Émission de méthane entérique des vaches laitières supplémentées en iodoforme en dose

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12797 (2023) Citer cet article

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Les émissions de méthane entérique (CH4) sont l'un des principaux gaz à effet de serre provenant du bétail. Des études ont montré que l'iodoforme est un puissant atténuateur de la formation de CH4 dans le rumen in vitro. Cette étude visait à quantifier le potentiel de l'iodoforme en tant qu'additif alimentaire anti-méthanogène pour les vaches laitières et à étudier les effets sur la consommation alimentaire, la production laitière, la digestibilité des aliments, le microbiome du rumen et les indicateurs de santé animale. L'expérience a été menée selon un plan en carré latin 4 × 4 en utilisant quatre vaches laitières Holstein danoises en lactation ruminale, duodénale et iléale canulées. Les traitements consistaient en quatre doses différentes d'iodoforme (1) 0 mg/jour, (2) 320 mg/jour, (3) 640 mg/jour et (4) 800 mg/jour. L'iodoforme a été complété par voie intra-ruminale deux fois par jour. Chaque période comprenait 7 jours d'adaptation, 3 jours de digestion et de prélèvement sanguin et 4 jours de mesures des échanges gazeux à l'aide de chambres respiratoires. La production de lait et la consommation de matière sèche (DMI) ont été enregistrées quotidiennement. Des échantillons de rumen ont été collectés pour des analyses microbiennes et étudiés pour déterminer les paramètres de fermentation. Le sang a été prélevé et analysé pour déterminer les indicateurs métaboliques et de l'état de santé. La consommation de matière sèche et la production de lait ont diminué de manière linéaire d'un maximum de 48 % et 33 %, respectivement, avec l'augmentation de la dose. Le rendement en méthane (g CH4/kg DMI) a diminué au maximum de 66 %, tandis que le rendement en hydrogène (g H2/kg DMI) a été multiplié par 125 avec l'augmentation de la dose d'iodoforme. La digestibilité totale du tractus DM, OM, CP, C, NDF et amidon n'a pas été affectée par les traitements, mais des changements importants, à l'exception du NDF, ont été observés pour la digestion ruminale des nutriments dans l'intestin grêle. Certains indicateurs de perturbation de l’activité microbienne du rumen et de la dynamique de fermentation ont été observés avec l’augmentation de la dose, mais le nombre total de bactéries ruminales n’a pas été affecté par le traitement. Les biomarqueurs sériques et plasmatiques n’ont pas indiqué d’effets négatifs de l’iodoforme sur la santé des vaches. En conclusion, l’iodoforme était un puissant atténuateur des émissions de CH4. Cependant, la DMI et la production laitière ont été affectées négativement et associées à des indications de fermentation ruminale déprimée. Des études futures pourraient révéler si la diminution de la production laitière et de la consommation alimentaire peut être évitée si l'iodoforme est administré en continu en le mélangeant à une ration totale mélangée.

Le méthane (CH4) est l'un des principaux gaz à effet de serre provenant du bétail. Le potentiel de réchauffement climatique sur 100 ans est 28 fois plus élevé que celui du dioxyde de carbone (CO2). La contribution du bétail aux émissions de gaz à effet de serre et au changement climatique est donc substantielle1,2. Le méthane provenant des ruminants provient principalement de la fermentation microbienne des aliments dans le rumen. Au cours de cette fermentation, les microbes produisent du CO2 et de l'hydrogène (H2), qui sont convertis en CH4 par les archées, un domaine particulier des micro-organismes. La méthanogenèse réduit efficacement la pression partielle dans le rumen de l'hydrogène (H2), qui sert de donneur d'électrons dans le processus, où le CO2 et le H2 sont convertis en CH4 et H2O par les archées méthanogènes3. Cette élimination continue entretient la fermentation ruminale en éliminant l'effet inhibiteur de H2 sur le microbiote4. Ainsi, une augmentation de la pression ruminale de H2 peut affecter négativement la digestion des fibres, l’absorption de matière sèche (DMI) et la productivité animale5. Sous une inhibition substantielle de la méthanogenèse, H2 peut également être éructé en quantités significatives6,7.

Historiquement, les composés halogénés tels que l'adipate de trichloroéthyle, le pivalate de trichloroéthyle, le bromoforme et le chloroforme se sont révélés être de puissants inhibiteurs de la formation de CH4 dans des études in vitro et in vivo8,9,10. L'activité anti-méthanogène est généralement liée au nombre d'halogènes sur la molécule, les composés contenant de l'iode étant les plus efficaces, suivis des analogues bromés et chlorés11. Le mécanisme suggéré implique la réaction irréversible des composés halogénés avec une vitamine B12 réduite pour inhiber le transfert de groupe méthyle dépendant du cobamide et en bloquant la fonction des enzymes corrinoïdes dans le processus de méthanogenèse12,13,14. Un autre mécanisme possible est l’inhibition compétitive de la production de CH4 en servant d’accepteurs d’électrons terminaux concurrents14,15.