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La fermentation est vaguement définie comme l’extraction d’énergie des hydrates de carbone en l’absence d’oxygène (anaérobie).
La fermentation naturelle se produit dans tous les aspects de la nature et même dans le tractus gastro-intestinal des animaux et des humains. Dans l’ensilage, il y a fermentation jusqu’au point d’acidification puis de stabilité, ce qui réduit le pH et ensuite permet de réduire et exclure le développement négatif des moisissures et des champignons.
La fermentation de l’ensilage remonte à l’Égypte, 2 000 ans av. J.-C. et a été observée dans de nombreuses cultures au fil du temps. Dans les années 1850 et 1860, les travaux de Louis Pasteur ont montré que l’acide lactique est produit par des organismes vivants. En 1877, l’agronome français Auguste Goffart a écrit un livre intitulé : The Ensilage of Maize, And Other Green Fodder Crops (L’ensilage du maïs et des autres plantes fourragères vertes en français).
Puis en 1879, Francis Morris, agriculteur du Maryland, a réussi la fermentation de l’ensilage et la production d’ensilage s’est épanouie à partir de ce moment.
Connaître les chiffres
Lorsque nous recevons un échantillon de fourrage, nous commençons par examiner les chiffres individuels tels que la matière sèche, la protéine brute (PB), la fibre détergente neutre (NDF), l’amidon, la valeur alimentaire relative (RFV), la qualité alimentaire relative (RFQ) et le lait par tonne. Nous commençons à surveiller les différents segments de la fibre et les chiffres de digestibilité mais nous négligeons souvent les valeurs de fermentation, sauf en cas de problème.
La plupart des échantillons de fourrage indiquent le pH, l’acide lactique, l’acide acétique, l’acide propionique, l’acide butyrique, le 1,2 propanediol, les acides gras volatils totaux, le rapport lactique/acétique et l’acide lactique en pourcentage des acides gras volatils totaux (AGV). Les valeurs de référence (Tableau 1) constituent un excellent guide à suivre et à viser.
Traditionnellement, le pH était considéré comme la mesure de la fermentation. Pour les ensilages d’herbe, l’objectif est d’avoir un pH inférieur à 4,7 et pour l’ensilage de maïs, l’objectif est d’avoir un pH inférieur à 4,0. Selon le type de fourrage, l’acide lactique est un chiffre qui permet d’évaluer régulièrement la qualité de la fermentation. Nous pouvons surveiller l’évolution de l’acide lactique en tant que pourcentage de tous les AGV. En règle générale, l’objectif est d’obtenir un taux d’acide lactique supérieur à 60 % ou 70 % du total des AGV. Le rapport entre l’acide lactique et l’acide acétique est également un bon indicateur, puisqu’il est généralement de 2 ou 3 pour 1.
La surveillance des acides totaux est une autre mesure importante pour évaluer la fermentation des fourrages. La fourchette des acides combinés devrait se situer entre 7 % et 9 % d’acides totaux. Évaluez davantage la fermentation du fourrage si les niveaux d’acides totaux sont supérieurs à 10 % et inférieurs à 5 %, car les deux extrémités du spectre peuvent être problématiques. On observe souvent des taux d’acides organiques totaux trop faibles dans les récoltes d’ensilage d’herbe à l’automne ou dans les fermentations d’ensilage plus sèches.
Ce phénomène est souvent dû à une baisse du taux de sucre ou d’humidité dans le fourrage. Lorsque les acides totaux sont supérieurs à 10 %, le fourrage est humide et la fermentation est lente ou incorrecte. Généralement, l’acide acétique et l’acide butyrique ont augmenté et dominé cette mauvaise fermentation clostridienne. Il existe également des mesures de fermentation plus approfondies qui impliquent les éthanols, les alcools, l’ammoniaque et les amines biogènes.
Clés de la fermentation :
- Réduction de l’oxygène
- Teneurs en sucre et en hydrates de carbone adéquates pour favoriser l’activité bactérienne
- Composition et température appropriées et nombre adéquat de bactéries microbiennes
- Humidité adéquate à la récolte
L’humidité est la clé
L’humidité à la récolte est au cœur d’une bonne fermentation. De nombreux facteurs influencent la plage d’humidité de la récolte, mais le type de fourrage est très important dans le processus de fermentation. Les légumineuses, avec leur pouvoir tampon élevé, leur forte teneur en minéraux, leur teneur en cendres souvent plus élevée et leur teneur en sucre plus faible, créent un conflit entre le pH et le milieu bactérien adéquat. L’objectif pour les légumineuses est d’obtenir un pH final inférieur à 4,7. Si le pH du fourrage de légumineuses fermenté est supérieur à 4,7, il convient d’identifier s’il s’agit d’un problème d’humidité, de vitesse d’emballage et de réduction de l’oxygène ou d’un problème de sucre et de charge bactérienne adéquate.
Souvent, les légumineuses fermentent mieux à une humidité inférieure à 60 % ou 65 %, en raison de leur pouvoir tampon. Les ensilages de céréales, les ensilages d’herbe, les ensilages mixtes et les ensilages de maïs peuvent supporter une large gamme d’humidité en raison de leur teneur plus élevée en sucre et en hydrates de carbone.
L’ensilage de maïs a également ses limites de fermentation, car une humidité supérieure à 70 % provoque souvent l’apparition d’acide acétique et d’une odeur de vinaigre, ainsi qu’un aspect jaune. C’est ce que l’on observe souvent dans les deux pieds inférieurs des silos couloirs et des meules. Les problèmes posés par l’ensilage de maïs d’une teneur en eau inférieure à 60 % sont universellement connus. Les problèmes de fermentation, la croissance des levures et des moisissures peuvent réduire la valeur de fermentation de l’ensilage de maïs et compliquer la stabilité aérobie. Le Tableau 2 décrit la matière sèche à la récolte et la teneur en sucre de différents types de fourrage.
C’est un bon exemple de la raison pour laquelle la matière sèche à la récolte est si importante et que le meilleur investissement avec les inoculants est souvent dans les fourrages de foin. Les graminées et l’ensilage de maïs peuvent potentiellement être récoltés à un taux d’humidité plus élevé, en raison de leur teneur en sucre et en hydrates de carbone au moment de la récolte. Il n’y a aucune garantie car la teneur en sucre et la charge en bactéries épiphytes ne sont pas connues car il existe de nombreuses dynamiques telles que la teneur en cendres, la teneur en humidité, la maturité du fourrage et, surtout, la lumière du soleil.
L’acide lactique est roi
Comme l’ensilage de maïs est le roi des fourrages, l’acide lactique est le roi de la fermentation.
La forme la plus simple de fermentation est la fermentation homolactique, qui se traduit par une fermentation rapide après exclusion de l’oxygène. La production d’acide lactique est généralement assurée par des formes naturelles de lactobacilles et par de nombreux inoculants commerciaux à base de Lactobacillus plantarum. Ces fermenteurs de première ligne constituent l’épine dorsale de nombreux inoculants pour l’ensilage depuis des années et sont un excellent moyen d’aider les bactéries épiphytes (naturelles) à réduire le pH dans une situation anaérobie (sans oxygène) de manière très rapide et efficace. Cette réduction du pH inhibe la croissance des champignons et des levures. L’acide lactique est un acide fort qui réduit rapidement le pH et qui est utilisé dans le rumen comme une autre forme de carburant pour les bactéries du rumen.
Acide acétique
Alors que l’acide lactique est un acide organique fort, l’acide acétique est un excellent conservateur mais un acide faible. L’acide acétique naturel est souvent produit dans des situations de fermentation plus lente, en raison d’une humidité élevée au moment de la récolte ou, à l’inverse, d’une faible humidité au moment de la récolte.
Une autre situation couramment rencontrée dans l’ensilage de maïs est la fermentation lente due au remplissage d’une cellule pendant plusieurs semaines. Il en résulte souvent des niveaux égaux d’acide acétique et d’acide lactique, ce qui indique une fermentation plus lente et réduite et entraîne une perte de matière sèche dans la structure d’entreposage.
La fermentation hétérofermentaire est une forme de fermentation plus lente qui entraîne une production d’acide lactique, mais aussi d’autres formes d’acides organiques, tels que l’acide acétique. Une fermentation hétérofermentaire peut présenter des avantages avec des souches spécifiques de Lactobacillus buchneri. Grâce à une fermentation plus lente, qui peut durer plusieurs semaines, le Lactobacillus buchneri convertira l’acide lactique en acide acétique, ce qui sera utile dans les situations où la conservation du silo-couloir est un problème. Cette préservation peut s’avérer vitale dans le cas de grandes surfaces d’ensilage de maïs, d’une alimentation lente et d’un maïs à forte teneur en eau. La conversion de l’acide lactique en acide acétique réduit la croissance des levures et la détérioration aérobie.
Acide butyrique
L’acide butyrique est un autre acide organique qui est un sous-produit d’une mauvaise fermentation. Généralement causé par une fermentation lente à un taux d’humidité élevé, l’acide butyrique augmente avec le temps et se reconnaît à son odeur piquante que l’on porte souvent à la maison – et dans laquelle le chien de la ferme a tendance à se rouler.
L’acide butyrique est fortement responsable de la réduction de la matière sèche, de la qualité des aliments et de l’énergie. Souvent, l’acide butyrique à des niveaux élevés peut augmenter la propension à l’acétonémie chez les vaches fraîches. Souvent, des niveaux élevés d’acide butyrique sont associés à des aliments humides, à des aliments contaminés par du fumier, quelle que soit la matière sèche, à des aliments plus riches en cendres, à des aliments riches en clostridies, à une faible production d’acide lactique, à un pH plus élevé, à une faible teneur en sucre, à des amines biogènes et à une augmentation de l’ammoniaque.
Résumé
La fermentation est un sujet tellement vaste qu’il est difficile de lui rendre justice dans un seul article et en une seule séance. Les principales questions que se posent la plupart des producteurs concernant la fermentation sont la perte de matière sèche et la stabilité du fourrage. La réduction de la perte de matière sèche comporte de nombreux aspects, depuis la gestion de la récolte jusqu’à la fermentation correcte en passant par la gestion des entreposages. L’humidité à la récolte, en fonction du type de fourrage, est certainement l’un des principaux facteurs qui affectent la fermentation.
L’utilisation d’inoculants éprouvés a un long historique de retour sur investissement, même s’il est parfois difficile de l’évaluer visuellement. Les ensilages de foin et de céréales bénéficieront de l’apport de bactéries homofermentaires grâce à l’inoculant. L’inoculation pour l’ensilage de maïs est un sujet plus difficile étant donné sa propension à réduire rapidement son pH. Avec des facteurs tels que la variation de l’humidité à la récolte, la conservation au moment de l’alimentation et les combinaisons d’inoculants avec Lactobacillus buchneri, le besoin d’inoculants pour l’ensilage de maïs devient de plus en plus évident.
Alors que les marges diminuent et que les intrants ne cessent d’augmenter, la qualité du fourrage est à son point le plus important dans l’industrie laitière. La fermentation est un élément important du puzzle de la rentabilité qui doit être résolu.
Pour de plus amples renseignements, vous pouvez communiquer avec Marie-Claude Lagueux, agr., représentante secteur laitier Alltech Québec au 1 877 553-0779 ou à MarieClaude.Lagueux@alltech.com
