I.1. Nature de l’aliment
En élevage extensif, les animaux sont alimentés, comme on l’a vu précédemment, à partir de prairie naturelles ou de prairies cultivées.
Dans les prairies cultivées, les espèces semées sont des céréales (utilisées surtout comme pâture d’hiver) telles que l’avoine et le sorgho, ou des Graminées fourragères comme le Ray Grass ou le brome, ou des mélanges de Graminées et de Légumineuses (Luzerne-Ray Grass-Brome ou encore Trèfle-Brome, le plus souvent).
En France, en moyenne 28% des prairies temporaires sont semées de Ray Grass Anglais et de trèfle blanc, 11 % de Ray Grass Anglais seul, 15 % de Ray Grass Italien, 5 % de Dactyle et de Trèfle Blanc, 18 % d’un mélange de plusieurs légumineuses et Graminées et 24 % d’autres espèces [Agreste, 2001].
Au sein de ces prairies, il existe généralement un certain pourcentage de plantes adventices (d’autant plus que ces pâtures sont anciennes), et il peut être nécessaire de connaître les proportions des plantes en présence. Deux méthodes sont alors envisageables : la première consiste à prélever des échantillons sur la prairie, à les peser en totalité puis à trier les
Légumineuses des Graminées ou les plantes cultivées des plantes adventices, pour connaître leur poids respectif dans l’échantillon et donc leur pourcentage. La deuxième méthode, plus précise, s’inspire de « la méthode des 3 étapes » [Woolfok et al., 1957]. Cette méthode consiste à matérialiser, avec du fil, une ligne de 30 m sur le sol. Les observations sont réalisées sur deux lignes parallèles à la première et situées de part et d’autre de celle-ci ( à 15 cm précisément). Pour chacune de ces deux lignes, on note la plante rencontrée tous les 30 cm. On obtient donc 200 observations par ligne. On peut ainsi estimer le pourcentage des plants en présence. Plus généralement, cette dernière méthode peut aussi être utilisée pour décrire une prairie (plantes en présence, hauteur des plantes, surface foliaires,…).
Pour les prairies naturelles, cette première étape de description est très complexe. Elle consiste à identifier au moins les plantes les plus fréquemment rencontrées. Pour ce faire, il existe des données bibliographiques de diagnose macroscopique ([Cabrera et al., 1993] pour la Pampa Argentine, par exemple) et microscopique. Une méthode microscopique, appelée micrographie [Rech, 1976], repose sur l’observation de caractères anatomiques des épidermes des plantes, au microscope. Ces critères peuvent être la présence de cristaux d’oxalate de calcium visibles à travers l’épiderme, la présence et la forme de poils tecteurs uni ou pluricellulaires, la présence et la forme de poils secreteurs, ou encore la forme et la disposition des cellules épidermiques et des stomates. Un logiciel informatique [Rech, en cours de publication] permet ensuite de déterminer la famille de la plante (par combinaison des différents codes correspondants aux critères observés). La méthode de préparation des échantillons pour l’observation ainsi que le codage des critères anatomiques sont présentés en Annexe 1.
Il peut ensuite être nécessaire d’utiliser les méthodes mentionnées ci-dessus pour connaître la proportion de chaque espèce.
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I.2. Qualité de l’aliment
Il existe des tables présentant la composition chimique et la qualité nutritionnelle des principales espèces végétales utilisées pour les pâturages (Annexe 2) [INRA, 1978 ; Jaurena et Danelon, 2001]. Cependant, il convient de se référer plutôt aux tables éditées dans le pays correspondant. En effet, les espèces utilisées peuvent être complètement différentes
d’un pays à l’autre et, si ce sont les mêmes, leur composition varie sensiblement en fonction du climat, de la nature du sol, mais aussi en fonction du niveau de fertilisation ou encore du niveau d’irrigation. De manière générale, les tables ne représentent qu’une approximation de la réalité, c’est pourquoi il est intéressant de réaliser une analyse chimique de l’aliment considéré. Pour les prairies naturelles, cette étape est indispensable puisque aucune donnée bibliographique sur la valeur de ces aliments n’est disponible.
La détermination des pourcentages de Matière Sèche (MS), de Matière Azotée Totale (MAT), de Cellulose Brute (CB) et de Matière Minérale (Mm) peut être suffisante pour connaître l’Energie Brute (EB), la digestibilité de la Matière Organique (dMO) de l’aliment et donc l’Energie Digestible (ED). L’Energie Métabolisable (EM), qui représente l’énergie réellement disponible d’un aliment, est proportionnelle à l’Energie Digestible selon un coefficient qui dépend du niveau d’alimentation (NA) des animaux [Vermorel et Bouvier, 1978]. Enfin, il est possible de calculer l’Energie Nette (EN) de l’aliment mais il faut pour cela connaître le coefficient d’utilisation de l’EM de l’aliment qui dépend du type de production. Les équations permettant de réaliser ces calculs sont présentés en Annexe 3, [Demarquilly et Weiss, 1970 ; Vermorel, 1978 ; Demarquilly et al., 1978].
Pour la détermination de la MS, le principe général est de peser des échantillons frais puis d’évaporer toute l’eau présente dans les végétaux sans pour autant détruire leurs structures cellulaires, et enfin de repeser les échantillons secs.
La méthode conventionnellement utilisée est « la méthode de détermination de la teneur en eau des aliments des animaux » éditée par l’AFNOR et en particulier la méthode A (NF V 18- 109). Pour que cette méthode soit précise, le matériel utilisé doit être de bonne qualité (four à thermostat précis, ni fuites ni variations de chaleur,…). Une autre méthode consiste à utiliser un four à micro-ondes [Farmer et Brusewitz, 1980 ; Griggs, 2005]. Cette méthode est plus rapide et les variations de température lors du séchage sont moins importantes mais il existe un risque de carbonisation. Ces deux méthodes ainsi que les équations nécessaires au calcul de la MS sont présentées en Annexe 4.
Même après séchage des échantillons, ceux-ci contiennent de l’eau résiduelle, qui ne peut être mesurée sans détruire les structures cellulaires. La technique de détermination de la teneur en eau résiduelle ainsi que l’équation permettant d’obtenir la MS totale d’un échantillon, sont présentées en Annexe 5.
La teneur en MAT de l’aliment est déterminée par la méthode de Kjeldahl, qui permet de mesurer la quantité d’azote d’un échantillon. En considérant que toutes les
protéines sont constituées de 16 % d’azote, on obtient la teneur en protéines en multipliant le résultat par 6,25.
La méthode consiste à faire une première étape de minéralisation, en présence d’un acide et d’un catalyseur, pour transformer tout l’azote organique en azote minéral. L’alcalinisation du milieu permet ensuite de transformer l’ammonium en ammoniac. Ce dernier est enfin distillé et neutralisé par un acide, dont on dose l’excès n’ayant pas réagi. La méthode ainsi que les équations permettant de déterminer la teneur en MAT sont présentées en Annexe 6.
La cellulose brute, ou cellulose de Weende, est la matière organique qui reste insoluble après la mise en œuvre de la méthode de Weende V 03 040 de l’AFNOR [AFNOR, 1977]. Cette méthode permet de doser une grande partie des fibres présentes dans le prélèvement : 50 à 90 % de la cellulose vraie, 10% des hémicelluloses et 10% de la lignine. Elle consiste à traiter successivement l’échantillon par une solution acide et alcaline et à mesurer le résidu insoluble obtenu après ces opérations. Elle est présentée, ainsi que les équations permettant d’obtenir le taux de CB, en Annexe 7.
La méthode de détermination de la teneur en cendres brutes des aliments, présentée en Annexe 8, revient à peser un échantillon avant et après une incinération à 550 °C.
Après avoir réalisé l’analyse chimique, il convient de s’intéresser aux quantités disponibles pour les animaux afin de connaître l’énergie disponible sur la pâture. Celle-ci est différente (supérieure) de l’apport énergétique réel, qui est déterminé à partir des quantités consommées par les animaux.
I.3. Quantités d’aliment disponibles
La disponibilité (en kg MB/ha) rend compte de la quantité de matière brute présente à un instant t sur une parcelle. La méthode la plus couramment utilisée pour déterminer la disponibilité consiste à peser l’ensemble des ressources herbacées présentes dans un cadre métallique de 1m2 (1m sur 1m), préalablement jeté au hasard dans la pâture à étudier. Toutes les plantes ou pieds dont la racine se trouve dans le cadre sont coupés entièrement (même si certaines de leurs feuilles sont à l’extérieur du cadre) ainsi que les
parties des feuilles se trouvant à l’intérieur du cadre (même si elles appartiennent à des pieds situés à l’extérieur du cadre). Il est nécessaire de réaliser plusieurs prélèvements en jetant plusieurs fois le cadre, afin d’avoir une valeur plus juste de la disponibilité. Cette méthode est applicable pour une pâture relativement homogène mais elle l’est moins pour une pâture non uniforme comme les prairies naturelles, où les végétaux s’organisent souvent en grosses bottes entourées de surfaces totalement nues. Dans ce cas, une autre méthode, qui n’a jamais été référencée, consiste à compter le nombre de bottes présentes dans une zone assez grande (25 m2 par exemple) puis à en prélever et peser quelques unes de taille moyenne, représentatives des bottes de la zone.
La disponibilité mesurée à un instant t n’est qu’un indicateur de la quantité de matière brute réellement disponible pour les animaux pendant la période de pâture. En effet, pour évaluer cette dernière, il faut tenir compte en permanence de l’évolution (croissance et déhiscence) de la végétation mais aussi du niveau de détérioration de la parcelle par les animaux. Le graphique et les équations présentés en Annexe 9 permettent de comprendre quels sont les facteurs dont il faut tenir compte pour déterminer les quantités disponibles pour les animaux sur un cycle de pâture.
Pour certaines espèces végétales, on peut trouver des données concernant l’évolution de la disponibilité sur une période donnée [Agnusdei et al., 1998 ; Agnusdei et Castano, 2003 ; Colabelli et al., 1998], mais ces données sont difficiles à généraliser et à appliquer dans un contexte différent (environnement, fertilisation).
Sinon, pour tenir compte de cette évolution, on peut utiliser deux méthodes : la première consiste à mesurer la disponibilité à intervalle régulier, l’autre, plus précise mais aussi plus « laborieuse », consiste à mesurer la couverture végétale et à observer son évolution. La couverture végétale correspond à la surface occupée par les feuilles des végétaux d’une prairie et donc la quantité, en surface, de matière disponible pour les animaux. Plus précisément la couverture végétale est caractérisée, à un moment t, par la densité de population (nombre d’individus par unité de surface), le nombre de feuilles vivantes par individu et la taille de ces feuilles. L’évolution de la couverture végétale, spécifique des espèces végétales présentes et dont les variables sont les taux d’élongation et d’apparition des feuilles ainsi que la vie foliaire moyenne, détermine ses caractéristiques ponctuelles [Agnusdei et al., 1998]. La méthode ainsi que les équations de détermination de la couverture végétale et de son évolution sont présentées en Annexe 10.
Il peut aussi être intéressant de relier, par un coefficient, la disponibilité à la couverture végétale.
Enfin, la présence des animaux est une source de détérioration de la pâture et entraîne une diminution non négligeable de la quantité de matière brute disponible. Le piétinement, l’action des dents et les déjections sont les principaux effets à l’origine de cette diminution [Croisier et Demarly, 1968]. L’impact de ces différents facteurs est très difficile à mesurer. Pourtant, il serait intéressant d’avoir une idée de leur niveau afin de pouvoir réellement connaître la quantité de matière brute disponible pour les animaux. On peut envisager d’évaluer ce niveau de détérioration en comparant la variation de disponibilité lors du pâturage avec la quantité d’aliment consommée par les animaux pendant la même période.