Effet du niveau d’incorporation de mélasse et de la source du liquide ruminal sur la digestibilité in vitro de la paille de riz traitée à l’urée

F Tendonkeng, F Matumuini Ndzani Essie¹, A V Mboko¹, J Lemoufouet, E Miégoué, B Fogang Zogang, H Mekuiko Watsop, A Chounna, B Boukila¹ et T E Pamo

Laboratoire de Nutrition Animale, Département des Productions Animales, FASA, Université de Dschang, B.P. 222 Dschang
f.tendonkeng@univ-dschang.org
¹ Institut National Supérieur d’Agronomie et de Biotechnologies (INSAB), Université des Sciences et Techniques de Masuku, B.P. 941 Franceville, Gabon.

Résume

Une étude portant sur l’effet du niveau d’incorporation de la mélasse et de la source du liquide ruminal sur la digestibilité in vitro de la paille de riz traitée à 5% d’urée a été conduite au Cameroun en août 2014. L’analyse de la composition chimique a été faite selon les méthodes décrites par l’AOAC (2000). Deux sources de liquide ruminal (ovin et caprin) et trois niveaux de mélasse (0 ; 5 et 10% de mélasse) ont été utilisés pour cette étude. Le liquide ruminal d’une brebis Djallonké et celui d’une chèvre naine de Guinée ont été collectés et incubés avec 500 mg d’échantillons (500 mg de paille de riz non traitées ou traitées à 5 ou à 10% de mélasse) dans un bain marie à 39°C, selon la méthode de gaz-test.

Cette étude a montré que la production de gaz n’a pas été influencée (p>0,05) par l’ajout de la mélasse à la paille de riz traitée à 5% d’urée. Par contre, la matière sèche minéralisée a augmenté significativement (p<0,05) avec le niveau d’incorporation de la mélasse quelle que soit la source du liquide ruminal. Avec le liquide ruminal ovin, la ration PR5+M5 a permis d’obtenir les productions de gaz la plus élevé (31,3 ml/500mg). De manière générale le liquide ruminal caprin a permis d’obtenir les meilleurs resultats quelque soit la ration considérée.

Mots clés: composition chimique, MS minéralisée

Effect of the level of incorporation of the molasses and the source of the ruminal fluid on in vitro digestibility of rice straw treated with urea

Abstract

The study of the effect of the level of incorporation of the molasses and the source of the ruminal fluid on in vitro digestibility of the rice straw treated with 5% urea was conducted in Cameroun in August 2014. Chemical composition analysis of rice straw was done according to the AOAC methods (2000). Two sources of ruminal liquid (from sheep and goat) and three levels of molasses (0; 5 and 10%) were used for this study. Ruminal fluid of both a Djalonké lamp and the African Dwarf goat were separately collected and incubated with 500 mg of feed sample (500 mg of  rice straw Non associated or associated with 5 or 10% of molasses) at 39°C in a water bath, as per gas-test method.

This study showed that the gas production was not affected (P> 0.05) by the addition of molasses to rice straw treated with 5% urea. On the other hand, the dry matter mineralized increased significantly (p <0.05) with the level of incorporation of molasses regardless of the source of rumen fluid. With the sheep rumen fluid, the PR5 + M5 ration helped to get the highest gas production (31.3 ml / 500mg). Generally goat rumen fluid gived the best results whatever the ration considered.

Key words: chemical composition, dry matter mineralized

Introduction

Le Cameroun comme la plupart des pays de l’Afrique subsaharienne connait une croissance démographique  d’environ 2,7% par an (DSCE, 2009). Dans certaines régions comme l’ouest Cameroun, cette forte croissance démographique entraine le rétrécissement des terrains de parcours et le bétail ne dispose plus que des terrains de pacage de qualité médiocre et souvent surpâturés (Tendonkeng et al 2014; Tendonkeng et al 2015). Ainsi, les petits ruminants qui tirent l’essentiel de leur alimentation des parcours naturels, rencontrent des difficultés pendant la saison sèche pour extérioriser leurs potentialités (Borquez et al 2009). Dans ces conditions, les animaux sont mal nourris car, ne consomment que de fourrages qui poussent  en bordures de route et les résidus de récolte fibreux (fanes de légumineuses, chaumes de maïs, pailles de  céréales), riches en ligno-cellulose et de faible digestibilité (40% et 45%) (Leng 1992 ; Pamo et Tankou 2000 ; Makkar 2003).

Face à cette situation, l’utilisation des sous-produits agricoles peut constituer une alternative intéressante  permettant d’accroître l’offre alimentaire de façon durable. La valorisation des résidus de récolte dans l’alimentation des petits ruminants peut donc s’avérer très importante surtout pendant la saison sèche. En outre, l’agriculture pratiquée dans toutes les zones agro écologiques du Cameroun génère chaque année d’énormes quantités de résidus de récoltes notamment les fanes d’arachide, de haricot, de niébé et surtout les résidus de récolte céréalière parmi lesquels les chaumes de maïs et les pailles de riz.

Le riz qui est la deuxième céréale cultivé dans le monde peut produire jusqu’à 377 millions de tonnes environ de résidus de récolte annuellement (FAO 2009). Au Cameroun, la production rizicole nationale fournit environ 250 000 tonnes de paille (Yaning et al 2012). Mais seulement une quantité limitée de cette paille est utilisée en alimentation animale alors que, bien traités ou bien complémentés, ces résidus de récoltes céréalières pourraient constituer une importante ressource alimentaire pour l’amélioration de la production des ruminants à besoin modéré.

Les études antérieures ont montré que le traitement de fourrages grossiers notamment les pailles de céréales à 5% d’urée améliore leur valeur nutritive, leur ingestion et leur digestibilité (Van Soest 2006 ; Vadivelooa et Fadel 2009 ; Lemoufouet et al 2014). Par ailleurs, l’addition de la mélasse aux rations améliore leur teneur en glucides totaux, minéraux, leur teneur en unité fourragère pour la production de viande (UFV) et du lait (UFL) (Aregheore et Perera 2004 ; Broderick et Radloff 2004 ; Dawit et al 2013 ; Kampanat and Metha 2013; Lemoufouet et al 2014). Ces mêmes auteurs montrent que la mélasse améliore aussi  l’ingestion et la digestibilité apparente des principes nutritifs chez les chèvres. Elle augmente la production laitière chez les vaches et, assure le maintien d’un bon état corporel chez des génisses nourries à base des chaumes de maïs pendant la saison sèche. En effet, la mélasse est une source d’énergie hautement fermentescible utile pour les micro-organismes du rumen et riche en nutriments (hydrates de carbone et minéraux). Elle peut donc contribuer à améliorer la qualité des fourrages pauvres, de même que leur ingestion et leur digestibilité.

Une étude de la digestibilité in vitro de la paille de riz associée à différents niveaux de mélasse incubée avec le liquide ruminal ovin ou caprin pourrait être bénéfique pour l’utilisation de ces résidus de récolte dans l’alimentation des petits ruminants et, surtout pendant la saison sèche. Malheureusement, cette alternative a fait l’objet de peu d’études. C’est donc dans ce contexte que ce travail a été initié avec pour objectif d’évaluer l’effet du niveau d’incorporation de mélasse et de la source du liquide ruminal sur la digestibilité in vitro de la paille de riz traitée à l’urée.

Matériel et méthode

Zone de l’étude

L’essai a été conduit en août 2014 à la Ferme d’Application et de Recherche (FAR) et au Laboratoire de Nutrition Animale de l’Université de Dschang, situé à 5º26 de latitude Nord à 10º26 de longitude Est et à une altitude d’environ 1420 m dans la région de l’Ouest Cameroun. Le climat de la localité est équatorial de type camerounien d’altitude. Les précipitations varient entre 1500 et 2000 mm et les températures oscillent entre 10 et 25ºC. La saison sèche va de mi-novembre à mi-mars et la saison des pluies de mi-mars à mi-novembre (Tendonkeng et al 2014).

Matériel animal

Une brebis Djallonké et une chèvre naine de Guinée élevées à la FAR ont été utilisées dans cette étude. Leur âge déterminé à partir de leur dentition était de 12 et de 24 mois (Corcy 1991).

Matériel végétal

Le matériel végétal était constitué de la paille de riz appartenant à la variété NERICA III, collectée deux mois après la fin du battage dans les parcelles de L’Ex- société de développement de la riziculture dans la plaine des Mbos (SODERIM) et transportée  à la Ferme d’Application et de Recherche (FAR) de l’Université de Dschang. Cette paille de riz a été hachée  manuellement en morceau de 2 à 5 cm environ, puis séchée et stockée dans les sacs en jute  dans un magasin sur pilotis de la FAR.

La composition chimique de la paille de riz non traitées et traitées à 5 ou à 10% de mélasse utilisés dans cette étude, sont présentées dans le tableau 1. Elles ont été déterminées à l’aide des méthodes décrites par l’Association of Official Analytical Chemist (AOAC 2000).

La quantité de mélasse à utiliser a été estimé en prenant respectivement 5 et 10% du poids de la paille de riz. La mélasse était ensuite dissoute dans de l’eau (250 ml pour 600 g de paille). La solution obtenue a été ensuite mélangée avec la paille jusqu'à leur imprégnation complète par la mélasse. Des échantillons de 500 g de chaque traitement ont été ensuite prélevés et conduits au laboratoire. Ils ont été ensuite séchés dans une étuve ventilée à 60°C jusqu’à poids constant, broyés et conservés dans des sachets plastiques.

Trois rations ont été utilisées dans cette étude :

Paille de riz traitée à 5% d’urée + 0% de mélasse (PR5 + M0) ;

Paille de riz traité à 5%  d’urée + 5% de mélasse (PR5 + M5) ;

Paille de riz traité à 5% d’urée + 10% de mélasse (PR5 + M10).

Conduite de l’essai

La dégradation in vitro a été faite selon la méthode et la procédure décrites par Menke et al (1979) modifiées par Makkar (2002) comme ci-dessous décrite.

Préparation des échantillons et de la solution mère

Des échantillons (500 mg) ont été pesés en triple à l’aide d’une balance électrique de marque KERN 770, de portée 210 g et de sensibilité 0,0001 g puis, déposés au fond des seringues de 100 ml. Le tout recouvert par le piston de la seringue préalablement embaumé de vaseline pour faciliter son mouvement.

La solution mère a été préparée selon la méthode et la procédure décrite par Menke et al. (1979). Les différents réactifs entrant dans cette solution et leur volume sont les suivants:

Conditionnement et incubation des échantillons et de la solution mère

A la veille de la réalisation de l’essai, les échantillons et la solution mère fraîchement préparés selon la procédure ci-dessus décrite ont été placés dans un incubateur de marque Memmert à 39 ^oC pendant toute la nuit. De même, le bain marie était mis en marche et la température était contrôlée par deux thermostats de marque LAUDA E300 réglés à 39 ^oC.

Le matin avant la collecte du liquide ruminal, la solution mère a été placée dans un bain marie à 39 ^oC. Dans cette solution arrivait continuellement d’une bouteille de gaz un flux de CO₂ dont la pression a été réglée à 4 Bars. Le sulfure de sodium (417 mg) et le NaOH 6N (0,444 ml) ont été ajoutés à la solution mère qui a viré du bleu à l’incolore en passant par le rouge.

Collecte du liquide ruminal et incubation

Une chèvre naine de Guinée et une brebis Djallonké adultes ont été au préalable, nourris pendant quinze jours avec les rations à tester. Chaque jour, chaque animal recevait l’une des six rations différentes de celle de la veille.

Le liquide ruminal de la chèvre et celui du mouton a été collecté l’un après l’autre,  juste après abattage au Laboratoire de Nutrition Animale de l’Université de Dschang très tôt le matin de la manipulation (avant 7 heures). Après chaque collecte, le liquide ruminal a été aussitôt filtré à l’aide d’un tissus de mailles 1mm sous un flux de CO₂ qui arrivait continuellement d’une bouteille de gaz et, pour la préparation de 2098,75 ml d’inoculum, 700 ml ont été prélevés et introduits dans la solution mère toujours sous le flux de CO₂. Ce mélange (inoculum) a été homogénéisé pendant 10 mn à l’aide d’une baguette magnétique. 40 ml de cet inoculum étaient prélevés et injectés dans chaque seringue à l’aide d’un distributeur de précision de marque Fortuna Optifix puis, l’ensemble a été placé dans le bain marie pour incubation.

L’incubation a duré 24 heures et les volumes de gaz produit (dans les seringues contenant les échantillons et les seringues contenant le standard) ont été relevés après 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 18 h, et 24 h. La production de gaz était calculée et corrigée d’après la formule suivante (Menke et Steingass, 1988):

            , avec:

                                    V₂₄ = Volume des gaz lu à 24 heures,

                                    V₀ = Volume de l’inoculum dans la seringue au début de l’incubation,

                                    GP₀ = Volume des gaz produits par le blanc à 24 heures,

                                    GP_h = Volume des gaz produits par le standard à 24 heures.

                                    m = poids de l’échantillon incubé

                                    MS = matière sèche

Détermination de la matière sèche minéralisée in vitro

A la fin de l’incubation, le contenu des seringues a été transféré dans les béchers de 600 ml et ces seringues ont été lavées deux fois de suite avec deux portions de 15 ml de Neutral detergent solution (NDS) et vidé dans ces Béchers. Les échantillons ont été portés à ébullition à feu doux pendant une heure et filtrés dans des creusets filtrants pré-tarés. Ces creusets ont été séchés à 103 ^oC pendant une nuit et pesés. Cette opération a permis de soustraire les micro-organismes des substrats plus ou moins non dégradés ; car lorsqu’ils sont morts, ils sont généralement réutilisés dans le tractus digestif des ruminants. La matière sèche minéralisée in vitro a été obtenue par la différence entre le poids du substrat incubé et le poids du résidu non dégradé après le traitement au NDS à la fin de l’incubation à partir de la formule suivante (Van Soest et Robertson, 1985):

                        , avec:

                                    P_e = Poids de l’échantillon incubé,

                                    R = Poids de l’échantillon après incubation.

Analyses statistiques

Les paramètres de la digestibilité in vitro ont été soumis à l’analyse de la variance (ANOVA) en utilisant le logiciel SPSS 20.0 et lorsque les différences existaient entre les traitements, les moyennes étaient séparées par le test de Duncan au seuil de 5%. La comparaison des moyennes entre le liquide ruminal ovin et le liquide ruminal caprin a été faite à l’aide du test « t » de Student au seuil de 5%.

Résultats

Effet du niveau de mélasse sur la production des gaz et la minéralisation de la matière sèche dans un système in vitro avec le liquide ruminal ovin

Les variations des paramètres de la digestibilité in vitro de la paille de riz traitée à 5% d’urée, associée à 0, 5 ou 10% de mélasse incubée avec le liquide ruminal ovin (Tableau 2) montrent que la matière sèche minéralisée a significativement (p<0,05) augmenté avec les niveaux croissants d’incorporation de mélasse aux différentes rations. La quantité de gaz produit après 24h, n’a pas été significativement (p>0,05) influencés par le niveau d’ajout de mélasse à la paille de riz traitée à 5% d’urée bien que les valeurs les plus élevées aient été obtenues avec la ration PR5+M5.

Effet du niveau de mélasse sur la production des gaz et la minéralisation de la matière sèche dans un système in vitro avec le liquide ruminal caprin

Les variations des paramètres de la digestibilité in vitro des différentes rations incubées avec le liquide ruminal caprin (Tableau 3) montrent que l’ajout de mélasse à la paille de riz traitée à 5% d’urée a amélioré la matière sèche minéralisée des rations. En effet, la matière sèche minéralisée obtenues avec la ration contenant 5 ou 10% de mélasse ont été comparables (p>0,05) mais significativement (p<0,05) plus élevés que celles  enregistrées avec la ration sans  mélasse. La quantité de gaz produite après 24h a été comparable quelle que soit la ration, bien que les valeurs les plus élevées aient été obtenues avec la ration PR5+M10.

Effet comparé de la source du liquide ruminal et du niveau de mélasse sur la production des gaz et la minéralisation de la matière sèche dans un système in vitro

Les paramètres de la digestibilité in vitro de la paille de riz traitée à l’urée et associé à différents niveau de mélasse ont été influencés par la source du liquide ruminal. La production de gaz après 24 heures d’incubation de la paille de riz  traitée à 5% d’urée a été significativement (P<0,05) plus élevées avec le liquide ruminal caprin quel que soit le niveau d’ajout de mélasse (Figure 1).

Les rations PR5+M0 et PR5+M5 ont permis d’obtenir une matière sèche minéralisée significativement plus élevée (p<0,05) avec le LRC. A l’inverse, la matière sèche minéralisée obtenue après incubation de la ration PR5+M10 avec le LRO a été significativement (p<0,05) supérieure à celle obtenue avec le liquide ruminal caprin (LRC) Figure 2).

Discussion

La production de gaz après 24 h a été améliorée par l’ajout de la mélasse à la paille de riz traitée à 5% d’urée. Les valeurs obtenues ont été proches de celles rapportées par Boukila et al (2005) avec des chaumes de maïs incubés seuls (43,5 ml/200 mg) et par Mashayekhi et al (2007) sur les résidus de récoltes. Cependant elles ont été supérieures à celles rapportées par Matuimini et al (2014) après incubation des chaumes de maïs associés aux feuilles de Tithonia diversifolia traitées à la mélasse. La forte production de gaz serait liée à la diminution de la MM, comme relevé par Menke et al (1979), qui ont observé que les fourrages ayant une production de gaz élevée, ont une faible masse microbienne. Elle pourrait également être lié au faite que les micro-organismes utilisent l’énergie apportée par la mélasse et l’ammoniac produit par la fermentation rapide des protéines de la paille pour leur croissance et leur développement (Makkar et al 1997 ; Getachew et al 2000 ; Adjorlolo et al 2001). La matière sèche minéralisée a significativement (p<0,05) augmenté avec le niveau d’ajout de mélasse à la paille de riz traitée à 5% d’urée. Cependant, les données recueillies avec la paille de riz traitée à 5% d’urée associée à différents niveaux de mélasse ont été inférieures à celles obtenues par Matuimini et al (2014) avec des chaumes de maïs associées aux feuilles de Tithonia diversifolia traitées à la mélasse et incubés avec du liquide ruminal ovin ou caprin. La valeur élevée de la digestibilité in vitro de la MS avec la ration contenant 10% de mélasse, peut être attribuée à l’utilisation des minéraux apportés par cette ration, indispensable aux micro-organismes du rumen (Navarro et Rodriguez 1990 ; Jouany et al 1995 ; Adjorlolo et al 2001). Quel que soit le liquide ruminal considéré, la matière sèche minéralisée a significativement (p<0,05) augmentée avec le niveau de mélasse de la ration. Ce résultat confirme les observations de Jouany et al (1995) ; Matuimini et al (2014) qui ont indiqué que la valeur élevée de la digestibilité in vitro de la MS, obtenue avec la ration contenant plus de mélasse, peut être attribuée à son apport plus important en minéraux et à leur utilisation par les micro-organismes du rumen.

Conclusion

Il ressort de cette étude que:

• la production de gaz n’a pas été significativement (p>0,05) influencée par l’ajout de la mélasse à la paille de riz traitée à 5% d’urée.

  
  

• Par contre, la matière sèche minéralisée a significativement (p<0,05) augmenté avec le niveau d’ajout de la mélasse quelle que soit la source du liquide ruminal.

  
  

• De manière générale le liquide ruminal caprin a permis d’obtenir les meilleurs resultats quelque soit la ration considérée.

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Received 16 September 2015; Accepted 22 January 2016; Published 1 February 2016

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