Le tourteau de canola est un complément protéique de plus en plus utilisé dans les rations des vaches laitières. La substitution d'un complément protéique par du tourteau de canola a un effet positif sur la production laitière ainsi que sur la quantité de protéines produites. Cette réponse positive au niveau de la production laitière est observée, et ce, même si le NRC (2001) prédit une diminution de l'apport en protéines métabolisables lorsque le tourteau de canola remplace du tourteau de soya dans les rations des vaches laitières. Cela pourrait être dû à une sous-estimation de l'apport en protéines métabolisables par les modèles, comme le NRC (2001), lorsque le tourteau de canola est utilisé. Le projet avait comme objectif d'évaluer la cinétique de l'azote au rumen du tourteau de canola et d'évaluer l'apport en protéines métabolisables. Les objectifs spécifiques de l'étude étaient de (1) déterminer la contribution en azote soluble et en petites particules non dégradées du tourteau de canola et du tourteau de soya au flux de protéines au duodénum ; de (2) mesurer les flux de bactéries au duodénum à partir des deux suppléments ; et de (3) mieux comprendre la contribution en petites particules du tourteau de canola. Pour ce faire, quatre vaches munies de canules ruminale et duodénale ont été utilisées selon un plan croisé avec des rations soit à base de tourteau de canola, soit de tourteau de soya. De plus, du tourteau de canola et du tourteau de soya marqué au $^\textup{15}$N ont été administrés sous forme de dose unique pendant l'expérience. Les résultats ont montré que la proportion de bactéries associées à la phase liquide dans le digesta duodénal était supérieure pour le tourteau de canola que pour le tourteau de soya, puis l'inverse a été observé pour les bactéries associées aux particules. Lorsque ces résultats sont combinés avec les flux de matière sèche qui atteignent le duodénum, les flux totaux de bactéries arrivant au duodénum ne sont pas les mêmes pour les deux suppléments protéiques. L'étude des aires sous la courbe qui ont été obtenues à partir des excès en $^\textup{15}$N en fonction du temps a démontré que pour la fraction associée aux petites particules, la fraction des bactéries associées aux particules et la fraction des bactéries associées à la phase liquide, les aires sous la courbe estimées avec le modèle non linéaire étaient supérieures pour les rations contenant du tourteau de canola. Ceci renforce donc notre hypothèse selon laquelle la réponse positive du tourteau de canola serait associée davantage à la fraction de l'azote soluble et aux petites particules contenant de l'azote du tourteau de canola. / Canola meal is a protein supplement increasingly used in dairy cows diets. Substituting a protein supplement with canola meal has a positive effect on milk production as well as on the amount of protein produced. This positive response on milk production occurs even though the NRC (2001) predicts a reduction in metabolizable protein intake when canola meal replaces soybean meal in dairy cows rations. This could be due to an underestimation of metabolizable protein supply by models, such as the NRC (2001), when canola meal is used. The objective of the project was therefore to evaluate the kinetics of nitrogen in the rumen of a ration containing canola meal and to determine the consequences on the supply of metabolizable proteins. The specific objectives of the study were to (1) determine the contribution of soluble nitrogen and small undegraded particles from canola meal and soybean meal to protein flow to the duodenum; to (2) measure the flow of bacteria to the duodenum from the two supplements; and (3) to have a better understanding of the contribution of small particles from canola meal. Four cows fitted with a ruminal and a duodenal cannula were used in a cross-over design with diets including canola meal or soybean meal. Also, canola and soybean labeled with $^\textup{15}$N were given as single-pulse doses during the experiment. The results have shown that the proportion of fluid-associated bacteria in the duodenal digesta was higher when cows were fed canola meal than soybean meal. The opposite was observed for the particle-associated bacteria. When these results are combined with the flow of dry matter reaching the duodenum, the total flow of bacteria arriving at the duodenum was not the same for the two protein supplements. The study of the areas under the curve, which were obtained from the $^\textup{15}$N excesses as a function of time, demonstrated that for the fraction associated with small particles as well as for the fraction of particles-associated bacteria and the fraction of fluid-associated bacteria, areas under the curve estimated with the nonlinear model were greater for diets containing canola meal. This reinforces our hypothesis that the positive response of canola meal would be associated more with the soluble fraction of nitrogen and small particles of canola meal.

Ce projet de recherche visait à comprendre l'impact de l'utilisation de différents types de supplémentations protéiques dans des rations à base d'ensilage d'herbe sur les performances zootechniques de vaches laitières. Afin d'atteindre cet objectif, l'absorption des nutriments azotés et leur utilisation subséquente par les tissus hépatique et mammaire a été déterminée en mesurant les bilans nets de ces organes des nutriments azotés et le bilan azoté corporel. Ainsi, trois sources de protéines ont été comparées, soit le tourteau de soya (SBM), le tourteau de canola (CM) et le tourteau de canola additionné d'urée (CMU) avec une ration à base d'ensilage d'herbe. L'utilisation du CM n'a pas permis d'améliorer les performances laitières, ni l'ingestion de matière sèche par rapport au SBM. Cependant, CM avait tendance à convertir plus efficacement l'azote alimentaire en protéine du lait (N lait : N ingéré) (P = 0,10) et à réduire l'azote uréique dans le lait (MUN) et l'urine (UUN) (P = 0,09), ce qui a permis d'augmenter numériquement la proportion en protéine vraie de la protéine brute du lait comparativement au traitement SBM (P = 0,17), avec une concentration plasmatique en méthionine numériquement supérieure pour le CM (P = 0,18). Le traitement CMU a augmenté considérablement la concentration en ammoniac dans le rumen (P < 0,001), avec un MUN doublement supérieur au traitement témoin CM (P < 0,001) et un UUN augmentant de 15 % (P < 0,001). Ce traitement n'a toutefois pas affecté la disponibilité des acides aminés dans le foie ni les rendements en protéines du lait des vaches. En résumé, l'efficacité d'utilisation de l'azote avait tendance à être supérieure pour le CM que le traitement SBM, notamment suite à la réduction du MUN et UUN avec ce type de tourteau.

L’objectif général des travaux présentes dans cette thèse de doctorat était d’établir la relation entre l’alimentation et la composition du lait des vaches laitières, en mettant l’emphase sur les teneurs en matières grasses (TMG), sur l’urée du lait et sur l’efficience d’utilisation de l’azote. Pour la TMG, c’est principalement la relation entre cette teneur et la différence alimentaire cations-anions (DACA) qui a été investiguée. Une base de données de 2 142 troupeaux québécois a été utilisée et la relation entre la composition de la ration, incluant la DACA, et la TMG du lait a été déterminée à l’aide de régressions multiples. Il a été possible de prédire entre 32 et 66 % de la variation de la TMG du lait en fonction du stade de lactation. Malgré plusieurs interactions trouvées, une augmentation de la DACA, une supplémentation avec de l’acide palmitique et une distribution des aliments en ration totale mélangée ont eu une relation positive avec la TMG du lait, tandis qu’une augmentation de la proportion de concentrés dans la ration a eu un effet négatif. Les modèles développés ont montré l’importance de la gestion de l’alimentation sur la TMG du lait. En plus, ils ont démontré l’intérêt de considérer la DACA dans la formulation de rations chez la vache laitière. Dans une deuxième étude, la même base des données a été utilisée pour identifier les facteurs nutritionnels qui peuvent faire varier la teneur en urée du lait. Contrairement à ce qui est mentionné dans la littérature, tant des corrélations positives et que négatives entre les teneurs en urée du lait et en protéines des rations à l’intérieur des troupeaux sur une période de 36 mois ont été obtenues. Pour mieux comprendre ces relations, les résultats de performances et d’alimentation de 100 troupeaux avec des corrélations positives (r > 0,69) et de 100 troupeaux avec des corrélations négatives (r &lt; -0,44) entre la teneur en urée du lait et en protéine brute de la ration ont été comparés. Les résultats n’ont pas montré de différences entre les deux groupes ni pour la composition de la ration, ni pour l’urée du lait. Ces résultats ne permettent pas d’identifier le meilleur contexte pour l’utilisation de la teneur en urée du lait comme un outil de gestion de l’alimentation. Ces observations soulèvent des questions sur la validité de l’utilisation des statistiques d’alimentation provenant de la base de données utilisée pour des évaluations nutritionnelles plus spécifiques. Considérant les résultats du projet précédent, le dernier projet visait à mieux comprendre les caractéristiques des fermes avec différentes efficiences d’utilisation de l’azote en utilisant des données plus fiables. Ainsi, 100 fermes laitières au Québec ont été visitées pour recueillir les données de production, de consommation d’aliments et de gestion de leur troupeau. Ces fermes ont été divisées en quatre groupes par une analyse en grappes selon leur efficience d’utilisation de l’azote. La comparaison entre les groupes a montré que les fermes dans les groupes avec une plus haute efficience d’utilisation d’azote ont une production laitière moyenne par vache plus élevée. Pour les stratégies d’alimentation, les fermes plus efficientes donnent plus d’énergie, mais moins de protéines brutes que les fermes des groupes moins efficients. Les résultats ont également montré l’importance de la prise alimentaire des vaches sur l’efficience d’utilisation de l’azote puisque les fermes des groupes avec la plus grande efficience étaient également celles avec la plus faible prise alimentaire. Aussi, les résultats n’ont pas permis d’établir clairement la relation entre la teneur en urée du lait et l’efficience de l’utilisation de l’azote. En effet, des valeurs différentes pour l’urée du lait étaient obtenues entre le groupe plus efficient et le moins efficient, mais la faible ampleur de variation de l’efficience d’utilisation de l’azote des groupes intermédiaires n’a pas permis d’observer de différences pour l’urée du lait. Finalement, outre une réduction des risques de pollution, les fermes des groupes plus efficaces pour l’utilisation de l’azote étaient également celles avec la marge sur les coûts d’alimentation par les vaches plus élevées. Par conséquent, il y a aussi un intérêt économique à améliorer l’efficience de l’utilisation de l’azote sur les fermes. / The objective of this thesis was to establish the relationship between diet and milk composition, focusing on the milk fat concentration (MFC), milk urea nitrogen (MUN) and nitrogen use efficiency. For the MFC, mainly, the relationship between this component and the dietary cation-anion difference (DCAD) was studied. A database including 2 142 dairy herds from Québec was used to carry out multiple regression analysis to determine the relationship between the diet composition, including DCAD, and the MFC. With the model built, it was possible to predict between 32 and 66% of the variation of MFC depending on the stage of lactation. Despite several interactions found, an increase in the DCAD, palmitic acid supplementation and distribution in total mixed ration had a positive relationship with MFC. Whereas an increase in the proportion of concentrate had a negative effect on the MFC. The models built showed the importance of feeding management and diet composition on MFC. In addition, it showed that DCAD should be taken into account for diet formulation. In a second study, the same database was used to identify nutritional factors that may affect MUN. Contrary to what is reported in the literature, positive but also negative correlations between MUN and dietary crude protein concentration within herds on a 36-month period were obtained. To better understand these relationships, results of diet composition and performance of 100 herds with positive correlations (r > 0.69) and 100 herds with negative correlations (r &lt; -0.44) between MUN and crude protein concentration of the diet were compared. Results showed no differences between the groups for diet composition and for performance.Which suggested that there are other than nutritional factors that can affect MUN. Results from this study did not allow to pinpoint a better context of utilization for MUN as a tool for feeding management. These results raise questions on the validity of this type of dataset for specific nutritional evaluation. Considering the results of the previous study, the last project was to better understand the characteristics of the herds with different nitrogen use efficiency by using more reliable data. Thus, 100 Québec dairy herds were visited to collect data of production, feed intake and management practices. Herds were then divided in four groups by a cluster analysis according to their nitrogen use efficiency. The comparison between these groups showed that herds with greater nitrogen use efficiency had higher average milk yield per cow. Regarding feeding strategies, more efficient herds had more energy but less crude protein in their diets than the herds of the less efficient groups. The result of the analysis also showed the importance of the dry matter intake in the nitrogen use efficiency, because herds in the greater efficiency groups had a lower intake. Although, MUN was different between the group with the high efficiency and the low efficiency, the lack of a perfect concordance between MUN and the nitrogen efficiency and between MUN and dietary crude protein may have been due in part to the small difference in the nitrogen efficiency between the two intermediate groups. Finally, in addition of reducing the risk of nitrogen pollution, herds in the higher efficiency groups had the higher incomes over feed costs. There is therefore also an economic incentive to improve nitrogen use efficiency on farms.

Des études ont montré que la substitution, par le tourteau de canola (TC), d’autres sources protéiques augmente la production laitière des vaches d’en moyenne 1 kg/j. Par contre, les prédictions des protéines métabolisables (PM), en utilisant le modèle du NRC (2001), laissent penser que l'inclusion de TC diminue l’approvisionnement en PM pour les vaches. Une différence majeure entre le tourteau de soya (TS) et le TC est la valeur de la digestibilité intestinale estimée dans le modèle du NRC (2001): la digestibilité du TC est de 75 % contre 93 % pour le TS. Cela pourrait être dû à une sous-estimation de la digestibilité avec la technique de sachets mobiles. Ainsi, notre objectif était d'évaluer la digestibilité des protéines non dégradées dans le rumen par la méthode conventionnelle des sachets mobiles et par l’enrichissement avec le¹⁵N. Quatre vaches munies d’une fistule ruminale et d’une canule duodénale ont été nourries avec : deux sources de tourteau de canola, une commerciale (TCC) et l’autre marquée avec ¹⁵N(TCM), et du tourteau de soya (TS). Les résultats montrent qu’il n’y a aucune différence significative dans la dégradabilité effective de la protéine brute entre le TS, le TCC et le TCM (63,5 %, 62,8 % et 63,1 %, erreur standard moyen (ESM) = 2,47, respectivement). Pour la digestibilité intestinale de la protéine brute, aucunedifférence n’a été observéeentre les deux méthodes citées pour le TCM (76,1 %, et 70,04 %, ESM = 0,2, respectivement). Par contre, les résultats indiquent un effet significatif de la taille des pores des sachets sur la digestibilité intestinale. Comme nos résultats montrent qu’il n’y a pas une sous-estimation de la digestibilité, plusieurs questions se posent sur le profil des acides aminés du TC qui pourrait être responsable de la réponse positive sur la production laitière de substitution d’autres sources protéiques. / Many studies have shown that substituting canola meal (CM) to other protein sources in dairy cows, increases milk production average by 1 kg/d. Contrariwise, the predictions of metabolizable protein, using the model of the NRC (2001), showed that the inclusion of CM decreases the predicted availability of metabolizable protein for cows. A major difference between soybean meal (SBM) and CM is the value of the estimated intestinal digestibility in the model of NRC (2001): the intestinal digestibility of CM is 75% against 93% for SBM. This could be caused by an underestimation of the intestinal digestibility with the mobile bags technique. Then, the goal of this study was to evaluate intestinal digestibility of the undegraded protein by the conventional method of mobile bags and ¹⁵N method. Four cows equipped with ruminal fistula and duodenal cannula were fed with: two sources of canola, commercial canola meal (CCM), and the other canola meal labelled with¹⁵N (LCM), and a commercial soybean meal (SBM). Results showed that there is no significant difference in the effective degradability of CP for SBM, CCM and LCM (63.5%, 62.8% and 63.1%, standard error of the mean (SEM) = 2.47, respectively). For intestinal digestibility of the crude protein CP, there was no difference between the method of mobile bags and ¹⁵N method for the LCM (76.1%, 70.04%, SEM= 0.2, respectively). Contrariwise, the results indicate a significant effect of bag pore size on the intestinal digestibility. As our results show that there is no underestimation of digestibility, several questions arise on the amino acid profile of the CM that may be responsible for the positive response in milk production of substituting CM to other protein sources.