Prévision des rejets azotés des ruminants dans le projet Systali

Daniel Sauvant (1) , Gonzalo Cantalapiedra-Hijar (2) , Pierre Noziere (2)

1 MoSAR - Modélisation Systémique Appliquée aux Ruminants
2 UMRH - Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores - UMR 1213

Current concerns related to environmental releases of elements related to livestock productions, raise the question of the accuracy of their predictions. This is particularly the case for nitrogen losses in feces (Nfec) and in urine (Nur) by ruminants. The INRA Systali project of updating the feed unit systems for ruminants differs from the previous one because it better takes into account, and quantitatively, the major biological phenomena related to feed digestion and nutrient metabolism. It therefore seemed appropriate to seek to benefit from the improved "mechanisticity" of the systali model to more accurately predict the Nfec and Nur losses and make a precise diagnosis on the field. A specific sub-model of Nfec and Nur losses was set up in the processes of calculations of rations, requirements of animals and their responses to dietary practices. For Nfec losses the calculation directly uses the digestive parameters of the PDI system: dietary protein not degraded in the rumen (PIA), microbial proteins (PIM) and non digestible NDF fraction of the ration. For losses of Nur, a factorial approach quantifies separately all the factors involved. In particular, it is possible to predict the two main digestive and metabolic origins of Nur. The main digestive origin is related to the level of N excess in the rumen, it is predicted by the new "BalProRu" parameter (protein balance in the rumen). The metabolic origin is tackled through the PDI efficiency which may vary widely (from less than 50% to over 80%), while having the same value for all of the body's protein synthesis functions (Sauvant al., 2015). These PDI efficiency variations allow inferring those of their inefficiency which is the major cause of metabolic origin of Nur losses. This factorial approach of Nur not only provides a reliable prediction of its level, but also gives an idea of the relative weight of the different origins, digestive or metabolic, of Nur to deduce a diagnosis of ration.

Les préoccupations actuelles liées aux rejets dans l’environnement d’éléments liés aux activités d’élevage, soulèvent la question de la précision de leur prévision. C’est en particulier le cas des rejets d’azote fécal (Nfec) et urinaire (Nur) par les ruminants. Le projet INRA Systali de rénovation des systèmes d’unités alimentaires des ruminants se distingue des précédents par le fait qu’il prend mieux en compte, et de façon quantitative, les phénomènes biologiques majeurs liés à la digestion des aliments et à la métabolisation des nutriments. Il a donc semblé opportun de chercher à tirer profit de la meilleure « mécanisticité » du modèle Systali pour prévoir plus précisément à l’échelle d’un animal moyen, les niveaux des rejets azotés fécaux et urinaires et en tirer un moyen de diagnostic affiné sur le terrain. Un sous-modèle spécifique de prévision des rejets Nfec et Nur a été mis en en place au sein des calculs des rations, des besoins des animaux et de leurs réponses aux pratiques alimentaires. Pour les rejets Nfec le calcul utilise directement certains paramètres digestifs du système PDI: les protéines alimentaires non dégradées dans le rumen (PIA), les protéines microbiennes (PIM) et la fraction NDF non digestible de la ration. Pour les rejets d’Nur, une approche factorielle permet de quantifier de façon séparée l’ensemble des facteurs impliqués. En particulier, il est possible de prédire les deux principales origines digestive et métabolique de Nur. L’origine digestive principale est liée au niveau de gâchis d’N dans le rumen, elle est quantifiée par le nouveau paramètre BalProRu qui correspond au bilan protéique du rumen. L’origine métabolique est appréhendée à travers l’efficacité des PDI qui peut largement varier (moins de 50% à plus de 80%), tout en présentant la même valeur pour l’ensemble des fonctions de protéosynthèse de l’organisme (Sauvant et al., 2015). Ces variations d’efficacité des PDI permettent d’en déduire celles de leur inefficacité qui est à l’origine de Nur d’origine métabolique. Cette approche factorielle de Nur permet non seulement d’obtenir une prédiction fiable (ETR = 0,02 et 0,05 gNur/kgPV pour les vaches et chèvres respectivement) de son niveau mais également d’avoir une idée du poids relatif des différentes origines digestive ou métabolique pour en déduire un diagnostic de ration.

Mots clés: prognosis

Mots clés: rejet azote; ruminant; prévision; flux digestif

Domaines: Sciences du Vivant [q-bio]

Daniel Sauvant, Gonzalo Cantalapiedra-Hijar, Pierre Noziere. Prévision des rejets azotés des ruminants dans le projet Systali. 23. Rencontres autour des Recherches sur les Ruminants, Dec 2016, Paris, France. ⟨hal-01602327⟩