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Station fédérale de recherches en production animale de Posieux
Directrice: Danielle Gagnaux
Foin «humide»: qualité microbiologique et valeur nutritive
M. MEISSER, Station fédérale de j-echerches en ploclr.tCtiotl a111nlclle, CH-1725 Posieux E-mail: marco.meisser@a i-ap.admin.ch
Tel. (+41) 26 40 77 1 1 1.
Résumé
Les conservateurs à base d'acide propionique permettent de stabiliser le foin qui n'est pas parfaitement sec. L'in- térêt de ces additifs s'explique notamment par l'important développement des presses à grandes balles ces der- nières années. Tandis que le travail de récolte a gagné en efficacité, la conservation est devenue plus délicate, tout particulièrement lorsque le fourrage est récolté avec des teneurs en matière sèche (MS) insuffisantes « 85%).
La Station fédérale de Posieux (RAP) a réalisé une étude en conditions pratiques afin d'évaluer la qualité microbio- logique et la valeur nutritive d'un regain pressé en balles rondes à 76% de MS et traité avec l'un de ces produits.
Les variantes d'essai portaient sur le dosage de conservateur et le type de presse. L'essai a montré que les presses équipées d'une chambre de compression à volume fixe sont mieux adaptées que les presses à volume variable. Les premières produisent des balles dont le coeur est relativement mou, ce qui facilite l'élimination de l'humidité excédentaire. Si le conservateur a permis de limiter l'échauffement, son action fongistatique n'a pas tou- jours été satisfaisante. En effet, certaines balles traitées présentaient des charges en moisissures élevées. S'agis- sant des teneurs en nutriments, les seules différences importantes que nous avons constatées entre les variantes traitées et non traitées concernaient les teneurs en sucre. Ces dernières — beaucoup plus basses chez les va- riantes non traitées — reflètent le développement microbien. Enfin, au niveau de la valeur azotée, cette étude a confirmé que l'échauffement entraîne une baisse sensible de la degradabilite de la matière azotée dans le rumen.
Introduction
Les conservateurs pour stabiliser le foin imparfaitement sec font l'objet de re- cherches depuis plusieurs dizaines d'années. En Amérique du Nord, où la production de foins de luzerne est im- portante, la volonté de limites- les pertes par émiettement a fortement contribué au développement de cette technique.
En Suisse, l'utilisation de conserva- teurs est beaucoup plus récente; elle est liée à l'avènement des presses a gran- des balles et répond en premier lieu a un souci de qualité (valeur hygiénique), mais quelquefois aussi à des contrain- tes technico-économiques. En effet, de- vant les incertitudes du marché laitier, certains agriculteurs produisant du lait à partir d'un affouragement sans ensi- lage font le choix d'un système qui a l'avantage de limiter au minimum les investissements.
Les produits pour la conservation de foin «humide» se rattachent aux déri- vés de l'acide propionique. Alors qu'ils font preuve d'une très bonne efficacité
en laboratoire, ces produits ne donnent pas toujours satisfaction en conditions pratiques. La technique d'application constitue en fait le principal facteur de réussite. Sur ce plan, d'importants pro- grès restent à faire. Afin de mieux cer- ner l'effet de deux facteurs (dosage et type de presse), la Station fédérale de Posieux (RAP) a réalisé un essai en collaboration avec une entreprise agri- cole. Une partie du fourrage produit lors de cet essai a été utilisée pour une seconde étude. Celle-ci visait à évaluer les effets de l'échauffement sur la di- gestibilité (mesures in rii o) et la dégra- dabilité de l'azote dans le rumen (mé- thode in sacc•o).
Matériel et méthodes
De l'herbe du deuxième cycle d'une prairie naturelle a été pressée en balles Il
rondes avec une teneur en matière sèche (MS) de 76% en moyenne. Les six va- riantes d'essai concernaient d'une part le dosage du conservateur (0, 1,6 et 2 1 par balle) et d'autre part le type de
presse (chambres de compression à vo- lume fixe ou variable). Le conservateur utilisé contenait 92% d'acide propio- nique sous une forme tamponnée (sel d'ammonium). Une fois les andains formés, la parcelle d'essai a été divisée en trois blocs complets. Le volume des balles et la densité de pressage étaient comparables pour les deux types de presse (respectivement 1,4 m3 et 140 a 150 kg MS/m3). Le jour de la récolte, les 18 balles ont fait l'objet d'un pre- mier carottage dans la partie supérieu- re. Au cours de la conservation, la tem- pérature dans le coeur des balles a été suivie régulièrement. Environ 140 jours après la récolte, une seconde série d'échantillons a été prélevée. Quatre sondages ont été effectués dans la par- tie centrale et inférieure de chaque balle; les quatre parts ont été mélangées afin d'obtenir un échantillon moyen.
Les analyses effectuées portaient sur les teneurs en nutriments et la digesti- bilité de la matière organique (dMO), ainsi que sur la charge en micro-orga- nismes.
Revue suisse Agric. 35 (3): 117-120, 2003 117
Fiel. 1. Effet du dosage de conservateur sur l'évolution des températures et sur la teneur en humidité du fourrage.
Tableau 1. Conditions de stockage et teneurs en nutriments avant la conservation.
Dosage (litre/balle) Type de presse
0 1,6 2 S fixe var. S
M01 (g/kg MS) 898 895 898 7,0 895 899 4,7 MA2 (g/kg MS) 128 126 124 3,9 125 127 3,6 ADF3 (g/kg MS) 257 263 264 3,2 264 259 2,1 NDF4 (g/kg MS) 450 463 463 5,6 459 458 4,3 Sucre (g/kg MS) 136 133 133 4,4 131 137 3Y 4 NADF/T N5 N 3,4 3,8 2,9 0,05 3,6 3,1 0,15 dMO (0/0) 68,5 67,7 67,5 0,69 67,8 68 0,48
S = écart-type.
'Matière organique. 2 Matière azotée. 3 Lignocellulose. 4 Parois. 5 Proportion d'azote dans la lignocellulose par rapport à l'azote total.
Volume des balles: 1,54 m3; poids approximatif lors de la récolte: 300 kg (± 13).
Parmi les 18 balles, cinq d'entre elles (à savoir deux balles traitées et trois balles non traitées) ont en outre fait l'objet d'une étude particulière. Le but était d'évaluer les effets de l'échauffe- ment sur différents paramètres liés
a
la digestion:• Des mesures de dégradation in sacco de la matière azotée (MA) ont été réalisées sur deux vaches laitières taries munies d'une fistule du ru- men. La dégradabilité (deMA) a été calculée selon le modèle de KRIS- TENSEN et al. (1982). A partir des mêmes échantillons, nous avons dé- terminé la production in vitro de gaz de fermentation. Les échantillons ont été incubés dans une solution tamponnée à base de jus de rumen pendant 8 h. Ces deux essais ont été réalisés avec le concours des mêmes animaux et conduits à une semaine d'intervalle. La ration distribuée aux bovins pendant les deux périodes expérimentales a été identique.
• Les cinq lots de fourrage ont été dis- tribués à des moutons pour détermi- ner les coefficients de digestibilité in vivo des nutriments. La période de mesure, répartie sur deux semai- nes, a été précédée d'une phase d'adaptation. Les rations ont été distribuées en deux repas quotidiens et complétées selon les besoins en sels minéraux et vitamines.
Résultats et discussion Conditions
de conservation
Le conservateur a limité l' échauffement de façon sensible. Relativement à l'évo- lution des températures, les différences liées aux deux niveaux de dosage (1,6 et 2 1 par balle) sont apparues comme très faibles (fig. 1). Nos résultats con- firment ceux de SONNENBERG et KÜNT- zEL (1982) qui, en conditions compa- rables (balles rondes, 77% MS), avaient constaté que 41 d'acide propionique par tonne de foin étaient suffisants pour éviter complètement l'échauffement. Il
L'essai a confirmé que les presses équi- pées d'une chambre de compression fixe conviennent mieux à cet égard que celles possédant une chambre variable (fig.2). Les premières forment des balles dont le coeur est relativement mou (40-50 kg/m3), ce qui facilite l'éli- mination de l'humidité excédentaire.
Les presses à chambre variable produi- sent des balles dont la densité de pres-
50
—à chambre variable
40 —m—chambre fixe
m
U 30Q 20 E
10 0
0 30 60 90 120 Jours, à compter depuis le pressage
Fig. 2. Effet du type de presse sur 1 évolu- tion des températures.
sage est relativement uniforme sur tout le diamètre (80-120 kg/m3 au niveau du coeur).
L'évolution du taux d'humidité du four- rage dépend des conditions de tempéra- ture qui règnent dans la balle (fig. 1).
Lorsque le développement microbien est important, les balles «transpirent»
et l'eau excédentaire s'échappe au cours des premières semaines de stockage.
Chez les balles traitées, où nous n'avons pas constaté de véritable échauffement, la teneur en MS n'a pratiquement pas varié.
Tableau 2. Conditions de stockage et teneurs en nutriments après la conservation.
Dosage (litre/balle) Type de presse
0 1,6 2 S fixe var. S
MO1 (g/kg MS) 910a 919b 91 7a 2,2 915 916 1,8 MA2 (g/kg MS) 130 123 126 2,5 127 125 2,0 ADF3 (g/kg MS) 293b 279a 276a 2,4 281 284 1,9 NDF4 (g/kg MS) 5090 482b 467a 3,2 486 486 2,6 Sucre (g/kg MS) 094a 141 c 133b 1,3 121 124 3,3 NADF/T N5 (%) 4,2b 2,2a 1,9a 0,30 2,9 2,6 0,13 dMO (%) 64,8a 66,2ab 67,5b 0,48 66 66,4 0,36
Pour un facteur donné, les valeurs d'une même ligne portant un exposant différent sont significativement différentes (P < 0,05). S = écart-type.
'Matière organique. 2 Matière azotée. 3 Lignocellulose. Parois. 5 Proportion d'azote dans la lignocellulose par rapport à l'azote total.
Tableau 3. Dégradabilite de la matière azotée (deMA), digestibilité de la MA et de la MO ainsi que volume de gaz de fermentation de cinq échantillons.
Dosage (litre/balle)
0 0 0 1,6 2
Temp. moyenne conservation' (°C) 36,9 40,6 3117 21,3 22,8
deMA (°/G) 48,3 44,5 51,0 56,8 5717
dMA in vivo (%) 57,3 54,3 62,9 63,2 56,9
dMO in vivo (%) 72,3 72,1 71,8 73,7 73,8
Volume relatif de gaze 100,8 110,4 100,3 135,2 123,5
'Température moyenne pendant le premier mois de conservation. 2 Valeurs mesurées après 8 h d'incubation et exprimées relativement à l'échantillon de référence (ray-grass = 100).
°' 5 U
~ 4 CD 3
2
0
Teneurs en nutriments et en énergie
Le jour du pressage, la composition chi- mique du fourrage ne présentait prati- quement pas de variations (tabl. 1). Au terme du stockage (soit après 136 jours de suivi), nous avons observé des écarts significatifs liés aux niveaux de dosage. Le type de presse n'a par con- tre pas eu d'influence (tabl. 2).
Les variations de la teneur en matière or- ganique (MO), en parois (NDF) et en li- gnocellulose (ADF) sont passives. elles découlent de la dégradation du sucre. Ce nutriment constitue la forme d'énergie la plus facilement accessible pour les micro-organismes. Les variations de la teneur en sucre reflètent généralement bien le développement microbien.
La matière azotée est un cas particulier.
Les effets de l'échauffement sur la va- leur azotée n'apparaissent pas lors de l'analyse classique. Les processus chi- miques (non enzymatiques), qui n'inter- viennent généralement qu'à partir de 4.5-50 °C, sont de nature qualitative: la matière azotée n'est pas «brûlée» (oxy- dee) mais déstructurée. Pour mettre en évidence les fourrages dont la valeur azotée est susceptible d'avoir été altérée à la suite de ces processus, on se sert du rapport NADF/T N (pourcentage d'azote lié à la lignocellulose par rapport à l'azote total). Ce ratio permet d'estimer la proportion d'azote devenu peu digestible.
Dans notre essai, où les températures sont restées inférieures à 45 °C, ce ratio n'a jamais dépassé 5%. Pour une prairie riche en graminées, les valeurs peuvent être considérées comme normales jusqu'à environ 5-7%. Bien que significatives, les différences observées dans notre essai doivent donc être relativisées.
En ce qui concerne la digestibilité de la matière organique (dMO), le traitement à l'acide propionique a entraîné un effet significatif: les valeurs de dMO étaient un peu inférieures chez les balles non traitées. Relativement à la teneur en énergie, les écarts que nous
avons observés représentent 0,2 MJ NEL/kg MS. Ramenée à l'hectare, la différence s'élève à 586 MJ NEL.
Qualité microbiologique
Alors que la charge en moisissures des variantes non traitées était très élevée, la qualité microbiologique des échantillons traités était assez variable: pour deux des quatre variantes, le conservateur n'a vrai- semblablement fait que freiner le déve- loppement microbien (fig. 3). Les valeurs d'analyse suggèrent qu'une flore de stockage s'est développée. Comme au- cune élévation importante de température n'a été constatée, on peut supposer que la chaleur libérée par les processus mé- taboliques est restée suffisamment limi- tée pour être évacuée au fur et à mesure.
L'absence d'échauffement n'est donc pas forcément synonyme de bonne qua-
lité microbiologique. Notre essai a par ailleurs mis en évidence le fait que les pertes en MS liées au stockage dépen- daient étroitement du degré de contami- nation par les moisissures (fig. 4).
La charge en bactéries aérobies meso- philes est restée très faible. Générale- ment plus sensibles aux conditions sè- ches que les moisissures et les levures, les bactéries ne sont en mesure de se développer qu'avec des taux d'humidi- té supérieurs à 21% (MEISSER, 2001).
Relations entre échauffe- ment et valeur azotée
L'échauffement est surtout connu pour l'influence négative qu'il exerce sur la valeur azotée du fourrage. On oublie quelquefois qu'il entraîne une diminu- tion de la degradabilité des protéines dans le rumen. Cet effet positif est spé-
~. 8
U CD O Moisissures
~
= 7
CD Bactéries
_o N 6 É N 5
'c CD
0 4 ~ 0 L
e ~ 3
Varia xe varia fixe Varia fixe Variable ~ fi 0
ble y y,6 bie ? ? ,6 Fiel. 3. Charge en moisissures et en bactéries aérobies mésophiles (UFC: unités formant colonies).
O
y = -0,66x + 2,59 r 2 = 0,94
-8 -6 -4 -2
Variations de la MS pendant la conservation (%)
Fiel. 4. Relation entre charge en moisissures et pertes de MS (UFC:
unités formant colonies).
~
cialement bien ressorti dans l'étude par- ticuliere portant sur cinq balles: l'écart de dégradabilité entre les différentes va- riantes a atteint j usqu' à 13 points (tabl. 3).
La relation entre la température moyenne pendant le premier mois de conserva- tion et la deMA était très étroite (r' _ 0,98). Dans notre essai, la baisse de dé- gradabilité de la MA était en moyenne de 0,65 point pour chaque degré supplé- mentaire d'échauffement.
En ce qui concerne la digestibilité, la dMA a montré des variations allant jus- qu'a 9 points. Il n'y a cependant aucune tendance claire qui se dégage. Il est difficile d'évaluer l'effet de l'échauffe- ment sur les teneurs en PAI. I1 faudrait pour cela déterminer la fraction ali- mentaire et connaître la digestibilité des acides aminés dans l'intestin (dAAA).
La relation entre dMA et dAAA n'est ni étroite ni systématique. Les valeurs assez faibles que nous avons obtenues pour le paramètre NADF/T N suggè- rent cependant que la dAAA n'a pas été affectée. Au niveau de la fraction microbienne, on peut supposer que l'échauffement a réduit l'ampleur de la synthèse des protéines dans le rumen, même si les écarts de dMO entre les va- riantes traitées et non traitées (2 points) sont assez faibles. Les variations en ce qui concerne la fermentescibilité de la matière organique sont plus élevées, elles s'élèvent à environ 20%. La forte dégradation des sucres chez les balles non traitées explique en partie ces dif- férences.
La diminution de la dégradabilité et celle de la dAAA agissent de façon antago- niste, ce qui rend difficile la prévision des effets sui- les teneurs en PAL Dans notre essai, où les températures sont res- tées relativement modérées « 45 °C), le premier processus a apparemment été plus important que le second. I1 ne faut cependant pas s'attendre à de grands écarts en ce qui concerne la te- neur en PAI.
Bibliographie
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L'essai conduit 'à la RAP a montré que les additifs utilisés pour la conserva- tion du foin «humide» étaient efficaces. La technique d'application est cepen- dant délicate; elle détermine très largement le succès de la conservation.
❑ Lorsque le foin est insuffisamment sec à la récolte, l'utilisation d'un additif permet de limiter l'échauffement de façon sensible. L'absence d'échauffement ne donne toutefois pas l'assurance d'obtenir un fourrage peu altéré par les moisissures.
❑ Lorsque les températures à l'intérieur des balles sont inférieures à 50 °C, les problèmes de conservation concernent avant tout la qualité microbiologique du fourrage et non sa valeur nutritive.
Summary
Microbiology and nutritive value of moist hay
Preservatives based on propionic acid help to stabilise not perfectly dry hay. These past years, the interest in this kind of preservatives has been growing mostly due to an increasing use of big balers. While harvesting has become more efficient, the conser- vation turns out to be more delicate, particularly in the case of roughage harvested with an insufficient dry matter content (DM < 85%).
The Swiss Federal Research Station of Posieux (RAP) has investigated under field conditions the microbiological quality and nutritive value of a second-cut hay, which was pressed to round bales attaining a dry matter content of 76%, and which was trea- ted with a preservative. The two-factorial design comprised preservative dosage and baler type. Big balers with a constant press chamber proved to be better suited than those with a variable press chamber. The former produce bales with a relatively soft core, which facilitates the elimination of excess moisture. Even though the preservative has limited the spontaneous heating, its fungistatic effect was unsatisfactory in certain cases. Some treated bales presented a high degree of mould infection. Regarding nu- trient contents, there were distinct differences in sugar concentration between treated and untreated bales. The significantly lower sugar contents of untreated bales reflect microbial growth. With respect to protein value, this study has confirmed that sponta- neous heating of forage causes a noticeably reduced degradability of protein in the rumen.
Key words: moist hay, big bales, preservative, heat damage, microbiology, nutritive value, propionic acid.
Zusammenfassung
Mikrobiologische Qualitât und Nâhrwert von Feuchtheu
Konservierungsmittel auf der Basis von Propionsâure stabilisieren Heu, das zuviel Restfeuchte enthâlt. Mit dem vermehrten Einsatz von Gros sballenpressen ist das Inte- resse an Konservierungszusâtzen gestiegen. Wâhrend dadurch die Erntearbeiten schlagkrâftiger wurden, ist die Konservierung insbesondere im Fall einer ungenügen- den Abtrocknung von Dürrfutter (TS-Gehalt < 85%) heikler geworden.
Die Eidgenüssische Forschungsanstalt Posieux (RAP) hat im Rahmen eines praxisna- hen Versuches die mikrobiologische Qualitât und den Nâhrwert von Emd untersucht, das bei einem TS-Gehalt von 76% zu Rundballen gepresst und mit einem Konservier- ungsmittel behandelt wurde. Die Untersuchung wurde als Zweifaktorenversuch ange- legt, nâmlich Dosierung des Konservierungsmittels und Pressentyp. Pressen mit kons- tanter Presskammer haben sich als besser geeignet erwiesen als solche mit variabler Presskammer. Eine konstante Presskammer liefert Ballen mit einem relativ weichen Kern, was die Nachtrocknung erleichtert. Auch wenn das Konservierungsmittel die Futtererwârmung einddmmen konnte, so befriedigte seine pilzhemmende Wirkung nicht immer, denn einige behandelte Ba11en wiesen einen hohen Schimmelpilzbefall auf. Wesentliche Unterschiede in den Nâhrstoffgehalten zwischen behandelten und unbehandelten Emdballen konnten einzig beim Zucker beobachtet werden. Der deut- lich tiefere Zuckergehalt in den unbehandelten Varianten ist Ausdruck einer vermehr- ten mikrobiellen Tâtigkeit. Hinsichtlich des Proteinwertes hat diese Untersuchung bestâtigt, dass eine Futtererwârmung die Abbaubarkeit des Rohproteins im Pansen merklich vermindert.
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