Composition chimique et digestibilité in vitro des feuilles d'Hedysarum coronarium L, Medicago truncatula L, Pisum sativum L et Vicia sativa L

H Selmi, A Gasmi-Boubaker, W Mehdi, B Rekik, Y Ben Salah et H Rouissi

Département des Sciences et Techniques des Productions Animales, Ecole Supérieure d'Agriculture, 7030 Mateur, Tunisie
hamadi.rouissi@iresa.agrinet.tn

Résumé

La composition chimique, les paramètres des fermentations dans les seringues à savoir la production de gaz total, les acides gras volatils (AGV), l'énergie métabolisable (EM) et la digestibilité de la matière organique (dMO) ainsi que la digestibilité in vitro par la méthode pepsine – cellulase  (dcell MO) des feuilles de Hedysarum coronarium L, Medicago truncatula L, Pisum sativum L et Vicia sativa L ont été évalués.

Les feuilles de l'Hedysarum coronarium présentaient la valeur la plus élevée de la teneur en MO (p<0,05) par rapport aux autres espèces qui sont statistiquement comparables. La teneur en MAT était statistiquement diférente (p < 0,05) entre Vicia sativa (28,1 ± 0,4 % MS) , Pisum sativum et Hedysarum coronarium et comparable (p>0,05) à celle de Medicago truncatula . La teneur en fibre était identique entre les différentes espèces (p> 0,05). Le volume de gaz produit après 24 h d'incubation était plus élevé (p< 0,05) pour les feuilles de l'Hedysarum coronarium (55 ± 0,01 ml) par rapport aux feuilles de Medicago truncatula, Pisum sativum et Vicia sativa qui produisaient respectivement (42,3 ± 5,5; 45 ± 1 et 45,7 ± 0,57 ml) . Les valeurs moyennes des AGV, EM, dMO ont présenté des différences significatives (p < 0,05) entre les feuillages des espèces étudiées. Les feuilles du Medicago truncatula possèdaient les valeurs minimales (0,95 mmole/seringue, 2234 kcal/kg MS et 75,3 % respectivement pour les AGV, EM et dMO).  La valeur maximale de dcell MO a été observée chez le Vicia sativa  (69,1 ± 2,9 %) et la valeur minimale était affichée pour les feuilles de l'Hedysarum coronarium (65,8 ± 0,66 %) .

Mots clés: énergie métabolisable, légumineuses fourragères, Tunisie, valeur nutritive

Chemical composition and in vitro digestibility of leaves of Hedysarum coronarium L, Medicago truncatula L, Pisum sativum L and Vicia sativa L

Abstract

The chemical composition and fermentation parameters namely total gas production, volatile fatty acids (VFA), metabolizable energy (ME) and digestibility of organic matter (OMd) and in vitro digestibility with the pepsin- cellulase method (OM dcell) of leaves of Hedysarium coronarium L., Medicago trancatula L., Pisum sativum L. and Vicia sativa L. were evaluated.

Leaves of Hedysarium coronarium L. had the highest OM content (p< 0.05) among all leguminous plants while the rest of these plants had comparable contents in OM. Furthermore, the crude protein percentage differed (p < 0.05) among leaves of all plants. While the leaves of Vicia sativa had the highest CP content (28.05 ± 0.4 % DM), the leaves of Hedysarum coronarium included the lowest content (19.8 ± % DM). On the other hand, there were no significant differences with respect to crude fibre among leaves of different species. Total gas produced after a 24h incubation period was the highest (p < 0.05) for the Hedysarium coronarium L leaves (55 ± 0.01 ml) compared to that produced by leaves of other species (from 42.3 ml for Medicago trancatula L to 45.7 ml for Vicia sativa leaves). Means of VFA, ME and OMd differed among leaves of the studied species. The leaves of Medicago trancatula L. had the lowest values (0.95 mmole/syringe, 2234 Kcal/ kg DM and 75.3% for VFA, ME and OMd, respectively). The digestibility by OM dcell was the highest for the Vicia sativa L. leaves (69.7 ± 2.9%) and the lowest (65.8 ± 0.66) for the Hedysarium coronarium L. leaves.

Key words: leguminous forages, metabolizable energy, nutritive value, Tunisia

Introduction

En raison de la diversité des conditions d'élevage et de la nature, du niveau et de la composition des produits, une alimentation protéique ciblée pour les ruminants doit être maitrisée (Demarquilly et Andrieu 1992). Cependant, la ration de notre cheptel est le plus souvent basée sur des fourrages grossiers de faible valeur nutritionnelle, en particulier le foin ou l'ensilage d'avoine ou sur parcours (Jemai et Saadani 2000; Rouissi et al 2008). Ce déficit en protéines se traduit le plus souvent par une faible ingestibilité et une altération de la digestion microbienne (Faverdin et al 2003). En effet, le développement des cultures fourragères de la famille des légumineuses permettrait de pallier au déficit azoté des rations des ruminants. Les légumineuses fourragères cultivées en Tunisie couvrent une superficie moyenne de 15 000 ha soit moins de 5 % des emblavures fourragères totales (DGPA 2008). Les espèces les plus adaptées à nos conditions climatiques sont l'Hedysarum coronarium L, Medicago truncatula L, Pisum sativum L et Vicia sativa L caractérisées par des teneurs relativement élevées en protéines brutes. Les feuilles de ces légumineuses seraient ainsi de véritables ressources alimentaires énergétiques et protéiques.

L'objectif de ce travail est de caractériser sur le plan nutritionnel quatre espèces de légumineuses fourragères à savoir l'Hedysarum coronarium L, Medicago truncatula L, Pisum sativum L et Vicia sativa L en se basant sur la production de gaz,  des acides gras volatils des feuilles et en estimant la  digestibilité de la matière organique et l'énergie métabolisable, ainsi qu’en déterminant la digestibilité par la méthode pepsine – cellulase.

Matériel et méthodes 

Espèces fourragères étudiées

Quatre espèces de légumineuses fourragères (sulla du nord, luzerne annuelle, pois fourrager et vesce commune) , installées dans la parcelle expérimentale de l'Institut National de la Recherche Agronomique de Tunisie durant la campagne 2008- 2009 au stade floraison d'après l'échelle BBCH relative aux stades phénologiques des légumineuses (Lancashire et al 1991) ont été utilisées.

Analyse de la composition chimique

Les échantillons des feuilles des différentes variétés des espèces étudiées ont été analysés pour déterminer leur teneur en matière sèche (MS), en cendres et en matière azotée totale (MAT) selon AOAC (1990). Les fibres totales (NDF) sont obtenues après solubilisation sous l'action d'un détergent neutre de sodium dodecylsulfate, la teneur en Acid Detergent Fiber (ADF) est mesurée en présence de cetyl triméthyl ammonium de brome et la teneur en lignine (ADL) est déterminée sur le résidu ADF soumis à l'action d'une solution d’acide sulfurique à 72 % (Van Soest et al 1991).

Contenu ruminal

Le jus de rumen a été prélevé à partir de deux béliers de race Sicilo-Sarde porteurs de canules ruminales permanentes, avant la distribution du repas du matin. Les animaux étaient en diète hydrique la veille de chaque prélèvement.

Mesures expérimentales

la production de gaz in vitro est déterminée selon la technique décrite par Menke et Steingass (1988). Dans des seringues, on met 200 mg MS de substrat (échantillon de verdure broyé à l'aide d'une grille de 1mm), 10 ml de jus de rumen filtré à travers quatre couche de gaze chirurgicale et 20 ml de salive artificielle. Après barbotage par le CO₂, les seringues sont placées verticalement dans un bain marie à 39°C. La concentration en acides gras volatils (AGV) est déterminée selon la formule de Makkar (2002): AGV (mmol) = 0,0239 GP – 0,0601 avec GP: gaz produit en ml après 24 heures d'incubation.

Après 24 h d'incubation, les gaz produits ont été utilisés pour calculer la digestibilité de la matière organique (dMO) (Menke et Steingass 1988) et l'énergie métabolisable (EM).

dMO (g/ 100g MO) = 14,88 + 0,889 GP + 0,45 PB + 0,0651 C

EM (Kcal/kg MS) = 2,20 + 0,136 GP + 0,057 PB

Avec:

GP: gaz produit en (ml/200mg) à 24 h d'incubation

PB: Protéine brute en (g/100 g MS) et
C: cendre en (g/100g MS)

La méthode de digestibilité pepsine - cellulase consiste à incuber 0,25 g d'échantillon broyé avec 20 ml de la solution pepsine pendant 24h dans une étuve à 40°C, puis centrifugé (3500 tours/min) trois fois successives pendant 15 minutes pour l'élimination de la solution tampon. Le culot obtenu est incubé avec 20 ml de la solution cellulase pendant 24h à 40°C dans une étuve, filtré sous vide en premier lieu pour éliminer la solution cellulase puis filtré à l'eau chaude deux fois successives et rincé à l'acétone et à l'eau chaude. Le résidu récupéré est ainsi séché dans une étuve à 130°C pendant 16 h puis dans un four à 550°C pendant 3h (Friedel 1990). La digestibilité de la matière organique est ainsi calculée comme suit:

DcellMO = ((P0* MSa* %MO) – (P1 + P2))/ (P0* MSa* %MO)

Avec

P0: prise initiale corrigée par la matière sèche;
P1: poids du creuset après passage à l'étuve;
P2: poids du creuset après incinération au four;
MSa: matière sèche analytique.

Analyse statistique

Les résultats de la composition chimique, des gaz produits (après 24 et 48 h d'incubation), des AGV, dMO, EM et DcellMO ont été soumis à une analyse de la variance selon la procédure GLM (SAS 1989) et comparés par le test T de Student.

Résultats et discussion 

La composition chimique (MO, cendre, MAT, CB, NDF et ADF) des feuilles de  l'Hedysarum coronarium, Medicago truncatula, Pisum sativum et Vicia sativa est présentée dans le Tableau 1.

Il en ressort que le feuillage de l'Hedysarum coronarium présente la valeur la plus élevée de la teneur en MO (p<0,05) par rapport aux autres espèces qui sont statistiquement comparables. Concernant la teneur en MAT, elle est statistiquement différente (p < 0,05) entre Vicia sativa (28,05 ± 0,4 % MS) , Pisum sativum et Hedysarum coronarium et comparable (p>0,05) à celle de Medicago truncatula. Ces résultats convergent avec ceux de  Kirilov (1990). Concernant les teneurs en parois végétales, la teneur en NDF et en ADF la plus faible est enregistrée chez le Pisum sativum (34,9 % MS et 27,8 % MS  respectivement), celle la plus élevée est affichée chez la luzerne annuelle (41% MS et 28,7 % MS respectivement) sans différences significatives entre les espèces (p> 0,05). Ces teneurs sont plus faibles par rapport au foin d'avoine qui constitue la ration de base la plus utilisée dans l’alimentation des ruminants en Tunisie  (Chermiti et Nefzaoui 1989). Ceci pourrait être expliqué par le stade végétatif précoce de récolte (floraison 50 %) (Lancashire et al 1991).

La production de gaz "in vitro" des espèces étudiées évolue progressivement juste après l'incubation de la même façon, suivant une allure ascendante pour atteindre un pic vers 48 h d'incubation pour la plupart des échantillons. Le volume de gaz produit après 24 h d'incubation est plus important (p< 0,05) pour les feuilles de l'Hedysarum coronarium (55 ± 0,01 ml) par rapport aux feuilles de Medicago truncatula, Pisum sativum et Vicia sativa qui produisent respectivement (42,3 ± 5,5; 45 ± 1 et 45,7 ± 0,57 ml). Cette différence de volume s'observe aussi après 48 h d'incubation en faveur des feuilles de l'Hedysarum coronarium (67,3 ± 1,15 vs 52,7 ± 2,31; 62,3 ± 2,51 et 57 ml respectivement pour Medicago truncatula , Pisum sativum et Vicia sativa) sans différence significative notable (p>0,05) . Cette légére supériorité serait imputée à la faible teneur de cellulose brute au niveau des feuilles de sulla du nord par rapport aux feuilles des autres espèces. Cette valeur rejoint les résultats avancés par Boukila et al (2009) et est supérieure aux résultats de Selmi et al (2009) qui ont travaillé sur des fourrages grossiers classiques. Les valeurs moyennes des AGV sont significativement inférieurs (p<0,05) chez Medicago truncatula par rapport aux autres espèces. Quant à l'énergie métabolisable, elle est significativement plus élevée (p<0,05) chez Hedysarum coronarium alors que la valeur minimale de la digestibilité de la matière organique s’est affichée pour Medicago truncatula (Tableau 2).

Concernant la digestibilité pepsine-cellulase de ces légumineuses, la valeur maximale est observée chez le Vicia sativa  (69,1 ± 2,9 %) et la valeur minimale est affichée pour les feuilles de l'Hedysarum coronarium (65,8 ± 0,66 %). Ce résultat est en contradiction avec ceux rapportés par Khériji (1999).

Conclusions 

• D’après cette étude, on peut retenir que les feuilles des légumineuses fourragères  Hedysarum coronarium L, Medicago truncatula L, Pisum sativum L et Vicia sativa L pourraient contribuer à l’alimentation des ruminants et d’équilibrer dans une certaine mesure les rations vu leurs apports en  protéines et en énergie. Il serait ainsi recommandé de mélanger ces feuilles des légumineuses herbacées avec des aliments grossiers pour constituer un complément de la ration de base des ruminants et augmenter son appétabilité.

Références bibliographiques 

AOAC 1990 Official methods of analysis. Association of official analytical chemists, washington, DC.

Boukila B, Tendonkeng F, Tendonkeng Pamo E et Betfiang M E 2009 Composition chimique et digestibilité in vitro de Desmodium uncinatum, Desmodium intortum et Arachis glabrata incubés seuls ou mélangés avec des chaumes de maïs. Livestock Research for Rural Development 21 (7). http://www.lrrd.org/lrrd21/7/bouk21108.htm

Chermiti A et Nefzaoui A 1989 Composition chimique et valeur nutritive des fourrages et concentrés d'origine tunisienne. Annales de l'INRAT. Volume 62, Fascicule 13: 36.

Demarquilly C et Andrieu J 1992 Composition chimique, digestibilité et ingestibilité des fourrages européens exploités en vert. INRA Productions Animales 5 (3): 213 – 221.

http://granit.jouy.inra.fr/productions-animales/1992/Prod_Anim_1992_5_3_06.pdf

DGPA 2008 Enquête de structure, Ministère de l’Agriculture et des ressources hydrauliques. Tunisie. 100 p.

Faverdin P, M'Hamed D, Rico–Gomez M et Vérité R 2003 La nutrition azotée influence l'ingestion chez la vache laitière. INRA Productions Animales 16 (1): 27 – 37.

http://granit.jouy.inra.fr/productions-animales/2003/Prod_Anim_2003_16_1_03.pdf

Friedel  K 1990 Die Schatzung des energetishem Futterwertes von grobfutter mit hilfe eniner cellulose method. Wissenschaf tlige zeitung Universitet. Rostock.N- Reiche 39: 78-86.

Jemai A et Saadani Y 2000 Evolution des systèmes d'élevage dans les zones montagneuses du nord-ouest de la Tunisie. Options méditerranéenes, série A, 39: 39 – 55.

http://ressources.ciheam.org/om/pdf/a39/CI000346.pdf

Khériji  O A 1999 Evaluation agronomique et fourragère de quelque génotype amélioré du Sulla du nord. Mémoire de fin d'études  du cycle de spécialisation de l'Institut National Agronomique de Tunisie, INAT, p 93.

Kirilov A 1990 Astudy of peas as feed for ruminants "intake and digestibility of green mass of peas" Animal Science 27 (6): 32- 37.

Lancashire P D, Bleiholder H, Van Den Boom R, Langeluddeke P P Stauss R, Weber E and Witzenberger A 1991 A Uniform decimal code for growth stages of crops and weeds. Annale Biology 119: 561- 601.

Makkar H P S 2002 Application of the in vitro method in the evaluation of feed resources, and enhancement of nutritional value of tannin- rich tree/browse leaves and agro- industrial by products. IAEA  Technical in Food and Agricultural and held in Cairo, Egypt, 25-29 November 2000. pp: 23-40. http://www-naweb.iaea.org/nafa/aph/public/review-3.pdf

Menke K H and Steingass H 1988 Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. Animal Reseach and Development 28: 7- 55.

Rouissi H, Rekik B, Selmi H, Hammami M et Ben Gara A 2008 Performances laitières de la brebis Sicilo- Sarde Tunisienne complémentée par un concentré local. Livestock Research for Rural Development 20 (7). www.lrrd.org/lrrd20/7/roui20110.htm

SAS 1989 User’s Guide: Statistics, 6th edition. Statistical Analysis Systems Institute, Cary, NC.

Selmi H, Hammami M, Rekik B, Ben Gara A et  Rouissi H 2009 Effet du remplacement du soja par la féverole sur la production de gaz «in vitro» chez les béliers de race Sicilo – Sarde. Livestock Research for Rural Development 21 (7). www.lrrd.org/lrrd21/7/selm21102.htm

Van Soest P J, Robertson J B and Lewis B A 1991 Methods of dietary fibre, neutral detergent fibre and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. Journal of Dairy science 74: 3583- 3597  http://jds.fass.org/cgi/reprint/74/10/3583

Received 9 April 2010; Accepted 4 May 2010; Published 10 June 2010

Go to top