Alimentation bovine :
un enjeu économique, technique et écologique fort

Anatomie et physiologie en alimentation bovine

Les ruminants sont principalement des consommateurs de végétaux.
Grâce à leur système digestif, ils sont capables de dégrader et valoriser la cellulose contenue dans les fibres végétales.

La vache est un ruminant. L’anatomie de son système digestif est sophistiquée et adaptée à la dégradation des végétaux. Elle possède 3 pré-estomacs (le réseau, le feuillet et le rumen) et 1 véritable estomac (la caillette). Le lieu essentiel où se joue les bonnes digestion et assimilation des aliments est le rumen (aussi appelée la panse).

La physiologie de la digestion est, elle aussi, complexe. Plusieurs mécanismes sont mis en œuvre : mécanique pour la mastication et la rumination, biologique pour une dégradation des aliments dans le rumen, chimique pour le bon fonctionnement de l’estomac.

Sur le terrain, l’éleveur peut vérifier le bon fonctionnement anatomique et physiologique de la digestion par trois pratiques : le remplissage du rumen, l’examen des flancs et l’observation des bouses.

L’anatomie : 4 estomacs 

La vache est un herbivore ruminant. Comme les brebis et moutons, mais aussi comme les kangourous et les chameaux. Par contre, les chevaux et lapins sont des herbivores monogastriques (ils n’ont donc qu’un seul estomac) ! Les ruminants ont donc la possibilité de dégrader les fibres végétales contenues dans les fourrages.

La vache, comme les autres ruminants, possède 3 pré-estomacs et 1 véritable estomac. Découvrons dans l’ordre de la digestion ces organes, leurs particularités et leurs rôles. Les autres organes du processus digestif ne seront pas abordés dans cette formation, même si leurs rôles sont importants.

Grâce à ses incisives inférieures, une langue très mobile et son bourrelet dentaire, la vache est capable d’attraper des fourrages et aussi de pâturer ras. Ses molaires et pré-molaires permettent de broyer les aliments et de les envoyer dans l’œsophage. Les plus grosses particules n’accèderont pas au rumen, et seront renvoyées à la bouche pour être remastiquées : c’est la rumination. Grâce à plus de 150 litres de salive produits par jour, cette substance tampon va neutraliser les acides produits par la fermentation du rumen.

Les aliments suffisamment broyés par la mastication vont arriver dans le rumen. Le rumen est composé de deux sacs : un ventral et un dorsal, situés côté gauche de l’animal. Le volume total du rumen atteint environ 150 litres. Les parois kératinisées du rumen permettent des contractions mécaniques et donc un brassage quasi permanent du contenu digestif. L’intérieur du rumen est lui parsemé de papilles ruminales, qui ne sont pas sécrétrices, mais permettent, entre autres, d’absorber les nutriments.

Les aliments poursuivent leur circuit en passant par le réseau, aussi appelé reticulo-rumen ou rumino-réticulum. Comme son nom l’indique, il est en communication directe avec le rumen. Grâce à ses muqueuses alvéolaires non sécrétrices en forme de nids d’abeilles, il joue un rôle capital dans le tri des particules : il ne laisse passer que les particules de taille inférieure à 2 mm. Il effectue un brassage et une humidification des particules alimentaires pour faciliter l’absorption des nutriments.

Le feuillet, aussi appelé l’omasum, permet le recyclage de certains nutriments. Grâce à sa muqueuse, non sécrétrice, formée de lamelles disposées en série, le feuillet permet d’absorber principalement l’eau, le sodium, le phosphore et les acides gras volatils.

La caillette, aussi appelée l’abomasum, est le véritable estomac chez un animal polygastrique, puisque c’est le seul organe digestif sécréteur. La caillette sécrète donc de l’acide chlorhydrique et des enzymes. Elle permet de digérer à la fois les protéines non assimilées dans le rumen, et aussi de digérer les protéines bactériennes produites dans le rumen.

Gardez en tête qu’un veau naît avec une caillette fonctionnelle, qui lui permet de digérer le lait, mais son rumen est à développer, d’où l’importance de lui proposer des fibres à volonté. Le chemin digestif se poursuit dans l’intestin grêle, puis dans le caecum et enfin le gros intestin. D’autres organes et glandes feront partis des étapes du voyage digestif, comme le foie, le pancréas et bien d’autres encore !

La physiologie de la digestion

La physiologie permet de passer d’un aliment (composé d’eau et de matières minérales et organiques) à des nutriments assimilables par l’animal. La digestion chez le ruminant est permise par 3 phénomènes : le mécanique, le biologique et le chimique.

La digestion mécanique est possible grâce à la rumination. C’est un phénomène réflexe. L’objectif est de réduire la taille des particules pour qu’elles passent dans le réseau et le rumen. Pour vérifier la bonne mastication, il faut compter environ 60 coups de mâchoire par bol alimentaire régurgité.

La digestion biologique se déroule dans le rumen. Il est constitué de nombreux micro-organismes, à savoir des bactéries et des protozoaires. Ils trouvent des conditions favorables à leur développement dans le rumen grâce à : une température entre 39 et 40°C, une absence d’oxygène, un pH plutôt constant entre 6 et 7, un  milieu aqueux grâce à l’abondante salivation.

Cette grosse population bactérienne permet la dégradation de la ration dans le rumen. Les bactéries se distinguent en 2 groupes : les bactéries amylolytiques, qui dégradent l’amidon en molécules de glucose ; les bactéries cellulolytiques, qui dégradent notamment la cellulose en molécules de sucres dits simples. Les protozoaires, eux, dégradent les glucides et les « petites » matières azotées, telles que les acides aminés. En résulte dans le rumen, un mélange de bactéries et protozoaires qui travaillent à la dégradation des aliments ; et des gaz, des acides gras volatils et des protéines issus de la dégradation des aliments.

La digestion chimique a lieu dans la caillette. Grâce à l’action des enzymes digestives, sont dégradés et absorbés les protides (les protéines et les acides aminés), les glucides (du glucose principalement) et les lipides (les acides gras et les triglycérides), qui proviennent tous du rumen.

L’alimentation bovine en pratique sur le terrain

Sur le terrain, l’éleveur peut vérifier le bon fonctionnement anatomique et physiologique de la digestion par 3 pratiques :

Le remplissage du rumen. En se positionnant à l’arrière de la vache, l’éleveur vérifie que le rumen est bien rempli. Pour cela, la vache doit être en forme de coing puisque le rumen se situe côté gauche de l’animal. Une vache creusée à gauche signifie probablement qu’elle n’a pas assez ingéré assez de fibres.

L’examen des flancs permet aussi de vérifier le bon fonctionnement du rumen. Grâce à un stéthoscope, vous pouvez écouter les différentes phases du rumen : 

• la phase gazeuse en haut, qui crépite
• la phase liquide, au centre, qui donne un bruit d’écoulements
• la phase solide, en bas, sans bruit.

L’observation des bouses est aussi un excellent moyen de vérifier la bonne digestion. Par sa couleur, texture, odeur, présence de fibres et de grains, vous pouvez avoir un aperçu de l’équilibre de votre ration.

Des besoins alimentaires précis et calculables en alimentation bovine

Les ruminants ont des besoins alimentaires de plusieurs natures, qui peuvent se calculer par des formules mathématiques simples. Ils permettent alors d’adapter les rations distribuées aux caractéristiques de l’animal.

Le métabolisme de la vache et ses déplacements entraînent des dépenses énergétiques, azotées, minérales et vitaminiques. Il est donc nécessaire de couvrir suffisamment ses besoins pour que son état de santé et ses performances zootechniques soient maintenus.

Les besoins en énergie

Les besoins en énergie permettent de maintenir la température de l’animal et d’assurer les fonctions vitales de son organisme. Pour couvrir les besoins en énergie, l’apport de glucides dans la ration est indispensable. Les lipides fournissent également de l’énergie. On peut citer différents glucides tels que les sucres simples et composés, l’amidon, la cellulose.

Ces besoins s’expriment en unités fourragères chez les ruminants. Comme on parlerait de calories chez l’humain !

L’unité utilisée est donc l’UFL en vache laitière pour Unité Fourragère Lait. 1 UFL correspond à l’énergie nette trouvée dans 1 kg d’orge, que peut utiliser l’animal pour alimenter son organisme en énergie.

Les besoins d’entretien et de production sont régis par des formules mathématiques simples. Les besoins d’entretien d’une vache laitière sont donnés par la formule : BE (UFL /j) = 1,4 + 0,006 PV. Retenez que pour une vache de 650 kg vivant en bâtiment, ses besoins d’entretien sont de 5,3 UFL/jour.

Les besoins de production d’une vache laitière sont eux aussi donnés par la formule : BP = 0,44 UFL/L de lait ; à 4 % de matière grasse et 31 g de TP . Ils sont exprimés selon la quantité et la qualité du lait produite. Retenez que pour une vache de 650 kg produisant 25 kg de lait à un TB 40 et un TP 31, ses besoins en énergie sont de 16,3 UFL. Ces données sont prises en compte automatiquement dans le rationneur gratuit téléchargeable sur le blog.

Les besoins en azote

Les besoins en matières azotées sont nécessaires dans la constitution de l’organisme et pour la production de l’animal. Pour couvrir les besoins en azote, l’apport de matières azotées dans la ration est indispensable. On peut citer les protéines, les peptides, les acides aminés, l’urée, etc.

Les besoins en matières azotées des ruminants s’expriment en grammes de P.D.I. (protéines digestibles dans l’intestin). Cette unité détermine la valeur azotée de chaque aliment en termes de quantités d’acides aminés absorbés dans l’intestin grêle.

Les besoins d’entretien d’une vache laitière sont donnés par la formule : BE (g PDI/j) = 95 + 0,5*PV. Retenez que pour une vache de 650 kg vivant en bâtiment, ses besoins d’entretien sont de 425 g de PDI par jour.

Les besoins de production d’une vache laitière sont eux aussi donnés par la formule : BP = 48 g de PDI /L de lait ;à 4% de MG et pour un TP = 31 g ; selon TP : 2 g de PDI / point de TP supplémentaire . Ils sont exprimés selon la quantité et la qualité du lait produite. Retenez que pour une vache de 650 kg produisant 25 kg de lait à un TB 40 et un TP 31, ses besoins en énergie sont de 1625 g de PDI.

Pourquoi parle-t-on de PDIN et PDIE ?

Les protéines qui arrivent dans l’intestin grêle proviennent de deux sources : 

• les protéines non digérées dans le rumen : on les appelle les PDIA = les protéines digestibles dans l’intestin d’origine alimentaire
• les protéines créées par les microbes du rumen = les PDIM, les protéines digestibles dans l’intestin d’origine microbienne.

La synthèse des protéines dans le rumen est permise par la présence d’ammoniac (fruit de la dégradation des matières azotées de la ration) et par la présence de l’énergie (produite par la digestion des glucides). Selon si l’ammoniac ou l’énergie est le facteur limitant, les aliments ont deux valeurs PDI : 

• PDIN = PDIA + PDIMN
• PDIE = PDIA + PDIME

Les besoins en phosphore et en calcium

Les besoins en minéraux permettent le bon fonctionnement de l’organisme car ils agissent comme des catalyseurs de différentes réactions chimiques. Une mauvaise couverture minérale peut être à l’origine d’une mauvaise croissance, d’un manque de production ou de problèmes de reproduction.

Les besoins d’entretien d’une vache laitière sont donnés par la formule :

• P abs (g/j) = 0,83 MSI + 0,002 PV
• Ca abs (g/j) = 0,663 MSI + 0,008 PV.

Retenez que pour une vache de 650 kg vivant en bâtiment, ses besoins d’entretien sont de 17,2 g de phosphore et 17,9 g de calcium.

Les besoins de production d’une vache laitière sont eux aussi donnés par la formule : 0,9 g de phosphore / kg de lait produit ; 1,25 g de calcium / kg de lait produit . Ils sont exprimés selon la quantité et la qualité du lait produite. Retenez que pour une vache de 650 kg produisant 25 kg de lait à un TB 40 et un TP 31, ses besoins en énergie sont de 39,7 g de phosphore et 49,15 g de calcium.

Les besoins en eau

En alimentation bovine, les besoins en eau ne sont pas à négliger. En production laitière, il a été prouvé qu’une restriction de 50% de l’abreuvement fait diminuer de 20% la production de lait !

Un litre de lait contient 870 grammes d’eau. Cette donnée vous montre l’importance de la quantité d’eau à apporter à une vache. Au quotidien, une vache boit en moyenne 110 litres d’eau, selon son gabarit, sa production et sa température.

Hormis la quantité, c’est la qualité de l’eau qui est importante.

Des ingrédients variés en alimentation bovine : fourrages, concentrés, minéraux

Environ 80% des aliments consommés par les bovins sont des fourrages : principalement de l’herbe (sous différentes formes) et du maïs ensilé.

Des aliments exprimés en taux de matière sèche

Un aliment est composé d’eau, de matières minérales et organiques. La quantité de matières « solides » détermine le taux de matière sèche de l’aliment. Il varie beaucoup d’un aliment à un autre.

Il n’y a pas de lien entre la matière sèche et les valeurs nutritives (UFL, PDI). En revanche, le taux de matière sèche joue sur la digestibilité et la conservation de l’aliment.

Pour l’alimentation des bovins, il est d’usage de parler en taux de matière sèche et non en taux de matière brute en élevage.

Une grande variété de fourrages en alimentation bovine

Pour l’alimentation des vaches, les fourrages constituent la base d’une ration, puisqu’ils apportent à la fois un encombrement du rumen et des valeurs nutritives à l’animal. Ce sont des aliments frais, ou conservés sous différentes formes, constitués des appareils aériens de plantes fourragères cultivées. On distingue différents types de fourrages : 

• les fourrages verts : pâturage et affouragement en vert
• les ensilages 
• l’enrubannage
• les foins et les pailles.

D’autres aliments, plus rarement distribués en alimentation bovine, sont considérés comme des fourrages, tels que les racines et tubercules : la betterave et la pomme de terre par exemple. Dans la majorité des élevages laitiers, les fourrages sont produits sur la ferme. Il est donc d’autant plus intéressant de maximiser cette part d’utilisation des fourrages dans la ration, pour des raisons économiques et environnementales évidentes.

Zoom sur le maïs

En termes de valeur nutritive, le maïs est naturellement riche en UFL, puisqu’il est composé d’amidon, qui est un glucide complexe. A l’inverse, il est plutôt pauvre en matières azotées et en minéraux. D’un point de vue pratique, le maïs est principalement récolté sous forme d’ensilage. Son taux de MS oscille de 28 à 38 % de MS.  Il peut aussi être récolté sous forme de maïs épi. 

Puisque la récolte sous forme d’ensilage génère des fibres courtes, il est fondamental dans une ration à base d’ensilage de maïs, de la complémenter avec des fourrages à fibres longues, riches en azote et minéraux.

Zoom sur l’herbe

Le terme « herbe » signifie peu de choses en alimentation bovine. Quand on pense à l’herbe, il faut être précis et dissocier les graminées des légumineuses.

Les graminées sont des végétaux qui forment des épis. Le blé en est une, mais vous entendrez davantage parler du ray-grass, de la fétuque, de brome, et bien d’autres encore !  Les légumineuses sont des végétaux qui bourgeonnent. On peut citer la luzerne, les trèfles, le lotier, le sainfoin ou encore le pois fourrager. Il est évidemment possible et courant de mélanger graminées et légumineuses. Cela permet d’équilibrer les apports nutritifs mais aussi de tirer profit des qualités agronomiques de chaque plante.

Les graminées et légumineuses peuvent être récoltées sous plusieurs formes.

La plus connue est le foin. Ce n’est ni plus ni moins de l’herbe fauchée et séchée généralement au soleil, dont le taux de MS se rapproche de 90%. Son avantage est d’apporter des fibres efficaces au bon fonctionnement du rumen.

L’autre forme très connue est l’ensilage. Les graminées doivent être de préférence récoltées avant épiaison, et les légumineuses au stade de bourgeonnement. Le tassage du silo est une des étapes essentielles pour garantir une conservation optimale. Le taux de MS avoisine les 25-30% de MS, il conditionne la bonne conservation et l’appétence (réussir son ensilage d’herbe). La forme la plus évidente est le pâturage. De par son faible coût, son appétence naturelle, le pâturage apparait comme un apport de fourrage évident en élevage laitier. Une autre forme de récolte à ne pas négliger est l’enrubannage. C’est un intermédiaire entre le foin et l’ensilage. Son taux de MS avoisine les 60%.

De manière générale, les conditions de récolte et le stade de végétation conditionnent la valeur de l’herbe et de son fourrage.

Les concentrés, « maison » ou du commerce ?

Les concentrés sont des aliments dont les valeurs nutritives sont bien plus élevées que celles des fourrages. Les teneurs en énergie et azote sont fortes, tout comme leur taux de MS, puisqu’il s’agit généralement d’aliments dits secs. Il existe deux familles de concentrés en alimentation bovine : 

• les matières premières, telles que les céréales, les protéagineux, les graines oléagineuses et les tourteaux.
• les aliments composés, qui sont généralement un mélange de matières premières, vendu dans le commerce

Les concentrés permettent de compléter et d’équilibrer la ration de base, constituée de fourrages.

Pour l’alimentation des bovins, vous entendrez ainsi parler de « correcteur énergétique » pour les aliments complétant les rations déficitaires en énergie. Les correcteurs azotés corrigent eux les rations déficitaires en azote. Les concentrés de production équilibrent la ration d’un apport énergie/azote.