Le phosphore alimentaire chez les bovins laitiers - gestion des éléments nutritifs et protection de l’environnement


Fiche technique - ISSN 1198-7138  -  Imprimeur de la Reine pour l'Ontario
Agdex : 410/60
Date de publication : janvier 2004
Commande no. 04-002
Dernière révision : Aôut 2012
Situation : Fiche technique originale
Rédacteur : Jodi Calberry - assistante de programme/MAAARO

Table des matières

  1. Contexte
  2. Effets du phosphore alimentaire sur l’épandage de fumier
  3. Types de système d’alimentation et utilisation des éléments nutritifs
  4. Comparaison du coût de systèmes d’alimentation types
  5. Épargne
  6. Rations alimentaires à moindre coût
  7. Conclusion
  8. Références

Contexte

L’industrie du bétail fait face à de nombreux défis environnementaux, et une pression accrue s’exerce pour que les éleveurs gèrent plus efficacement les éléments nutritifs. Le phosphore (P) et son rôle en tant que polluant du milieu est très préoccupant. Le P provenant du fumier épandu en surface a le potentiel de s’accumuler dans le sol si les doses appliquées dépassent ce que la culture est en mesure d’assimiler. À cause de l’érosion ou de la saturation du sol en phosphore suite à des applications répétées et excessives, le P peut entrer dans les eaux de surface, provoquant la croissance rapide des populations d’algues et nuisant à la survie et à la productivité d’autres espèces aquatiques.

Selon le tableau 4, Échelle des garanties en éléments nutritifs pour les aliments complets exemptés de l’enregistrement du règlement de 1983 pris en application de la Loi relative aux aliments du bétail de l’Agence canadienne d’inspection des aliments, les besoins alimentaires minimaux en P d’un bovin laitier représentent 0,30 % de l’apport en matière sèche (AMS). Le NRC suggère que le P représente 0,33–0,38 % de la matière sèche alimentaire. Il n’est toutefois pas rare que les éleveurs utilisent des teneurs allant jusqu’à 0,5–0,6 % de P dans les aliments destinés aux vaches très productrices. La recherche a montré qu’on peut réduire le P alimentaire d’autant que 30–40 % par rapport à la dose que certains éleveurs emploient présentement, sans sacrifier la production ou la qualité du lait. (Voir le lien au site Web dans les références.)

Effets du phosphore alimentaire sur l’épandage de fumier

Les éleveurs devraient réduire la quantité de P excrétée dans le fumier pour gérer les éléments nutritifs de façon plus convenable. La nutrition joue un rôle clé et elle peut représenter l’approche la plus rentable pour réduire les rejets de P par les exploitations laitières. Si l’on abaisse la teneur en P du régime, le P qui se retrouve dans le fumier s’en trouve aussi diminué. Pour une vache en lactation qui produit en moyenne 9 100 kg de lait sur 305 jours et reçoit dans son alimentation 3,8 g de P/kg de la matière sèche (MS), il faut compter environ 0,71 ha (1,75  acre) de terre arable (culture mixte de luzerne/maïs/soya) pour recycler le P excrété dans le fumier. Si le P alimentaire passe de 3,8 g de P/kg de MS à 4,8 g de P/kg de MS, une vache nécessite une supplémentation de 8,1 kg de P par année. Par ailleurs, il faudrait 0,28 ha/vache ou 44 % de terre arable de plus pour recycler le P du fumier produit avec le même type de cultures (Powell et Satter, 2001). Du côté de la production, un sac de 25 kg de P dicalcique coûte environ 13 $. Par conséquent, en donnant 8,1 kg de P de moins par jour à 100 vaches, l’épargne s’élève à environ 420 $ par année. Une autre étude a montré que les vaches qui consomment un régime riche en phosphore de 0,56 % (112 g de P/j) peut excréter jusqu’à 49,6 g de P/j dans le fumier. Cela se traduit par 18,10 kg de P provenant du fumier chaque année. Par comparaison, les vaches laitières qui consomment un régime à 0,30 % (60 g de P/j) excrètent 22,7 % moins de P dans le fumier. En général, les chercheurs concluent que pour chaque g/j de diminution de l’apport en P, il y a une réduction de 0,55 g/j du P excrété (Morse et al. 1992). Un abaissement de la teneur en P des aliments de 52 g/j/tête sur 305 jours pourrait représenter des économies de 825 $ pour un troupeau de 100 vaches laitières.

Types de système d’alimentation et utilisation des éléments nutritifs

Lorsque toutes les vaches en lactation reçoivent la même ration totale mélangée (RTM), les vaches consomment environ 7 % plus d’azote (N) et de P, et elles excrètent 10 % plus d’éléments nutritifs dans le fumier. La surconsommation est due au fait que les éleveurs cherchent alors à combler les besoins en éléments nutritifs des vaches fraîches et des fortes productrices plutôt que ceux de groupes particuliers. Effectués judicieusement, le regroupement des vaches et la supplémentation raisonnée en P peuvent réduire les rejets de P dans l’environnement et les factures d’aliments. D’ordinaire, les vaches sont réparties en groupes selon leur production laitière, afin que toutes les vaches (fortes et faibles productrices) reçoivent la quantité correcte d’éléments nutritifs. Les vaches fraîches (0 à 3 semaines) sont capables de puiser 500–600 g de P dans leur masse osseuse durant les premiers stades de la lactation, de sorte que leurs besoins sont plus faibles que ceux des fortes productrices. Les chercheurs recommandent une teneur en P alimentaire supérieure à 0,30 % pour les vaches à production laitière faible à moyenne (7 500 à 9 000 kg/lactation) et de 0,38–0,40 % pour les vaches à forte production de lait (> 10 000 kg/lactation). En général, les vaches fraîches peuvent recevoir un régime contenant aussi peu que 0,30 % de P tout en maintenant un bon rendement laitier, mais lorsqu’elles arrivent en fin de lactation, il faut augmenter le P alimentaire pour maximiser la production laitière. La quantité de P fournie par l’alimentation et, par conséquent, le P qui se retrouve dans le fumier peuvent être réduits si l’on alimente les bovins en fonction du stade de production auquel ils en sont rendus, faisant correspondre le P fourni avec la quantité requise. C’est là une approche raisonnée, contrairement à celles de donner des concentrations élevées de P alimentaire à toutes les vaches pendant toute la durée de la lactation. Certains éleveurs peuvent également regrouper les vaches selon leur âge ou leur rang de portée. Pour choisir la façon de regrouper un troupeau, on doit tenir compte de la main-d’œuvre, de la taille et de la disposition de l’étable, ainsi que de la taille du troupeau. De plus, si l’on donne une RTM au troupeau entier plutôt que de grouper l’alimentation, il faut surveiller l’indice de l’état de chair pour établir la formulation de la ration.

Comparaison du coût de systèmes d’alimentation types

Le tableau 1 ne révèle aucune différence significative entre le coût des aliments pour 1 seul groupe de RTM et celui de plusieurs groupes de RTM. Une autre étude a montré que le revenu supplémentaire pouvait augmenter au-delà de la hausse du coût des aliments en raison des économies réalisées au niveau des concentrés. Les éleveurs qui utilisent des additifs alimentaires peuvent aussi trouver que le système d’alimentation en plusieurs groupes est plus économique parce qu’ils ciblent des groupes précis plutôt que le troupeau entier. Même la main-d’œuvre supplémentaire peut en valoir la peine puisque qu’il ne faut qu’environ 20 minutes pour préparer chaque mélange.

Tableau 1. Comparaison de différentes méthodes d’alimentation de la RTM
 

1 groupe de RTM

Plus de 1 groupe de RTM

nbre de tests

756

851

coût des aliments ($US)

3,86

3,90

kg de lait/vache

29,6

29,8

(Inspiré des données de la Ontario Dairy Herd Improvement (DHI), 2003)

Épargne

Il n’est pas surprenant que, chaque année, la supplémentation en P coûte des millions de dollars inutilement à l’industrie laitière. Le tableau 2 montre l’augmentation des coûts annuels des aliments en $US pour un troupeau de 100 vaches, lorsque l’on donne une supplémentation en P supérieure à 0,40 %. Selon une autre étude, l’alimentation contenant 0,55 % de P au lieu de 0,38 % pour 100 vaches Holstein produisant 8 390 kg de lait/vache/année pourrait faire gonfler la facture des aliments de 3 052 $US de plus par année (Anderson et Magdoff, 2001).

Tableau 2. Augmentation du coût annuel des aliments pour un troupeau de 100 vaches ($US)

 

Production laitière moyenne (kg/j)

AMS (kg/j)

Concentration de P alimentaire (%)

0,45

0,5

0,55

27

21

754 $

1 500 $

2 260 $

32

22

798 $

1 603 $

2 402 $

36

23

850 $

1 693 $

2 542 $

AMS = Apport de matière sèche (Inspiré de Knowlton et Kohn, 1999)

Rations alimentaires à moindre coût

Il est difficile de viser le moindre coût et/ou l’excrétion réduite de P sans exercer des effets négatifs sur l’excrétion d’azote (N). En moyenne, le fumier des bovins laitiers contient plus de N que de P par rapport aux besoins des cultures. Par conséquent, lorsqu’on établit la formulation d’une ration en fonction de l’excrétion des éléments nutritifs, il faut d’abord tenir compte de l’azote, puisque le P a une importance secondaire. Mais on ne doit pas oublier que le P est l’ingrédient le plus cher de la ration laitière. Pour plus de détails sur l’azote, consulter la fiche technique du MAAO intitulée L’alimentation des bovins laitiers en vue de réduire l’excrétion azotée, commande no 03-056. En général, les producteurs satisfont les besoins de leurs cultures en épandant du fumier et de l’engrais pour prévenir l’application excédentaire d’un élément nutritif par rapport à un autre. Dans une exploitation laitière disposant d’une superficie de terres suffisante, l’inclusion de cultures fourragères dans la rotation et l’emploi de plantes couvre-sol permettent également de tirer profit des proportions variables des éléments nutritifs et de l’épandage intermittent du fumier dans un champ. En bout de ligne, le principal objectif de la réduction des concentrations d’éléments nutritifs alimentaires est de diminuer le coût de production, lequel pourrait aussi présenter des avantages pour l’environnement. Des chercheurs ont élaboré un modèle servant à équilibrer une ration alimentaire destinée aux vaches laitières en fonction du coût le plus bas possible et de l’excrétion minimum de P et de N dans le fumier. Les résultats montrent qu’il n’est pas possible d’atteindre les trois objectifs simultanément. Toutefois, l’excrétion de P et de N peut être réduite moyennant une légère augmentation du coût. Le tableau 3 illustre les effets de l’équilibre d’une ration en vue de réduire les coûts sur l’excrétion de N et de P.

Tableau 3. Formulation d’une ration en vue d’un seul objectif

 

Solution à un seul objectif

Coût min.

N min.

P min.

Coût ($US/j)

2,84

3,66

3,36

Excrétion de N (g/j)

276,13

269,93

276,13

Excrétion de P (g/j)

33,63

40,47

32,09

AMS (kg)

20,04

18,7

20,04

(Inspiré de Tozer et Stokes, 2001)

Conclusion

Les exploitations d’élevage peuvent avoir des répercussions néfastes sur l’environnement. Des éléments nutritifs tels que le P, qui sont excrétés dans le fumier et qui sont épandus en trop grande quantité sur le sol, peuvent ruisseler dans les voies d’eau et polluer les eaux de surface. Le premier moyen d’intervention visant à réduire les pertes de P dans les exploitations laitières passe par la nutrition. Les éleveurs donnent souvent le P à des teneurs supérieures aux recommandations, par mesure de sécurité. Toutefois, cette stratégie peut faire augmenter inutilement le coût de production, ainsi que le risque de torts causés à l’environnement. L’alimentation en vue de satisfaire les besoins en éléments nutritifs sans les dépasser permet d’abaisser les coûts des aliments. Un fumier contenant moins d’éléments nutritifs requiert une surface d’épandage moindre. C’est là un facteur important dans les exploitations dont les ressources en terres agricoles sont limitées et dont les teneurs du sol en éléments nutritifs sont élevées. L’effet de la réduction du P alimentaire varie d’une ferme à l’autre en raison des différences au plan des pratiques culturales et des types de sols. Le fait de remplir un plan de gestion des éléments nutritifs en vue d’équilibrer les besoins en N et en P des champs et d’évaluer les dangers que représentent ces mêmes éléments nutritifs pour l’environnement peut aussi aider à voir dans quelle mesure on doit concentrer ses efforts à élaborer un programme nutritionnel pour le troupeau du point de vue environnemental. Mis à part les risques liés à l’environnement, l’adoption de stratégies nutritionnelles améliorées en ce qui concerne le P peut réduire les coûts de production.

Références

  1. Agence canadienne d’inspection des aliments. 2003. Échelle des garanties en éléments nutritifs pour les aliments complets exemptés de l'enregistrement (annexe I, tableau 4).
  2. Anderson, B. H., et F. R. Magdoff. 2000. « Dairy farm characteristics and managed flows of phosphorus », American Journal of Alternative Agriculture, 15(1):19-25.
  3. Clark, P. W., Ricketts, R. E., Belyea, R. L., et G. F. Krause. 1980. « Feeding and managing dairy cows in three versus one production group », Journal of Dairy Science, 63(8):1298-1308.
  4. Dunlap, T. F., Kohn, R. A., et K. F. Kalsceur. 1997. « Effect of animal grouping strategies on nutrient losses from the dairy farm », Journal of Dairy Science, 80:(Suppl. 1) 246.
  5. Knowlton, K. F., Herbein, J. H., Meister-Weisbarth, M. A., et W. A. Wark. 2001. « Nitrogen and phosphorus partitioning in lactating Holstein cows fed different sources of dietary protein and phosphorus », Journal of Dairy Science, 84:1210-1217.
  6. Knowlton, K. F. et R. Kohn. 1999. Proceedings of the Mid Atlantic Dairy Management Conference, les 24 et 25 février, Camp Hill, PA : « Feeding management to reduce phosphorus losses from dairy farms ».
  7. McGilliard, M. L., Swisher, J. M., et R. E. James. 1983. « Grouping lactating cows by nutritional requirements for feeding », Journal of Dairy Science, 66:1084-1093.
  8. Morse, D., Head, H. H., Wilcox, C. J., Vanhorn, H. H., Hissem, C. D., et B. Harris JR. 1992. « Effects of concentration of dietary phosphorus on amount and route of excretion », Journal of Dairy Science, 75:3039-3049.
  9. National Research Council. 2001. Nutrient requirements of dairy cattle, 7e édition, révisée. National Academy Press, Washington, DC.
  10. Powell, J. M., et L. D. Satter. 2001. « Dairy diet effects on phosphorus cycles of cropland », Journal of Soil and Water Conservation, 56(1):22-26.
  11. Rotz, C. A., Sharpley, A. N., Satter, L. D., Gburek, W. J., et M. A. Sanderson. 2002. « Production and feeding strategies for phosphorus management on dairy farms », Journal of Dairy Science, 85:3142-3153.
  12. Satter, L. D. et Z. Wu. 2000. Proceedings of the Western Nutrition Conference : « Reducing phosphorus content of manure through diet manipulation », p. 219-233.
  13. Stallings, C. C., et M. L. McGilliard. 1984. « Lead factors for total mixed ration formulation », Journal of Dairy Science, 67:902-907.
  14. Tozer, P. R., et J. R. Stokes. 2001. « A multi-objective programming approach to feed ration balancing and nutrient management », Agricultural Systems, 67:201-215.
  15. Wu, Z., Satter, L. D., et R. Sojo. 2000. « Milk production, reproductive performance, and fecal excretion of phosphorus by dairy cows fed three amounts of phosphorus », Journal of Dairy Science, 83:1028-1041.
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