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Notre travail vise à étudier la relation entre les variations de l’index température-humidité (THI) et le taux de réussite de la première insémination artificielle (TRIA1%) chez deux races de vaches laitières (Montbéliarde et Holstein) dans 112 fermes laitières réparties dans la région de Ghardaïa (Sahara septentrional algérien). Pour cela, nous avons fait l’analyse de 2 395 fiches individuelles d’insémination artificielle (IA) durant la période 2010-2016.
Les résultats obtenus révèlent des valeurs de THI élevées pendant l’été, dépassant 80 unités, et conduisant à une chute considérable du TRIA1% (< 50%). En matière de fertilité, il existe une différence significative (p<0,05) entre les saisons et les races, avec une supériorité pour la Montbéliarde face à la Holstein en périodes de stress thermique, donnant une corrélation avec le THI de r= -0,73 (Holstein) vs r= -0,65 (Montbéliarde). L’amélioration des traits reproductifs passe par le contrôle et l’amélioration des facteurs d’ambiance au sein des bâtiments d’élevage (ombrage, ventilation, douche ou brumisation), l’amélioration de la ration alimentaire et l’adoption d’un programme de sélection génétique pour la résistancethermique.
Mots-clés : Algérie, fertilité, race, taux de réussite, THI, Sahara septentrional
Our work aims to study the relationship between variations in the temperature-humidity index (THI) and the conception rate of the first artificial insemination (CR1%) in two breeds of dairy cows (Montbeliarde and Holstein) in 112 dairy farms in the region of Ghardaia (Algerian northern Sahara). For this, we analyzed 2 395 individual artificial insemination (AI) records during the 2010-2016 period. The results obtained reveal high THI values during the summer, exceeding 80 units, and leading to a considerable drop in CR1% (<50%). In terms of fertility, there is a significant difference (p <0.05) between seasons and breeds, with a superiority for Montbeliarde over Holstein during the periods of heat stress, giving a correlation with the THI of r = - 0.73 (Holstein) vs r = -0.65 (Montbeliarde). The improvement of reproductive traits involves the control and improvement of environmental factors in livestock buildings (shading, ventilation, showering or misting), the improvement of the food ration and the adoption of a genetic selection program for thermal resistance.
Keywords: Algeria, breed, fertility, Northern Sahara, success rate, THI
Dans un contexte mondial de changement climatique, l’Algérie qui est un pays soumis à un climat difficile (majoritairement aride et semi-aride) ressent fortement les effets de ce changement. En plus du réchauffement élevé de plus de 1,5°C (Chabane 2012), les régions sahariennes du pays sont caractérisées par leur hyper-aridité, à l’image de la région de Ghardaïa (Sahara Septentrional Algérien).
Par ailleurs, la température ambiante et l’humidité relative de l’air sont les principales origines du stress thermique, qui influe directement sur le bien-être des animaux d’élevage et leurs performances (Kadzereetal 2002). De ce fait, le stress thermique induit des dysfonctionnements physiologiques et métaboliques importants qui affectent négativement les capacités productives et reproductrices des vaches laitières (West 2003).
Certaines des conséquences les plus importantes de l’impact du stress thermique sur la fonction de la reproduction chez les vaches laitières sont: diminution de la reprise d’activité ovarienne du postpartum, de l'expression du comportement et de la durée œstrale (Rensis et Scaramuzzi 2003 ; Kornmatitsuk et al 2008, Dobson et al 2008 ; White et al 2002), altération de la dynamique folliculaire et de la qualité ovocytaire (Lebedeva et al 2014 ; Hansen et al 2001), réduction du taux de conception (Ravagnolo et Misztal 2002; García-Ispierto et al 2007) et régression du développement embryonnaire (Castro e Paula et Hansen 2008 ; Gendelman et al 2010 ; Silva et al 2013).
L'insémination artificielle avec du sperme frais et congelé joue un rôle de plus en plus important dans les pays à climat tropical ou subtropical situés en Asie, en Afrique ou en Amérique du Sud (Thibier et Wagner, 2002).
A cet effet, la réussite de la première IA (TRIA1) est une clé de l'efficacité reproductive (Windig et al 2005), mais la probabilité de conception après la première IA diffère d'une vache à l'autre et suivant les facteurs environnementaux qui concernent la nutrition, la saison, le logement, la taille de troupeau, etc. (Roelofs et al 2010).
Les traitements de maîtrise des cycles permettent, chez les bovins, de synchroniser les chaleurs et d’inséminer des groupes d’animaux en aveugle le même jour (Grimard et al 2003), dont le taux de fertilité à l’œstrus induit varie grandement entre les élevages mais aussi au sein d’un même élevage d’un lot à l’autre et d’une année à l’autre (Odde 1990, Diskin et al 2001, Thatcher et al 2001). D’autre part, des protocoles d'insémination artificielle programmée ont été développés pour réduire le besoin de détection visuelle de l'œstrus et augmenter le taux de gestation (Collier et al 2006).
D’après Smith et al (2013), la sélection génétique pour les races bovines les mieux adaptées à la chaleur nécessite des études et des observations approfondies des différences qui existent entre les différentes races laitières.
LL'objectif de la présente étude est donc d’étudier la relation entre les variations de l’indice climatique (THI) et le taux de réussite de la première insémination artificielle (TRIA1%) de vaches de races Holstein et Montbéliarde importées d’Europe dans des conditions climatiques sahariennes, à travers l’analyse des données brutes de l’IA de ces vaches laitières (VL).
La wilaya de Ghardaïa, se situe à 600 km au sud d’Alger, dans la partie centrale du nord du Sahara algérien, à 32° 30° Nord de latitude, et à 3°45 de longitude Est. Avec une altitude moyenne de 530 m, elle est dominée par un climat saharien hyper-aride, qui se caractérise par des températures moyennes annuelles élevées et une atmosphère qui présente en quasi permanence un déficit hygrométrique.
La région d’étude dispose d’un cheptel bovin composé en totalité de vaches laitières importées d’Europe, estimé en 2017 à 4 000 têtes, dont 2 394 vaches laitières soit environ 60% du cheptel, et une production laitière de 15 118 000 litres, avec un taux de collecte de lait de l’ordre de 80,5%. La production laitière annuelle moyenne est de 6 315/VL/an.
Les données ont été collectées à partir des fiches d’insémination (dates de chaleur, dates d’insémination, dates de diagnostic de gestation, race, élevage, etc.) des 112 fermes d’élevage bovin laitier étudiées, dont l’effectif de vaches laitières varie entre 3 et 136, avec une moyenne de 16,0 ± 16,0 VL/exploitation, durant la période de janvier 2010 à décembre 2016. Nous avons analysé 2 395 cas d’insémination artificielle par de la semence congelée parvenue du CNIAG (Centre national d’insémination artificielle et d’amélioration génétique), 1 054 IA premières de vaches Holsteins et 1 341 IA premières de vaches Montbéliardes, soit 44% et 56%, respectivement. Ces inséminations étaient réparties selon la saison en 38,7%, 25,6%, 20,1% et 15,5%, respectivement pour l’hiver (du 21 décembre au 20 mars), le printemps (du 20 mars au 21 juin), l’été (du 21 juin au 22 septembre) et l’automne (22 septembre au 21 décembre).
Ces petites exploitations laitières sont conduites en mode intensif. L’alimentation repose essentiellement sur l’utilisation massive d’aliments concentrés (> de 65% de la ration journalière), et de fourrages secs tels que les pailles et les foins, avec une quantité de matière sèche ingérée (MSI) moyenne de 19,2 kg / animal et par jour. Le rapport PDI/UFL moyen est de 80,0 g/UFL, produisant environ 20,4 kg/j (Ouarfli et Chehma, 2018). Les bâtiments d’élevage ne disposent d’aucun système de ventilation et de brumisation d’eau ce qui ne répond pas aux exigences thermiques des races bovines modernes surtout en période estivale (température dépassant 48°C). Le diagnostic de gestation se fait par la palpation rectale et par l’utilisation de l’échographie ultrasonique.
Nous avons procédé à un traitement des données d’insémination artificielle des vaches laitières, où à l’aide du tableur Excel, on a classé en colonnes : les valeurs du THI, le jour d’insémination, la race, l’utilisation ou non de synchronisation des chaleurs, le TRIA1, l’année et la saison d’IA. Puis nous avons effectué des statistiques descriptives, des tests de corrélation, l’analyse de la variance et le calcul de la régression entre la fertilité des vaches et les facteurs qui l’influençent. Pour cela, nous avons utilisé le logiciel IBM SPSS v21 et Xlstat 2017.
L’analyse des valeurs des THI mensuelles (figure 1), montre que l’animal élevé dans cette région saharienne est exposé à un stress thermique durant la période allant du mois d’avril au mois d’octobre, caractérisée par des valeurs de THI qui dépassent le seuil critique de 72. Ceci affecte négativement les performances de production et de reproduction des bovins laitiers dans les climats tropicaux et subtropicaux (Ravagnolo et al 2000 ; Silanikove 2000 ; Kadzere et al 2002 ; West 2003). Par contre, la période allant du mois de novembre au mois de mars dispose d’un confort thermique, car les valeurs de THI ne dépassent pas le seuil critique de 72.
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| Figure 1. Variation saisonnière des valeurs moyennes d’Index-Température-Humidité (THI) |
Par conséquent, les valeurs élevées de THI enregistrées au cours des mois de juin, juillet, août et septembre, conduisent à un état de danger et d’urgence pour les races bovines importées, suivant les seuils établis par Segnalini et al (2013). D'ailleurs, le THI atteint 84 ou plus, pendant quelques jours, ce qui peut être mortel pour les bovins (Du Prezz et al 1990 ; Hubbard et al 1997).
D’après les valeurs mensuelles de l’index THI, et suivant le classement proposé par Armonstrong (1994), on peut distinguer 3 périodes de stress thermique, dont P1, P2 et P3 qui s’étalent sur les mois de (novembre, décembre, janvier, février et mars), (avril, mai et octobre) et (juin, juillet, août et septembre), respectivement. Le tableau 1 montre la variation de TRIA1% moy des deux races au cours des trois périodes.
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Tableau 1. Valeurs moyennes de THI, TRIA1% suivant les périodes de l’année. |
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P1 : « absence |
P2 : « stress moyen |
P3 : « stress |
Corrélation entre |
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L’index THI moy |
64,5±2,9 |
75,6±1,9 |
83,7±1,7 |
- |
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TRIA1%moy (Holstein) |
41,3±7,8 |
29,8±11,3 |
15,0±8,0 |
-0,68** |
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TRIA1%moy (Montbéliarde) |
52,6±3,2 |
41,3±4,5 |
27,4±11,5 |
-0,61** |
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** La corrélation est significative au niveau de 0,01 (bilatéral). |
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Nos résultats révèlent qu’il y a une chute remarquable de TRIA1% entre P1 et P3 de l’ordre de -63,6% chez la Holstein et -48,0% chez la Montbéliarde, alors que De Rensis et Scaramuzzi (2003) ont signalé que le taux de conception diminuait de 20 à 30% en été par rapport aux mois les plus froids. De même, les données de la Floride indiquent une baisse de 53% (De Vries et Risco 2005). Par ailleurs, dans des conditions méditerranéennes (Tunisie), Bouraoui et al (2013) et Bensalem et al (2007) ont constaté une chute du taux de conception pendant la saison estivale de l’ordre de -42,5%, -38,4%, respectivement. Encore, en Egypte, dans un contexte subtropical, le taux de conception est passé de 16,1% à 12,1% à un THI élevé entre 80 et 85 unités (El-Tarabany et El-Bayoumi 2015).
Selon Mellado et al (2013), au nord-est du Mexique (environnement aride), l’augmentation du THI entre 70 à 95 unités a été associée à une diminution de TC de 47% à 26% avec une chute de -44,7%.
À cet égard, il existe une différence significative (p<0,01) entre les trois périodes (P1, P2, P3) et les deux races en matière de fertilité, en plus de la forte corrélation négative entre THI et TRIA1%, dont [HO : r= -0.68] et [MO : r= -0.6]. Cela confirme plusieurs études, qui ont montré la différence de sensibilité au stress thermique entre les races bovines (Correa-Calderón, 2004 Smith et al 2013).
L'association entre les valeurs moyennes de THI et le taux de réussite en première insémination artificielle chez les deux races (figure 2), montre que le TRIA1% diminue avec l'augmentation de la température ambiante pendant la saison estivale, notamment les mois de juin, juillet, août, septembre et octobre où les valeurs de TRIA1% de la Holstein et la Montbéliarde sont de l’ordre de 23,0±13,6, 16,6±17,9, 4,0±5,4, 16,5±13,1, 17,6± 10,3 et 41,4±17,3, 26,5±22,7, 13,4±18,7, 28,4±19,2, 36,5±18,1, respectivement, avec un taux de chute négative de fertilité de l’ordre de -92,2% et -76,5% lorsque le THI varie entre 62,0 à 85,0 respectivement.
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| Figure 2. Variations mensuelles moyennes des TRIA1% de Holstein et Montbéliarde (2010-2016) |
Les moyennes annuelles des TRIA1% (Holstein et Montbéliarde) sont de 29,7±14,3 et 41,4±13,1%. Ces résultats sont élevés, comparativement à ceux trouvé dans d’autres régions de l’Algérie. En effet, Ghozlane et al (2010) ont obtenu un TRIA1% de HO de 18,6% dans la plaine de la Mitidja. Merdaci et Chemmam (2016) au Nord-Est algérien, ont obtenu un TRIA1% de HO=20%, MO=35%, et pour la Montbéliarde dans les plaines du haut Cheliff, Belhadia et Yakhlef (2013) ont obtenu un TRIA1% de 28%.
D’un autre côté, on trouve que la fertilité des vaches laitières reste inférieure, surtout pour la Holstein comparativement aux systèmes de production laitière aux États-Unis et au Royaume-Uni, où les taux de conception vont de 30 à 40% au premier service (Pryce et al 2004; Norman et al 2009). Ainsi, au Maroc, le TRIA1% de HO et MO est de 44% et 52% (Tijani et al 2013) et en France, où taux de conception au premier service de HO et MO est de 43,9% et 53,6% (Le Mézec et al 2010). Ces faibles performances reproductives sont dues principalement à l’insuffisance de surveillance des chaleurs et la durée et l'intensité réduites de l'œstrus pendant les périodes de stress thermique (Walsh et al, 2011). Elles sont dues en plus à la parité, la production laitière, la santé, et aux facteurs environnementaux tels que la nutrition, le logement et les conditions climatiques (Roelofs et al 2010).
Barbat et al (2005) ont montré que les performances de reproduction des vaches de race Montbéliarde sont supérieures à celles des vaches de race Holstein, durant toute l’année en France.
La figure 3 illustre la régression linéaire entre le TRIA1% de la race Holstein et THI moyen mensuel, où on constate que la régression entre le TRIA1% et le THI mensuel (entre 2010 et 2016) est significativement négative (n= 84, p < 0,0001, r= -0,73, R 2= 0,54 et l’équation de prédiction de TRIA1% = 148,7-1,61*THI).
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| Figure 3. Régression entre le TRIA1% de la race Holstein et le THI. |
La figure 4 représente la régression linéaire entre le TRIA1% de la race Montbéliarde et le THI moyen mensuel, où on constate que la régression entre le TRIA1% et le THI mensuel (entre 2010 et 2016) est significativement négative (n= 84, p < 0,0001, r= -0,65, R2= 0,42 et l’équation de prédiction de TRIA% = 153,8-1,51*THI).
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| Figure 4. Régression entre le TRIA1% de la race Montbéliarde et le THI. |
Ces résultats montrent la sensibilité de la race Holstein au stress thermique par rapport à la Montbéliarde, relativement à la corrélation avec le THI, qui est supérieure (HO r= -0,73 vs MO r= -0,65). Les caractéristiques du pelage affectent la température corporelle (Silva 1999), et cette dernière contribue à l’augmentation de la température utérine, qui est associée à la diminution du taux de conception et la mortalité embryonnaire précoce (García-Ispierto et al 2007 ; Vasconcelos et al 2011).
A cet effet, Calderón et al (2004) et Gaughan et al (2009) ont constaté que les bovins à pelage clair sont plus adaptés aux environnements chauds. De même, l’OS (2008), rapporte une thermo-tolérance des vaches Montbéliardes face aux Holsteins, car il existe des différences dans la capacité thermorégulatrice entre les races bovines (Hansen 2009).
Becerril et al (1993) ont trouvé une régression négative pour les caractères de reproduction en association avec la couleur du pelage foncé pendant les périodes de stress thermique en environnement subtropical.
L’analyse de la variance (tableau 2) a montré que TRIA1% est significativement influencé (P<0,05) par les facteurs : THI, race, synchronisation des chaleurs et saison.
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Tableau 2. Analyse de la variance (ANOVAa,b) des facteurs influençant le TRIA1%. |
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Modèle |
Somme
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dl |
Carré |
F |
Sig. |
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1 |
Régression |
60,8 |
3 |
20,3 |
42,9 |
0,000c |
|
Résiduel |
1 130 |
2 391 |
0,473 |
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Total |
1 191 |
2 394 |
||||
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a. Variable dépendante: TRIA1%
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A cet effet, De la Sota et al (1998) ont montré que le taux de conception par l'IA synchronisée est plus élevé chez les vaches stressées par rapport à l'insémination à l'œstrus observé. De même, l'induction de plusieurs cycles folliculaires par des injections répétées de GnRH et de PGF2a a éliminé l'effet perturbateur du stress thermique sur la fonction folliculaire (Guzeloglu et al 2001). A cet effet, plusieurs auteurs (Hansen 1997 ; De Rensis et Scaramuzzi 2003 et Lopez-Gatius 2003) ont indiqué l’effet négatif de la saison chaude sur la réussite d’IA. De même, Hansen et Arechiga (1999) ont rapporté que la fertilité réduite est généralement observée pendant les mois d'été, mais il a été démontré qu'elle persiste pendant les mois d'automne, même après que le stress thermique ait diminué. Par ailleurs, McGowan et al (1996) en Australie, Garcia-Isperto et al (2007) en Espagne, Nabenishi et al (2011) au Japon, Schüller et al (2014) en Allemagne et Boni et al (2014) en Italie, ont trouvé que des taux de conception réduits étaient associés à un THI élevé.
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Received 14 September 2018; Accepted 24 September 2018; Published 1 October 2018