Digestibilité in vitro des chaumes de maïs associés aux feuilles de tournesol mexicain (Tithonia diversifolia) traitées à la mélasse chez les petits ruminants

F N E Matumuini, F Tendonkeng*, A V Mboko, G T Zougou, E Miégoué*, J Lemoufouet*, B Boukila et E T Pamo*

Institut National Supérieur d’Agronomie et de Biotechnologies (INSAB), Université des Sciences et Techniques de Masuku, B.P. 941 Franceville, Gabon.
* Laboratoire de Nutrition Animale, Département des Productions Animales, FASA, Université de Dschang, B.P. 222 Dschang, Cameroun.
pamo_te@yahoo.fr

Résumé

Une étude portant sur la digestibilité in vitro des chaumes de maïs associés aux feuilles de tournesol mexicain (Tithonia diversifolia) traitées ou non à la mélasse, chez les petits ruminants a été menée au Cameroun en février 2013. L’analyse de la composition chimique a été faite selon les méthodes décrites par l’AOAC (2000). 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 (250 mg de chaumes de maïs mélangés à 250 mg de feuilles de T. diversifolia 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 après 24 h et d’AGV, l’énergie métabolisable et la DIVMO n’ont pas été influencés (p>0,05) par le traitement des feuilles de T. diversifolia à la mélasse. Le facteur de cloisement a été significativement plus élevé (p<0,05) avec le traitement à 10% de mélasse. De même la masse microbienne et la DIVMS ont augmenté significativement (p<0,05) avec le niveau de traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia.

Mots clés: chaumes de maïs, digestibilité, mélasse, petits ruminants, Tithonia diversifolia

In vitro digestibility of maize stover associated with molasses-treated Mexican sun flower (Tithonia diversifolia) leaves in small ruminants

Abstract

A study was conducted in Cameroon in February 2013 on in vitro digestibility of maize stover associated with untreated and treated leaves of Mexican sun flower (Tithonia diversifolia) with 5 and 10% of molasses on small ruminants. Chemical composition analysis of maize stover and untreated and treated leaves of Tithonia diversifolia was done according to the AOAC methods. Ruminal fluid of both a Djalonké lamp and the African Dwarf goat were separately collected and incubated with 500 mg of feed sample (250 mg of maize stover associated to 250 mg of untreated T. diversifolia leaves with 5 or 10% of molasses) at 39°C in a water bath, as per gas-test method.

This study showed that the gas and volatile fatty acids production after 24 h, Metabolisable energy and in vitro organic matter digestibility were not affected by the treatment of T. diversifolia leaves with molasses. The partitioning factor was significantly higher (p<0.05) with treatment at 10% of molasses. Microbial mass and in vitro dry matter digestibility also increased significantly (p<0.05) with the level of T. diversifolia leaves treatment with molasses.

Key words: palatability, digestibility, small ruminants, maize stover, molasses

Introduction

En Afrique Centrale en général et au Cameroun en particulier, les petits ruminants représentent une part importante du cheptel. Malgré leur importance, la productivité de ces animaux reste faible à cause de nombreuses contraintes, notamment les maladies et une alimentation pauvre et inadéquate surtout en saison sèche (Pamo et al 2007). Pendant la saison sèche, les graminées fourragères sur pied ou récoltées au stade tardif, les pailles et les chaumes de céréales cultivées et certains sous-produits fibreux (enveloppes et graines), forment l’essentiel de l’alimentation des ruminants dans les pays en développement, notamment dans les régions arides, semi-arides et subtropicales (Tendonkeng et al 2011). En effet, les céréales produisent de grandes quantités de tiges et de feuilles qui sont le plus souvent sous-exploités, sinon brulés ou enfouis comme fumure. Dans l’Ouest Cameroun, la production de maïs fournit une importante quantité de chaumes en début de saison sèche. Cependant, les chaumes de maïs sont caractérisés par une faible teneur en matières azotées totales, en sucres solubles, en minéraux et en vitamines. De plus, distribués seuls, ils sont peu digestibles et faiblement ingérés (Devun et al 2011). Toutefois, bien complémentée, c’est une ressource utilisable dans les rations pour ruminants à besoins modérés (Devun et al 2011).

Dans ce contexte, l’utilisation de certaines plantes à l’instar du tournesol Mexicain (Tithonia diversifolia) encore appelé fleure jalousie au Cameroun (Tendonkeng et al 2014) comme complément protéique peut être envisagée. En effet, certains travaux ont montré qu’avec une teneur en protéines pouvant atteindre les 28% MS (Premaratne et al 1998), les feuilles de ce végétal ont le potentiel nécessaire, pour être utilisées comme fourrage dans l’alimentation des ruminants et autres animaux d’élevage, en complémentation des résidus de récolte (Pérez et al 2009), comme les chaumes de maïs. Cependant, la faible teneur en tanins signalé dans les feuilles de tournesol mexicain soutient l'idée que ses protéines peuvent se révéler hautement solubles (Wambui et al 2006). Cette forte dégradabilité produirait de grandes quantités d’ammoniac, responsables de pertes élevées d'azote dans les urines (Wambui et al 2006).

Ainsi, pour améliorer la valeur alimentaire de T. diversifolia, Pathoummalangsy et Preston (2008) soutiennent qu’un apport en glucides rapidement fermentescibles devrait permettre une plus grande utilisation de l’ammoniac par les micro-organismes du rumen et améliorer ainsi, la rétention de l’azote chez les ruminants. Ces glucides peuvent être apportés sous forme de mélasse.

Toutefois, il a été constaté qu’en Afrique Centrale, les données relatives à l’utilisation des chaumes de maïs et de leur association avec des feuilles deT. diversifolia en alimentation des petits ruminants restent limitées. L’objectif de cette étude est de contribuer à évaluer la digestibilité in vitro des chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia traitées à différents niveaux de mélasse, incubés avec du liquide ruminal ovin ou caprin.

Matériel et méthodes

Zone d’étude

L’essai a été conduit en février 2013 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 2011).

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 chaumes de maïs (Zea mays) récoltés dans les parcelles de production de la FAR deux mois après la récolte des grains. Ils ont été ensuite hachés en morceaux de 2-4 cm environ, séchés au soleil et conservés dans des sacs. Des feuilles de tournesol mexicain en préfloraison ont été récoltées aux alentours de la FAR et hachées en pièces de 2-4 cm.

La composition chimique des chaumes de maïs et des feuilles de T. diversifolia 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).

Trois rations ont été utilisées dans cette étude :

- R1 : chaumes de maïs + feuilles de T. diversifolia non traitées ;

- R2 : chaumes de maïs + feuilles de T. diversifolia traitées à 5% de mélasse ;

- R3 : chaumes de maïs + feuilles de T. diversifolia traitées à 10% de mélasse.

La quantité de mélasse à utiliser a été estimé en prenant respectivement 5 et 10% du poids des feuilles de T. diversifolia. La mélasse était ensuite dissoute dans de l’eau (250 ml pour 600 g de feuilles). La solution obtenue a été ensuite mélangée avec les feuilles 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.

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).

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

A la veille de l’essai, pour chaque ration, 500 mg d’échantillon ont été introduits dans une seringue de 100 ml, à raison de cinquante pourcent de chaumes de maïs (250 mg) et cinquante pourcent de feuilles de T. diversifolia traitées ou non (250 mg). Pour chaque ration et pour chaque liquide ruminal, les échantillons étaient 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. Chaque échantillon a été ensuite recouvert par le piston de la seringue préalablement embaumé de vaseline pour faciliter son mouvement.

Le lendemain, le liquide ruminal de la brebis et celui de la chèvre ont été collecté, l’un après l’autre, juste après abattage, au laboratoire de Nutrition animale de l’Université de Dschang, avant 7 heures du matin. Après chaque collecte, le liquide a été immédiatement filtré sous un flux de CO₂. 700 ml d’inoculum, ont été ensuite prélevés, introduits dans la solution mère et homogénéisés pendant 10 mm à l’aide d’une baguette magnétique.

Pour, chaque liquide ruminal, 40 ml de l’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 à 39°C pour incubation.

L’incubation a duré 24 heures et les volumes de gaz produit étaient relevés après 3, 6, 9, 12, 18 et 24 h. La production de gaz et la digestibilitéin vitro de la matière organique (DIVMO) ont été calculées selon les formules décrites par Menke et Steingrass (1988) ; la digestibilité in vitro de la matière sèche (DIVMS) a été évalué selon la formule présentée par Van Soest et Robertson (1985) ; la production d’acides gras volatils (AGV), l’énergie métabolisable (EM), le facteur de cloisement (FC) et la masse microbienne (MM) ont été estimés selon les formules décrites par Makkar (2002).

Analyses statistiques

Les paramètres de la digestibilité in vitro ont été soumis à l’analyse de la variance (ANOVA) en utilisant le logiciel SPSS 17.0 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 traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia et du liquide ruminal ovin sur la digestibilité in vitro des chaumes de maïs

L’effet du traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia sur les paramètres de la digestibilité in vitro des chaumes de maïs incubés avec le liquide ruminal ovin (LRO) montre que le traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia a amélioré la production des gaz, sans qu’aucune différence significative (p>0,05) n’ait été observée (Tableau 2). La quantité d’AGV produit n’a pas été influencée (p>0,05) par l’ajout de mélasse dans la ration. L’EM a diminué avec le niveau d’incorporation de la mélasse dans la ration, sans qu’aucune différence significative (p<0,05) ne soit observée. La même observation a été faite pour la DIVMO.

Les valeurs de la MM et de la DIVMS ont significativement (p<0,05) augmenté avec les niveaux croissants de mélasse. Le niveau de traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia a influencé le facteur de cloisement. En effet, le FC obtenu avec les chaumes associés aux feuilles de T. diversifolia non traitées et traitées à 5% de mélasse ont été comparables (p>0,05) et significativement (p<0,05) plus faibles que celui obtenu avec les chaumes associés aux feuilles de T. diversifolia traitées à 10% de mélasse.

Effet du traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia et du liquide ruminal caprin sur la digestibilité in vitro des chaumes de maïs

L’effet du traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia sur les paramètres de la digestibilité in vitro des chaumes de maïs, incubés avec le liquide ruminal caprin (LRC) montre que la MM, la DIVMS ont significativement (p<0,05) augmenté avec les niveaux croissants de mélasse (Tableau 3). Le facteur de cloisement obtenu avec les chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia non traitées et traitées à 5% de mélasse ont été comparables (p>0,05) et significativement (p<0,05) plus faibles que celui obtenu avec la ration CM+TD10.

La production de gaz la plus élevée a été obtenue avec le mélange chaumes de maïs et feuilles de T. diversifolia traitées à 10% de mélasse, bien que les différences obtenues avec les autres traitements n’aient pas été significatives. La production d’AGV des chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia n’a pas été influencée par le traitement à la mélasse. la DIVMO, la plus élevée a été obtenue avec les chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia non traitées. Cependant, le traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia n’a eu aucun effet significatif (p>0,05) sur la DIVMO des trois rations. La même observation a été faite pour l’EM.

Effet comparé du traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia et de la source du liquide ruminal sur les paramètres de la digestibilité in vitro des chaumes de maïs

La production de gaz d’AGV, l’EM, la DIVMS et la DIVMO des chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia traitées à différents niveaux de mélasse, n’ont pas été influencées par la source du liquide ruminal (Tableau 4). En effet, quelque soit le niveau de traitement, aucune différence significative (p>0,05) n’a été observée pour ces paramètres entre le liquide ruminal ovin et le liquide ruminal caprin.

La MM des chaumes de maïs associés aux chaumes de T. diversifolia non traitées à la mélasse n’a pas été influencée (p>0,05) par la source du liquide ruminal. La même observation a été faite pour le FC des chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia lorsque celles-ci étaient traitées à 5 ou à 10% de mélasse. Cependant, avec la ration CM+TD5, la MM obtenue avec le liquide ruminal caprin a été significativement supérieure (p<0,05) a celle enregistrée avec le LRO. A l’inverse, l’incubation des chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia traitées à 10% de mélasse avec le LRO a produit une MM significativement (p<0,05) supérieure à celle obtenue avec le liquide ruminal caprin.

Les valeurs de FC obtenus avec la ration CM+TD5 incubés avec le LRC et le LRO ont été comparables (p>0,05). La même observation a été faite avec les chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia traitées à 10% de mélasse. En revanche, avec la ration sans mélasse, le FC observé avec le LRO a été significativement supérieur (p<0,05) à celui obtenu avec le LRC.

Discussion

La production de gaz après 24 h et d’AGV n’a pas été influencée (p>0,05) par le traitement des feuilles de T. diversifolia à la mélasse, quelque soit le liquide ruminal considéré. Les valeurs obtenues ont été inférieures à celles obtenues par Boukila et al (2005) avec des chaumes de maïs incubés seuls (respectivement 43,5 ml/200 mg et 0,98 mmol/40 ml). Elles ont été néanmoins proches de celle rapportée par Osuga et al (2012) après incubation des feuilles matures de T. diversifolia (25,7 ml/200 mg). La faible production de gaz serait liée à l’augmentation 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. Il semble que les micro-organismes utilisent l’énergie apportée par la mélasse et l’ammoniac produit par la fermentation rapide des protéines des feuilles de T. diversifolia (Pathoummalangsy et Preston 2008) pour leur croissance et leur développement (Nherera et al 1998 ; Makkar et al 1997 ; et Getachew et al 2000). Le FC a été significativement plus élevé (p<0,05) avec la ration CM+TD10 aussi bien avec le liquide ruminal ovin qu’avec le liquide ruminal caprin. Les valeurs de FC enregistrées dans cette étude, ont été plus élevées que celle obtenue par Pamo et al. (2009) avec l’incubation des chaumes de maïs seuls (2,52 mg/ml) et proches de celles des aliments conventionnels (2,74 et 4,65 mg/ml) rapportées par Blummel et al (1997). L’amélioration du FC pourrait être liée à l’augmentation significativement (p<0,05) de la MM.

L'EM et la DIVMO n’ont pas été significativement influencées (p>0,05) par le traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia, aussi bien avec le liquide ruminal ovin (LRO) qu’avec le liquide ruminal caprin (LRC). Ce constat montre bien que la valeur énergétique des fourrages est liée à la digestibilité de leur MO (Guérin 1999). Moins la MO est dégradée, moins il y a production d’énergie. Ce résultat confirme aussi, les observations de Jouany et al (1995), qui ont indiqué que la quantité de matière organique fermentée n’est parfois pas liée à l’augmentation de la masse microbienne. En effet, l’énergie d’entretien est très variable entre les espèces microbiennes, puisque certaines espèces dont les besoins en énergie d’entretien sont faibles, peuvent croître plus rapidement et augmenter la MM (Jouany et al 1995). Les valeurs d’EM et de DIVMO, respectives de 8,4 MJ/kgMS et de 56,3% rapportées par Boukila et al (2005) avec des chaumes de maïs incubés seuls, sont plus élevées que celles obtenues dans cette étude, avec les chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia traitées ou non à la mélasse, incubés aussi bien avec le liquide ruminal ovin qu’avec le liquide ruminal caprin. Ces différences pourraient probablement être liées à la présence des polyphénols et des saponines dans les feuilles de T. diversifolia qui selon Garcia et al (2008) et Galindo et al (2011) peuvent être à l’origine d’une baisse considérable de la population de protozoaires et des bactéries méthanogènes dans le rumen, ralentissant ainsi la dégradation des parois cellulaires.

Quel que soit le liquide ruminal considéré, la DIVMS a augmenté significativement (p<0,05) avec le niveau de traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia. Cependant, les données recueillies avec les mélanges, chaumes de maïs et feuilles de T. diversifolia non traitées et chaumes de maïs feuilles de T. diversifolia traitées à 5% de mélasse, ont été plus faibles que celle obtenue (54,4%) par Boukila et al (2005) avec des chaumes de maïs incubés seuls avec du liquide ruminal bovin. La valeur élevée de la digestibilité in vitro de la MS avec la ration contenant le plus de mélasse, peut être attribué à l’utilisation des minéraux apportées par la ration, par les micro-organismes du rumen (Navarro et Rodriguez 1990). En effet, les bactéries du rumen utilisent les minéraux pour leur croissance et le maintien de leur activité cellulolytique (Jouany et al 1995).

Les paramètres de la digestibilité in vitro des chaumes de maïs associés aux feuilles de T. diversifolia traitées ou non à la mélasse, avec le LRC et le LRO sont très proches. Ce constat est similaire à celui de Guérin (1999) qui a obtenu des résultats de digestibilité in vitro comparables avec des jus de rumen de moutons et de bovins ayant ingéré la même ration.

Conclusion

• Les paramètres de la digestibilité in vitro ont évolué de manière variable quelque soit le liquide ruminal considéré. En effet, la production de gaz et d’AGV, l’EM et la DIVMO n’ont pas été influencée par le traitement à la mélasse des feuilles de T. diversifolia. Par contre, la MM et la DIVMS ont augmenté significativement (p<0,05) avec l’augmentation du niveau de traitement à la mélasse.
  
  
• Compte tenu des résultats obtenus, T. diversifolia pourrait constituer une bonne plante fourragère pour les petits ruminants en général. Toutefois, un traitement à 5% de mélasse pourrait être recommandé afin d’améliorer la digestibilité des nutriments, surtout en complémentation des rations de qualité médiocre (chaumes de céréales, pailles de graminées…) pendant les périodes de pénuries alimentaires, comme la saison sèche.

Remerciements

Les auteurs adressent, leurs sincères remerciements à l’Université de Dschang au Cameroun et au Programme d’Appui Institutionnel- Développement des Ressources humaines (PAI-DRH) du Ministère du Budget, et des Comptes Publics de la République Gabonaise pour les moyens matériels et financiers consentis à la réalisation de cette étude.

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Received 4 March 2014; Accepted 21 April 2014; Published 1 June 2014

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