, du genre ou de l'espèce végétale) et montrer qu'il y avait 2 fois plus de taxons différents dans les fèces des vaches pâturant à faible chargement une prairie diversifiée que dans les fèces des vaches pâturant à fort chargement une prairie moins diversifiée. Cette caractérisation des plantes ingérées au pâturage est un élément de connaissance important pour les études portant sur le comportement alimentaire et les performances des animaux ainsi que sur la qualité des produits

The sheep performances in a grassland-based system is improved when combined with beef cattle

The specifications and the high price of feed in organic farming require implementing forage fattening. Based on the principles of agroecology, we hypothesized that the livestock farming system performance (animal productivity, environment and level of inputs) would be improved by associating beef cattle and sheep, allowing better valorisation of forages and parasitism control for the sheep. Three suckler farming systems (cattle (CAT), sheep (SH), mixed sheep-cattle (MIX)) were managed for 5 years into separate farmlets in INRAE Herbipole experimental farm, in order to test this hypothesis and the feasibility of producing beef and sheep-meat with only grass in a context of permanent grassland at 1000-1,300 m asl. The results showed that MIX sheep took advantage of the association, with a lower use of concentrates and anthelmintics and a better lamb growth rate compared to SH. Despite a satisfactory degree of fatness, the carcass of young cattle were considered too light by the industry with poor price. The high need for conserved forages for beef fattening in winter, coupled with droughts, has generated additional costs through the purchase of hay

Interdisciplinary design of low-input grass-fed livestock systems: the example of the Salamix system experiment

National audienceTo design a system experiment, a multidisciplinary reflection was conducted by a group of scientists and research technicians, development engineers and stakeholders. A bibliographic synthesis led to the implementation of two groundbreaking strategies to best meet project objectives being meat production under a fully grazing system while minimizing inputs. The first strategy was the crossbreeding of hardy breeds with early grass breeds and the second was the co-grazing of sheep and cattle. The experimentation started in 2015 at the Laqueuille site of the Herbipôle and comprises 3 independently managed systems: 2 mono-specific sheep and cattle systems and a third cograzing system. The first year of experimentation highlighted successes and main locks inherent to grassland mountain systems. Interdisciplinary data mining will output a detailed evaluation of of each farming system, covering techno-economic performances, animals health, meat qualities, forage production and grassland biodiversity, working conditions and work load, ecosystem services and carbon footprint.Pour concevoir une expérimentation système, une réflexion pluridisciplinaire a été menée par un collectif regroupant des scientifiques et techniciens de la recherche, des ingénieurs du développement et des acteurs de l’aval de la filière. Une synthèse bibliographique a conduit à l’élaboration de deux stratégies en rupture afin de répondre au mieux aux objectifs du projet d’élevage : produire de la viande avec de l’herbe en montagne herbagère en minimisant les intrants. La première stratégie est le croisement de races rustiques avec des races précoces herbagères et la seconde, l’association d’espèces ovines et bovines. Le dispositif expérimental a été mis en place en 2015, sur le site de Laqueuille de l’Unité Expérimentale Herbipôle et comprend 3 systèmes conduits indépendamment : 2 systèmes mono spécifiques ovin et bovin et un troisième mixte associant les 2 espèces. Les premières années d’expérimentation ont permis de mettre en évidence les réussites mais également les principaux verrous inhérents aux systèmes herbagers de montagne. L’évaluation de chaque système d’élevage se fera à partir d’une étude interdisciplinaire prenant en compte les performances technico-économiques, la santé animale, les qualités des produits, l’évolution de la production et de la flore des prairies, les services écosystémiques, l’étude des conditions et de la charge de travail et l’empreinte carbone

Evaluation des performances de jeunes bovins croisés finis à l'herbe dans deux systèmes d'élevage de montagne conduits en agriculture biologique

Dans le cadre de la conception et du développement de systèmes d'élevage agro-écologiques, nous avons mis en place en 2015 sur le site INRAE Herbipôle de Laqueuille, en zone de montagne, le projet SALAMIX visant à l'élaboration de deux stratégies en rupture afin de répondre au mieux aux objectifs de produire de la viande avec de l'herbe en minimisant les intrants. La première stratégie est le croisement d'une race rustique (Salers) avec une race précoce herbagère (Angus) et la seconde, l'association d'espèces ovines et bovines. Deux systèmes bovins ont été conduits indépendamment : un système mono spécifique et un mixte associant les 2 espèces, pour produire de jeunes mâles et femelles élevés sous leur mère jusqu'au sevrage à 9 mois, puis engraissés jusqu'à l'abattage (±15mois) avec les fourrages (pâturés ou conservés) produits sur l'exploitation, avec le minimum de concentrés. La croissance des veaux avant sevrage est de ± 1000 g/j sans complémentation, correspondant aux résultats classiques en races allaitantes. En revanche, ces animaux présentent un état d'engraissement supérieur (+0,5). Durant l'engraissement, la croissance a été respectivement de 1000 et 800 g/j avec ou sans concentré. Les concentrés ont été mal valorisés : les performances de croissance n'ont pas été à la hauteur du potentiel des rations, celles observées durant les 2 années sans concentré correspondent au potentiel des fourrages. Les carcasses, entre 230 et 280 kg, sont trop légères pour les exigences actuelles de la filière, l'état de finition est cependant satisfaisant (NEC ±3). Cette production répond à la demande sociétale et aux exigences agro-environnementales, mais pas au standard du marché, sauf en circuit court. Une réflexion de la filière autour des poids carcasses, des schémas de sélection des races traditionnelles (efficience, précocité...) est nécessaire pour une meilleure valorisation des animaux produits avec des régimes herbagers

Conception interdisciplinaire de systèmes d’élevage allaitant herbagers à faibles intrants : l’exemple de l’expérimentation système Salamix

Séance : Reconception des systèmes d’élevageInternational audienceTo design a system experiment, a multidisciplinary reflection was conducted by a group of scientists and researchtechnicians, development engineers and stakeholders. A bibliographic synthesis led to the implementation of twogroundbreaking strategies to best meet project objectives being meat production under a fully grazing system whileminimizing inputs. The first strategy was the crossbreeding of hardy breeds with early grass breeds and the secondwas the co-grazing of sheep and cattle. The experimentation started in 2015 at the Laqueuille site of the Herbipôleand comprises 3 independently managed systems: 2 mono-specific sheep and cattle systems and a third cograzingsystem. The first year of experimentation highlighted successes and main locks inherent to grasslandmountain systems. Interdisciplinary data mining will output a detailed evaluation of of each farming system,covering techno-economic performances, animals health, meat qualities, forage production and grasslandbiodiversity, working conditions and work load, ecosystem services and carbon footprint.Pour concevoir une expérimentation système, une réflexion pluridisciplinaire a été menée par un collectifregroupant des scientifiques et techniciens de la recherche, des ingénieurs du développement et des acteurs del’aval de la filière. Une synthèse bibliographique a conduit à l’élaboration de deux stratégies en rupture afin derépondre au mieux aux objectifs du projet d’élevage : produire de la viande avec de l’herbe en montagneherbagère en minimisant les intrants. La première stratégie est le croisement de races rustiques avec des racesprécoces herbagères et la seconde, l’association d’espèces ovines et bovines. Le dispositif expérimental a été misen place en 2015, sur le site de Laqueuille de l’Unité Expérimentale Herbipôle et comprend 3 systèmes conduitsindépendamment : 2 systèmes mono spécifiques ovin et bovin et un troisième mixte associant les 2 espèces. Lespremières années d’expérimentation ont permis de mettre en évidence les réussites mais également les principauxverrous inhérents aux systèmes herbagers de montagne. L’évaluation de chaque système d’élevage se fera àpartir d’une étude interdisciplinaire prenant en compte les performances technico-économiques, la santé animale,les qualités des produits, l’évolution de la production et de la flore des prairies, les services écosystémiques,l’étude des conditions et de la charge de travail et l’empreinte carbone

Evaluation des performances de jeunes bovins croisés finis à l'herbe dans deux systèmes d'élevage de montagne conduits en agriculture biologique

International audienceDans le cadre de la conception et du développement de systèmes d'élevage agro-écologiques, nous avons mis en place en 2015 sur le site INRAE Herbipôle de Laqueuille, en zone de montagne, le projet SALAMIX visant à l'élaboration de deux stratégies en rupture afin de répondre au mieux aux objectifs de produire de la viande avec de l'herbe en minimisant les intrants. La première stratégie est le croisement d'une race rustique (Salers) avec une race précoce herbagère (Angus) et la seconde, l'association d'espèces ovines et bovines. Deux systèmes bovins ont été conduits indépendamment : un système mono spécifique et un mixte associant les 2 espèces, pour produire de jeunes mâles et femelles élevés sous leur mère jusqu'au sevrage à 9 mois, puis engraissés jusqu'à l'abattage (±15mois) avec les fourrages (pâturés ou conservés) produits sur l'exploitation, avec le minimum de concentrés. La croissance des veaux avant sevrage est de ± 1000 g/j sans complémentation, correspondant aux résultats classiques en races allaitantes. En revanche, ces animaux présentent un état d'engraissement supérieur (+0,5). Durant l'engraissement, la croissance a été respectivement de 1000 et 800 g/j avec ou sans concentré. Les concentrés ont été mal valorisés : les performances de croissance n'ont pas été à la hauteur du potentiel des rations, celles observées durant les 2 années sans concentré correspondent au potentiel des fourrages. Les carcasses, entre 230 et 280 kg, sont trop légères pour les exigences actuelles de la filière, l'état de finition est cependant satisfaisant (NEC ±3). Cette production répond à la demande sociétale et aux exigences agro-environnementales, mais pas au standard du marché, sauf en circuit court. Une réflexion de la filière autour des poids carcasses, des schémas de sélection des races traditionnelles (efficience, précocité...) est nécessaire pour une meilleure valorisation des animaux produits avec des régimes herbagers

Combining beef cattle and sheep in an organic system. I. Co-benefits for promoting the production of grass-fed meat and strengthening self-sufficiency

Numerous advantages of combining cattle and sheep have been demonstrated at the grazing-season level, but the effects of this practice on system self-sufficiency require system-level and longer-term studies. We established three grassland-based organic systems as separate farmlets: one mixed system combining beef cattle and sheep (MIX) and two specialised systems, beef cattle (CAT) and sheep (SH), to serve as reference points. These farmlets were managed for 4 years, to assess the benefits of combining beef cattle and sheep in promoting the production of grass-fed meat and strengthening system self-sufficiency. The ratio of cattle to sheep livestock units in MIX was 60:40. The surface area and stocking rate were similar across all systems. Calving and lambing were adjusted to grass growth to optimise grazing. Calves were pasture-fed from 3 months old on average until weaning in October, fattened indoors with haylage and slaughtered at 12–15 months. Lambs were pasture-fed from 1 month old on average until slaughter; if lambs were not ready for slaughter when the ewes mated, they were stall-finished with concentrates. The decision to supplement adult females with concentrate was based on the achievement of a target body condition score (BCS) at key periods. The decision to treat animals with anthelmintics was based on mean faecal egg excretion remaining below a certain threshold. A higher proportion of lambs were pasture-finished in MIX vs SH (P < 0.001) due to a higher growth rate (P < 0.001) which led to a lower age at slaughter (166 vs 188 days, P < 0.001). Ewe prolificacy and productivity were higher in MIX vs SH (P < 0.02 and P < 0.065, respectively). The levels of concentrate consumption and number of anthelmintic treatments in sheep were lower in MIX vs SH (P < 0.01 and P < 0.08). Cow productivity, calf performance, carcass characteristics and the level of external inputs used did not differ between systems. However, cow BW gain during the grazing season was higher in MIX vs CAT (P < 0.05). These outcomes validated our hypothesis that the association of beef cattle and sheep promoted the self-sufficient production of grass-fed meat in the sheep enterprise. It also promoted better ewe and cow BCS and BW at key stages of the reproduction cycle and better development of the females used for replacement, which may enhance animal and system resilience