7.6) alimentation azotées des ruminants

VII) Alimentation azotée
Les matières azotées sont des substances plastiques dont le rôle principal est l’élaboration des
protéines de constitution de l’organisme, des productions ou de protéines fonctionnelles
(enzymes, hormones, anticorps…). Leur second rôle est de fournir de l’énergie, lorsque les
AA absorbés dépassent les possibilités de synthèse de l’organisme (trop d’azote par rapport à
l’énergie ingérée). Ces AA excédentaires sont dégradés (pour fournir de l’énergie). Ceci
s’accompagne de production d’azote éliminée dans les urines sous forme d’urée.
7.1) Les dépenses azotées
On considère deux types de dépenses :
Le renouvellement constant des tissus de l’organisme et les synthèses
de substances liées à son fonctionnement : il s’agit des dépenses d’entretien ;
L’exportation des protéines des produits : gain de poids, fœtus, lait,
œufs, …
L’alimentation azotée des animaux repose sur des données fondamentales :
Les AA constituent la seule forme azotée utilisable par les cellules
animales ;
Les cellules ont des besoins en AAI et autres AA ;
Les synthèses nécessitent de l’énergie : il y a une interdépendance entre
l’alimentation énergétique et l’alimentation azotée.
La carence en azote se traduit par une perte d’appétit et donc une diminution des
performances. A l’inverse, un excès engendre des disfonctionnements de l’organisme :
modification du faciès microbien, fatigue hépatique ou rénale, alcalose sanguine…
En outre, un déséquilibre azoté augmente les pertes urinaires et fécales en azote et engendre
ainsi des phénomènes de pollution azotée.
7.2) Les dépenses azotées
Il y a les dépenses d'entretien et les dépenses de production. En ce qui concerne les dépenses
de production, on évalue l'importance globale (quantitative) et la composition en acides
aminés (aspect qualitatif).
La croissance
Le dépôt azoté quotidien correspond aux dépôts dans les différents compartiments corporels :
muscles, os, graisse, peau, sang... Son importance dépend :
de la croissance, elle-même liée à l'âge, au type génétique, au sexe ;
du mode d'alimentation : à volonté ou restreint ;
des conditions d'élevage et de production, poids et âge d'abattage.
La gestation
Les dépenses azotées correspondent aux matières azotées fixées dans l'utérus, par le ou les
fœtus et les annexes. On ne tient compte d'un besoin azoté spécifique qu’au cours du dernier
tiers de la gestation.
La lactation
La dépense azotée dépend de la composition du lait et est donc variable selon les espèces (cf.
cour énergie). Cependant, pour une espèce donnée, la dépense azotée varie avec :
la race. Le taux azoté varie selon les types génétiques de 30 à 35g / Kg ;
le stade de lactation. Au cours de la lactation, les teneurs en matières
grasses et matières azotées évoluent en sens inverse de la quantité de lait produite
(phénomène de dilution).
La production d’œufs
Les œufs sont riches en matières azotées, environ 12 % de leur poids. La ponte d'un œuf de 60
g représente donc une dépense de 7 g de matières azotées, soit 3,5 fois les dépenses azotées
d'entretien d'une poule de 2,5 kilos.
Le travail musculaire
Les dépenses azotées liées au travail musculaire ne sont pas connues avec précision. Il est
admis qu'elles augmentent moins vite que les dépenses énergétiques. Cependant, elles peuvent
augmenter plus rapidement si les apports énergétiques sont insuffisants dans le cas d'efforts
très intenses.
7.3) La couverture des dépenses azotées
Les acides aminés essentiels
Les acides aminés essentiels ou indispensables sont au nombre de 10 dans la plupart des cas.
On distingue :
les acides aminés indispensables au sens strict : l'animal est incapable
de les synthétiser. Ce sont la lysine et la thréonine pour toutes les espèces.
Les acides aminés essentiels au sens large : ils peuvent être synthétisés
à partir d'autres acides aminés mais cette synthèse est trop faible pour assurer les
besoins de l'animal. Il s'agit le plus souvent de l'arginine, la méthionine,
l’histidine, la phénylalanine, l’isoleucine, le tryptophane, la méthionine et la
valine.
Les autres acides aminés sont appelés acides aminés banals. L'animal peut en synthétiser en
quantité et vitesse suffisante. Cependant, leur apport alimentaire ne doit pas être négligé, car
ils économisent les acides aminés essentiels.
Si un acide aminé essentiel vient à manquer au niveau de la protéosynthèse, celle-ci diminue,
voire s'arrête. Les performances chutent et l'indice de consommation augmente. On constate
aussi une augmentation de l'excrétion urinaire d'azote puisque les autres acides aminés
présents se retrouvent en excès. Cet acide aminé, dont la quantité insuffisante limite la
protéosynthèse, est appelé facteur limitant : son apport règle le niveau de la protéosynthèse et
donc l'efficacité de l'utilisation des protéines de l'aliment.
Utilisation des matières azotées alimentaires
Les matières azotées alimentaires ne sont pas toutes utilisées par l'animal. Une partie est
rejetée dans les déjections. L'urine est la voie principale d'élimination des déchets azotés chez
les monogastriques, la voix fécale prédomine chez les ruminants.
L'utilisation digestive de l'azote des aliments conduits à l'élimination au niveau fécale de la
fraction non digérée. L'importance relative de cette fraction dépend de l'espèce animale et des
aliments constituant la ration.
L'utilisation métabolique des acides aminés traduit la part des acides aminés sanguins fixés
pour la synthèse protéique. Elle a pour conséquence une excrétion d'azote au niveau urinaire.
L'importance de cette fraction dépend de l'adéquation quantitative (apport de matières azotées
totales) et qualitative (apport d'acides aminés) de l'apport azoté aux besoins de l'animal.
Ainsi, quelles que soient les espèces concernées, pour améliorer l'efficacité de l'apport azoté
alimentaire, il faut :
réduire la fraction de l'azote indigestible rejetée dans les fèces ;
réduire la fraction excrétée dans l'urine, c'est-à-dire avoir un bon ajustement
quantitatif et qualitatif des apports.
7.4) Expression des apports et des besoins
Le système d'expression doit exprimer dans une même unité apports et besoins. On peut
exprimer les besoins à plusieurs niveaux :
au niveau cellulaire où a lieu la dépense et où peut être évaluée cette
dépense en protéines et/ou acides aminés ;
au niveau de l'absorption intestinale ;
au niveau de l'apport des matières azotées alimentaires.
Le choix du niveau d'expression va varier selon les espèces. Il dépend :
de la plus ou moins grande variabilité des pertes d'azote consécutive à
l'utilisation digestive ou à l'utilisation métabolique ;
de la possibilité de connaître ou destiné assez précisément ces pertes
selon les aliments ou les caractéristiques des animaux.
Chez les monogastriques stricts, l'utilisation digestive est peu variable et l'utilisation
métabolique dépend principalement de l'apport en acides aminés essentiels. Le niveau retenu
est le niveau de l'apport ou celui de l'absorption. La valeur des aliments et les besoins sont
exprimés en matières azotées totales ou protéines brutes, en acides aminés essentiels ou
essentiels digestibles.
Chez les chevaux, on s'exprime en matières azotées digestibles pour le cheval (MADC).
Chez les ruminants, on ne peut pas considérer le niveau de l'apport car les matières azotées
contenues dans l'aliment sont en partie remaniées (dégradées) par les bactéries du rumenréseau. La valeur des aliments et les besoins sont exprimés en protéines digestibles dans
l'intestin (PDI), voire en acides aminés digestibles intestinaux (AADI) pour les vaches
laitières.
7.5) Alimentation en azotées des monogastriques
Les monogastriques sont tributaires des acides aminés alimentaires et plus particulièrement
des acides aminés indispensables. Ceux-ci doivent donc se trouver en quantité suffisante et
simultanément au niveau cellulaire en présence d'énergie nécessaire à la réalisation des
synthèses protéiques. Donc, les apports recommandés sont exprimés en MAT et en AAI
digestibles rapportés à l'énergie (EN) : AAID / MJ d’EN ou AAID / kcal d’EN chez le porc.
Le cas du porc
Digestibilité iléale
On mesure la digestibilité à la sortie de l'intestin grêle, c'est-à-dire au niveau de l’iléon. En
effet, dans le caecum et le gros intestin, la microflore présente peut dégrader en ammoniac les
matières azotées résiduelles non dégradées dans l'intestin grêle. Elle peut aussi les remanier,
faisant apparaître d'autres acides aminés. Or, les protéines ou Acides aminés ne sont plus
absorbés après l’intestin grêle et donc, ce qu’on va retrouver dans les fèces ne correspondra
pas à l’utilisation digestive effective.
Alors, on évalue la digestibilité iléale.
Utilisation de l'azote et impact sur l'environnement
On considère que le porc ne fixe qu’un tiers de l’azote ingéré. Les deux autres tiers sont
rejetés dans l'environnement. On estime que 50 % de ces rejets sont volatilisés sous forme
d'ammoniaque et les 50 % restants retourneraient au sol après épandage et serait utilisés par
les plantes à condition que les quantités d'épandage soient respectées.
Les émissions d'azote constituent une perte pour l'agriculteur et ont des conséquences sur la
santé humaine et le milieu naturel. Il est donc important de maîtriser au mieux l'alimentation
porcine pour réduire au maximum les rejets d'azote.
Amélioration de l'équilibre azoté des rations
La qualité ou l'équilibre azoté d'une ration passent par :
le respect des apports alimentaires et l'équilibre en acides aminés de la
ration ;
adapter les aliments au type de production ou au stade physiologique.
Pour couvrir les besoins azotés, on associe différentes matières premières qui doivent apporter
à l'animal les acides aminés essentiels et une quantité suffisante de protéines garantissant
l'apport d'une quantité globale minimale de l'ensemble des acides aminés non indispensables.
Les céréales, élément de base des rations des monogastriques, présentent plusieurs facteurs
limitant en acides aminés indispensables. Alors que les tourteaux, oléagineux et oléoprotéagineux en sont relativement bien pourvus. Le tourteau de soja est le seul à présenter un
taux élevé en lysine. Ainsi, l'association céréales et tourteaux permet de couvrir les besoins en
acides aminés indispensables, mais avec des taux azotés relativement élevés, voire excessif,
ce qui entraîne un gaspillage inutile avec l'augmentation d'azote dans les effluents et des
risques accrus de pollution.
Pour pallier ce problème, on peut supplémenter avec des acides aminés de synthèse. Plusieurs
acides aminés sont actuellement fabriqués à l'échelle industrielle. Cependant, le coût de
certains d'entre eux est encore très élevé, ce qui limite leur utilisation en l'alimentation
animale.
Le concept de protéine idéale
La protéine idéale est la protéine dont l'équilibre en acides aminés essentiels permet la
Protéosynthèse maximale. Ces acides aminés essentiels doivent présenter entre eux des
rapports constants, fonction de la composition en acides aminés des protéines déposées ou
synthétisées.
La lysine est le plus souvent le facteur limitant primaire. Ainsi, on caractérise la protéine
idéale en exprimant les apports recommandés en acides aminés essentiels par référence à la
lysine, à laquelle on attribue arbitrairement la valeur 100.
Exemple : rapport recommandé entre les besoins en acides aminés indispensables chez le porc
en croissance :
lysine
Thréonine
Tryptophane
Méthionine + cystine
Méthionine
Isoleucine
Leucine
Valine
Histidine
Phénylalanine + tyrosine
Arginine
100
60 – 65
19
60
30
60
72
70
26
100
45
Il est souhaitable que l'aliment reflète les proportions en tenant compte des rendements
d'utilisation des acides aminés.
La protéine idéale n'a pas la même composition selon qu'elle concerne le porc en croissance,
la truie gestante ou la truie allaitante.
L'objectif de la formulation des aliments consiste à se rapprocher de la protéine idéale afin de
permettre une utilisation maximale des matières azotées ingérées et par conséquence, une
réduction des rejets dans lisiers.
Le cas des volailles
Il est difficile d'estimer les besoins des volailles, car il existe de nombreuses interactions entre
plusieurs facteurs : le génotype, l'environnement (température, lumière, vitesse de l'air…), les
conditions d'élevage et de nutrition….
Cependant, on retrouve un concept de protéine idéale, en particulier chez le poulet, basé sur
les acides aminés essentiels digestibles :
lysine
Thréonine
Tryptophane
Acides aminés soufrés
Valine
Isoleucine
Arginine
100
73
18
70
82
73
114
L’indice de consommation
IC = indice de consommation. C’est un indicateur qui nous permet de mesurer l’impact de
l’alimentation sur les performances zootechniques. Autrement dit : est-ce que l’animal
valorise bien sa ration ?
7.6) alimentation azotées des ruminants
Un fait est important à noter chez les ruminants : les acides aminés absorbés au niveau de
l'intestin ont une double origine (alimentaire et microbienne). Les acides aminés alimentaires
sont issus des protéines ingérées et non dégradées dans le rumen. Les acides aminés
microbiens sont issus des protéines microbiennes formées dans le rumen. De ce fait, le
ruminant peut :
synthétiser des acides aminés indispensable. Il n'est pas obligatoire de
les lui fournir dans son alimentation, surtout si les besoins sont peu élevés.
Utiliser d'autres sources azotées que les protéines (urée par exemple).
Utilisation digestive et métabolique des matières azotées
Dans le rumen-réseau
La dégradabilité des matières azotées dans le rumen est une protéolyse microbienne dont le
produit est essentiellement l'ammoniac. Cette dégradabilité dépend :
de la structure chimique des matières azotées (les protéines sont moins
dégradables) ;
de leur accessibilité par les micro-organismes ;
d'éventuels traitements technologiques ;
de l'activité microbienne dans le rumen.
Les bactéries utilisent l'ammoniac (issu de la dégradation des matières azotées dans le rumen)
pour fabriquer leurs propres protéines. Pour réaliser cette synthèse, elles ont aussi besoin
d'énergie et de chaînes carbonées. Ces deux éléments sont apportés par les glucides
fermentescibles.
En bonnes conditions, l’ammoniac est utilisé pour la synthèse de matières azotées
microbiennes.
En condition défavorables (excès d'ammoniaque ou déficit en glucides fermentescibles), il y a
trop d'ammoniac pour la capacité de protéosynthèse microbienne. L'ammoniac s'accumule
dans le rumen et est absorbé. Capté par le foie, il est transformé en urée qui est excrétée par le
rein. C'est donc une perte. De plus, lorsque le taux d'ammoniaque du sang devient excessif,
des troubles hépatiques et des accidents de toxicité peuvent apparaître.
La dégradation des matières azotées est estimée à l'aide de tests de dégradabilité qui
permettent d'obtenir la dégradabilité théorique ou DT.
Les matières azotées non dégradables sont égales à :
Après le rumen-réseau
Sous l'action des enzymes protéolytiques et des sucs digestifs, toutes les protéines, d'origine
alimentaire ou microbienne, fournissent des acides aminés qui seront absorbés. L'azote
microbien représente plus de la moitié du flux d'azote entrant dans le duodénum (50 à 90 %).
Les acides aminés ont, chez le ruminant, une double origine : une origine alimentaire (AAa) et
microbienne (AAm). Il n'y a pas de relation entre la composition en acides aminés des
matières azotées ingérées et celle du mélange d'acides aminés absorbés dans l'intestin.
Le système PDI
PDI = protéines vraies réellement digestibles dans l'intestin grêle. Le système PDI exprime les
apports alimentaires et les besoins des animaux au niveau de l'absorption des acides aminés
dans l'intestin grêle.
Matières azotées
Matières azotées
non dégradables
Energie
Matières azotées
dégradables
MO fermentée
NH3
MA microbienne
(MAMN, MAME)
PIA
Protéines microbiennes
AAa : PDIA
AAm : PDIMN, PDIME
PDIN, PDIE
C'est-à-dire que la somme des acides aminés absorbés au niveau de l'intestin = AAa + AAm.
En tenant compte des deux principaux facteurs limitant de la protéosynthèse microbienne : les
énergies fermentescibles et les matières azotées dégradables, on peut distinguer en théorie
deux valeurs PDIM :
la quantité de protéine microbienne digestive, qui peut être obtenu à
partir de l'énergie fermentescible disponible = c'est la valeur PDIME (protéine
digestible dans l'intestin d'origine microbienne permise par l'énergie) de l'aliment.
la quantité de protéine microbienne digestive, qui peut être obtenu à
partir de l'azote dégradable disponible = c'est la valeur PDIMN (protéine
digestible dans l'intestin d'origine microbienne permise par l'azote) de l'aliment.
Ainsi, chaque aliment a deux valeurs azotées :
Les protéines digestibles dans l'intestin permises par l'azote :
Les protéines digestibles d'un intestin permises par l'énergie :
La plus petite de ces deux valeurs est la valeur azotée effective de l’aliment distribué seul.
Il ne faut jamais additionner les valeurs PDIN et PDIE !!!
On obtient la valeur d'une ration en faisant séparément la somme des PDIN et des PDIE.
L'idéal est d'avoir des valeurs PDIN et PDIE proches.
La plupart des aliments ont des valeurs PDIE et PDIN différentes. Les aliments comme les
pailles, les fourrages de mauvaise qualité, les racines, les pulpes, l'ensilage de maïs et les
céréales ont une valeur PDIE supérieure à la valeur PDIN. Tandis que certains fourrages
récoltés jeunes, ou à base de légumineuses, protéagineux, tourteaux et quelques coproduits
comme les drêches ont une valeur PDIN supérieur à la valeur PDIE.
L'urée est un cas particulier. Comme elle n'apporte pas d'énergie, elle n'a qu'une valeur PDIN
(1742 g / Kg de MS).
Un des objectifs du rationnement est de réaliser une association judicieuse d'aliments à partir
de chacune de ces deux catégories.
La complémentation azotée des rations
Dans une ration, l'optimum est d'obtenir un équilibre entre les apports UF, PDIN et PDIE.
Une alimentation azotée correcte doit satisfaire les besoins azotés des microorganismes, tout
en couvrant les besoins du ruminant. C'est ce que le système PPI traduit, au niveau d'une
ration équilibrée, par l'égalité PDIN = PDIE. Il est ainsi souvent difficile d'obtenir strictement
cette égalité, ne pas trop s'en écarter est un objectif plus réaliste.
Dans la pratique, on vérifie l’équation suivante :
Le seuil PDI se trouve dans le tableau 1.3 des tables INRA 2007.
Cas particulier des laitières fortes productrices
Chez les vaches laitières à haut niveau de production, les synthèses microbiennes ne
permettent pas de couvrir les besoins de l'animal en acides aminés indispensables. Il est donc
nécessaire de les apporter dans l'alimentation. Il faudra protéger ces matières azotées pour
éviter que les microorganismes ne les dégradent. Cette protection est assurée par des
traitements technologiques (tannage des tourteaux).