Production de gaz in vitro par les arbustes fourragers du nord Tunisien

H Selmi, A Gasmi-Boubaker, R Mosquera-Losada*, B Rekik, A Ben Gara, A Ben Mahmoud, A Rigueiro- Rodríguez* et H Rouissi

Département des Sciences et Techniques des Productions Animales, Ecole Supérieure d'Agriculture, 7030 Mateur, Tunisie
* Université Santiago de Compostela, lugo Espagne
hamadi.rouissi@iresa.agrinet.tn

Résumé

La production de gaz total (CO₂ et CH₄) "in vitro" et celle de méthane (CH₄) des arbustes fourragers (Calycotum villosa, Cistus menspeliensis, Erica arborea, Genista aspalathoides, Myrtus communis, Olea europeae, Pistacia lentiscus, Quercus suber) du nord de la Tunisie a été déterminée en présence où en absence de polyéthylène glycol (PEG). La détermination du gaz total et celui de CH₄ a été effectuée sur le contenu de rumen de béliers Sicilo- Sarde après 72 heures d'incubation.

La quantité totale de gaz était de 69,49 ml chez le Genista aspalathoides et la plus faible valeur est enregistrée chez le Quercus suber (26,12 ml) avec une vitesse de production (c) qui oscille de 0,035 à 0,079 pour les échantillons sans PEG. Avec PEG, la production de gaz total augmente d'une manière significative pour toutes les espèces (p<0,05). Comme pour la production du gaz total, il y avait des différences significatives (p < 0,05) de production de CH₄ entre les espèces. La quantité de méthane (CH₄) maximale a été enregistrée chez l'espèce Olea europeae (14,25 ml) et la plus faible valeur affichée pour l'Erica arborea (5,75 ml) et le Quercus suber (7,75 ml).

Mots clés: Béliers Sicilo- Sardes, polyéthylène glycol, Tunisie, valeur alimentaire

In vitro gas production by fodder shrubs from the north of Tunisia

Abstract

‘’In vitro” total gas production (CO₂ et CH₄) and that of CH₄ of fodder shrubs (Calycotum villosa, Cistus menspeliensis, Erica arborea, Genista aspalathoides, Myrtus communis, Olea europeae, Pistacia lentiscus, Quercus suber) from the north of Tunisia were determined with and without polyethylene glycol (PEG) in the ration. Gas productions were obtained on the rumen juice of Sicilo- Sarde rams following a 72 hours incubation period.

Total gas production was 69.49 ml for Genista aspalathoides and the lowest quantity was obtained for Quercus suber (26.12 ml) with a production rate « c » ranging from 0.035 to 0.079 for samples without PEG. Poduction level increased (p < 0.05) with PEG for all shrub species. As for total gas, there were significant differences for CH4 production among species. The highest quantity of CH4 was obtained for Olea europeae (14.25 ml) and the lowest quantity was observed for Erica arborea (5.75 ml) and Quercus suber (7.75 ml) with PEG.

Key words: Nutritional value, polyethylene glycol, Sicilo-Sarde rams, Tunisia

Introduction

La végétation spontanée, en particulier les arbustes fourragers, constituent une importante contribution à la couverture des besoins des ruminants élevés dans les zones montagneuses du nord de la Tunisie (Rouissi et Majdoub 1988; Rouissi et al 2008), un investissement à moyen et long terme et une richesse renouvelable, tandis que le prix et le taux de concentrés résultent de situations conjoncturelles (Nefzaoui et Chermiti 1991). Les recherches relatives à la caractérisation nutritionnelle de cette végétation soulignent sa richesse en composés secondaires dont particulièrement les tanins (Frutos et al 2002; Gasmi-Boubaker et al 2005) qui forment des complexes avec les protéines et d’autres macro molécules empêchant ainsi leur digestion et affectant leur valeur nutritive (Horvath 1981). Toutefois, la production de gaz par ces arbustes et en particulier le méthane qui constitue la principale source de perte d'énergie chez les ruminants dépend de la composition chimique (Selmi et al 2009) et de la digestibilité de la paroi végétale (Sauvant et Van Milgen 1995).

L'objectif de ce travail était d'étudier la production de gaz "in vitro" et la quantité de méthane produits par huit arbustes fourragers en présence ou absence de polyéthylène glycol (PEG) produit précipitant utilisé pour contrebalancer les effets négatifs des tanins.

Matériel et méthodes 

Espèces arbustives

Huit espèces arbustives: Cistus menspeliensis, Pistacia lentiscus, Genista aspalathoides, Quercus suber, Erica arborea, Calycotum villosa, Myrtus communis et Olea europaea ont été utilisées. Des échantillons de feuilles prélevés le mois de février, ont été séchés à 40°C pendant 48 h pour ne pas affecter la quantité des tanins et leurs propriétés biologiques (Makkar et Singh 1991) et broyés à une grille de 2 mm. Ces derniers ont été analysés pour déterminer leurs teneurs en matière sèche (MS), matière minérale (MM) et en matière azotée totale (MAT) selon AOAC (1990). Les fibres totales (NDF) ont été obtenues après solubilisation sous l'action d'un détergent neutre de sodium dodecylsulfate. La teneur en Acid Detergent Fiber (ADF) a été mesurée en présence de cethyl Triméthyl Ammonium de Brome et la teneur en lignine (ADL) a été déterminée sur le résidu ADF soumis à l'action d'une solution acide sulfurique à 72% (Van Soest et al 1991). La composition chimique et les teneurs en fibres des différentes espèces sont présentés dans le tableau 1.

Contenu ruminal

Le jus de rumen a été prélevé à partir de deux béliers de race Sicilo- Sarde porteurs des canules ruminales permanentes, avant la distribution du repas du matin. Les animaux sont en diète hydrique la veille de chaque prélèvement.

Mesures expérimentales

La production de gaz in vitro a été déterminée selon la technique décrite par Menke et Steingass (1988). Dans les seringues, on met 300 mg de substrat (arbuste broyé à 2 mm), 10 ml de jus de rumen filtré, 20 ml de salive artificielle pour les seringues sans PEG et 0,5 g de PEG pour les autres. La lecture du volume des gaz (ml) a lieu après 0, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 36, 48 et 72 h d'incubation. Il est à noter qu'avec les seringues avec ou sans PEG, deux seringues témoins ont été incubées de la même façon. Après 72 h d'incubation, on injecte 5ml de NaOH (10 N) dans chaque seringue, le piston recule, la différence des volumes représente la quantité de méthane produite.

Analyse statistique

En utilisant la régression non linéaire du SAS (1989), les données du gaz ont été ajustées par modèle d'Orskov et Mc Donald (1979):
 

G = a + b (1 – e^-ct)

où:

G est la production de gaz à l'instant t,

b est la production potentielle de gaz et

c est le taux de production.

Les résultats de la production de méthane (CH₄) et des effets du PEG ont été soumis à une analyse de la variance selon la procédure GLM (SAS 1989).

Résultats et discussion 

La production de gaz "in vitro" des espèces arbustives évolue progressivement juste après l'incubation de la même façon, suivant une allure ascendante pour atteindre un pic vers 36 h d'incubation pour la plupart des échantillons. La production potentielle «b» maximale (ml) a été observée chez le Genista aspalathoides (69,49) et la plus faible chez le Quercus suber (26,12). Cette tendance va dans le même sens que les résultats trouvés par Gasmi-Boubaker et al (2005) mais avec des valeurs moins importantes que celles avancées par Selmi et al (2009) pour des aliments concentrés. Ceci pourrait être expliqué par la vitesse de dégradation dans le rumen qui diffère d'un substrat à un autre ajouté à la nature lignifiée des arbustes du maquis. En effet, il ressort du tableau 2 que l'addition du PEG a augmenté la production du gaz d'une manière significative (p<0,05) chez toutes les espèces étudiées.

Ces résultats rejoignent ceux rapportés par Makkar et al (1995) à l'exception de l'Olea europeae où le PEG n'a pas eu d’influence sur la quantité de gaz ce qui ne coïncide pas avec les résultats avancés par Karabulut et al (2006); ce serait dû au fait que l'effet de l’addition du PEG dépend non seulement de la quantité mais aussi du type des tanins présents dans l’espèce arbustive. En ce qui concerne la vitesse de production de gaz (c), l'ajout du PEG a amélioré la vitesse de fermentation des substrats incubés ce qui corrobore les résultats des travaux avancés par Getachew et al (2000) et Seresinhe et Iben (2003).

Concernant la production de méthane (CH₄), la quantité maximale a été enregistrée chez l'espèce Olea europeae (14,25 ml) et les plus faibles valeurs chez l'Erica arborea (5,75 ml) et le Quercus suber (7,75 ml) comme le montre le tableau 3.

L'analyse statistique révèle qu'il y a une différence entre les différentes espèces (p<0,05). Ces résultats peuvent être expliqués par la teneur des espèces en fibres totales (NDF). En effet, la quantité de CH₄ est négativement corrélée avec la lignine et par conséquent avec la digestion et la production totale de gaz. L'addition du PEG a augmenté significativement (p<0,05) la quantité de gaz totale et de CH₄. Ces résultats sont similaires à ceux avancés par Tedonkeng et al (2004).

Conclusion et recommandations 

• A travers cette étude, on peut retenir que la digestion des arbustes fourragers par les ruminants s'accompagne d'une production importante de gaz total et de méthane et par conséquent une perte d'énergie.

  
  

• L'addition du PEG améliore la valeur alimentaire de ces espèces.

  
  

• Il serait ainsi recommandé d'utiliser des techniques réduisant l'émission de ces gaz (CO₂ et CH₄) à effet serre comme le hachage avant la distribution ou l'incorporation des antibiotiques ionophores tels que le monensin qui provoque une diminution significative de la quantité de méthane produite dans le rumen en agissant sur les bactéries responsables (Archaea) de la production d'hydrogène et d'acide formique.

Références bibliographiques

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Received 13 January 2010; Accepted 3 February 2010; Published 1 March 2010

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