RumiNation

00:02:10

À quel moment votre intérêt pour ce sujet a-t-il commencé ?

Dre Hélène Lapierre

C’est quand même une longue histoire qui a commencé quand j'ai fait mon baccalauréat à l'Université Laval en sciences animales. Ensuite, j'ai trouvé un emploi qui touchait indirectement la recherche, puis ça m'a vraiment donné la piqûre et j'ai poursuivi avec une maîtrise à l'Université Laval, en nutrition aussi. Plus tard, j'ai eu une opportunité de retourner à la recherche, l'attraction était trop forte. J'avais trop aimé ça. C'est quand même un travail qui est fascinant et qui n’est vraiment pas ennuyeux. J'ai fait aussi un doctorat à l'Université de Sherbrooke en physiologie animale, puis j'ai poursuivi avec un postdoctorat au USDA de Beltsville au Maryland avec les docteurs Tyrrell et Reynolds. C'est là que j'ai commencé à apprendre de nouvelles techniques, pas seulement pour alimenter la vache et regarder la production de lait, mais pour trouver des façons de suivre le métabolisme, le destin des nutriments. Donc, si je donne une protéine ou un acide aminé à la vache, qu'est-ce qui arrive entre l'ingestion puis la glande mammaire ? On a développé des outils, pour suivre le destin des différents nutriments : acides aminés, glucose. Pour être capable de comprendre ce qui se passe parce que c'est vraiment la meilleure façon d'avancer quand on réussit à comprendre mécaniquement ce qui se passe. […]

10:50

Est-ce que les modèles qu'on utilise aujourd'hui proposent des choses en lien avec les besoins en acide aminé d'une vache ?

Dre Hélène Lapierre

Il y a une toute nouvelle équation pour prédire la protéine du lait que l’on s’attend à avoir avec une ration. Et puis, ce qui est vraiment nouveau dans le présent NASEM, c'est que bon, on est d'accord que quand on développe des modèles, il faut les développer à partir de données qu'on a puis évidemment c'est les données d'articles qui sont publiés, donc c'est des choses qui sont déjà arrivées. Mais quand on développe un modèle, on veut le développer pour les vaches qu'on va nourrir aujourd'hui et les vaches qu'on va nourrir demain donc, dans le nouveau NASEM, il y a l'inclusion d'un facteur qui est la moyenne mobile du troupeau, qui représente la quantité moyenne de protéines par vache fabriquée en sur une base de 305 jours. Donc ça permet d'ajuster les facteurs de prédiction en fonction de la moyenne à laquelle on s'attend.

00:13:48

Et au sujet de l’histidine, est-ce qu’il y a des périodes de stress ou de lactation où l’histidine devient plus importante qu'à la normale ?

Dre Hélène Lapierre

C'est vraiment une situation particulière. Quand on a commencé à travailler là-dessus, il y a 15 ou 20 ans déjà, le dogme était par rapport à des travaux qui avaient été faits en Scandinavie que la lysine était un acide aminé limitant, avec des rations qui étaient à base de graminées, puis c'est resté longtemps comme ça. Mais après ça, on a fait des travaux avec des collègues aux États-Unis et on a démontré que ce n'est pas le fait que la ration soit à la base de graminées, c'est plutôt que dans les rations qui étaient utilisées à base de graminées en Europe, quand les travaux avaient été faits, c'était des rations qui étaient très faibles en protéines. On sait que maintenant les consommateurs exigent de plus en plus que les producteurs, les nutritionnistes, que le secteur laitier en général fasse un effort pour diminuer l'impact du secteur laitier sur l'environnement. Puis une façon vraiment directe et facile de faire ça est de diminuer la quantité totale de protéines qu'on donne à la vache. […]

Si on diminue la quantité de protéines qu'on veut valoriser, la proportion de protéines microbiennes va monter à 60, 65 et même 70 %. On a toujours appris dans nos cours que c'était une protéine qui avait un très bon profil en acides aminés, mais si on regarde de plus près là on voit que le pourcentage d’histidine dans la protéine microbienne est assez faible comparativement aux ingrédients alimentaires. Donc, si on augmente la proportion de protéines microbiennes, on diminue l'histidine plus rapidement qu'on diminue les autres de ces aminés et à ce moment-là on peut se retrouver à un point ou l’histidine devient un acide aminé limitant. 

00:19:19

Et finalement, quelques points clés que tu donnerais aux nutritionnistes ou aux fermiers qui se questionnent sur les besoins en azote, en protéines et en acides aminés pour les vaches :

Dre Hélène Lapierre

Je pense que le premier point c'est que tranquillement on s'en va pour équilibrer les rations sur une base d'acides aminés plutôt que sur une base de protéines métabolisable surtout pas de la protéine brute. Ça fonctionne chez les volailles, ça fonctionne chez les porcs, il n’y a pas de raison que ça ne fonctionne pas chez les ruminants, surtout qu'on a développé quand même au cours des 2 dernières décennies, beaucoup de sous modèles du rumen pour bien prédire quel est l’apport. On a travaillé fort pour prédire quels étaient les besoins et on est de plus en plus capables de jumeler les 2. Je pense que dans cette direction-là qu'il faut aller. Pour répondre aux besoins des consommateurs, on vise à diminuer le pourcentage de protéines brutes des rations, ce qui est excellent pour le producteur parce que ça diminuerait les coûts de production, ça diminue en même temps la pollution azotée. Mais si on fait ça, il faut faire attention à certains acides aminés, surtout l’histidine, qui est vraiment à vérifier ?

Sections et résumé

01:43:00 – Pourquoi avoir concentré vos recherches sur les besoins des vaches laitières en vitamines B et comment vos hypothèses ont évolué?

Dr Girard a commencé à s'intéresser aux vitamines lorsqu’elle a dû choisir un sujet pour son doctorat. Nouvellement enceinte et devant prendre des suppléments d'acide folique, elle a décidé de faire une revue de littérature sur les besoins en acide folique chez les mammifères. Elle s’est rapidement aperçue qu'il y avait très peu d’études sur les besoins des ruminants.

Après son doctorat et lorsqu’elle a commencé à travailler à Agriculture Canada, elle s’est d’abord penchée sur les besoins en acide folique des veaux, puisqu’il était plus facile de convaincre les intervenants des besoins pour les pré-ruminants dont la fonction ruminale est en train de s’établir. Les bactéries qui sont alors présentes dans le rumen ne produisent pas beaucoup de vitamines. Rapidement, elle a fait la transition vers la vache qui est en gestation et en lactation pendant une grande partie de sa vie, et donc qui devait avoir des besoins très importants en vitamines.

Son hypothèse était que l'animal est bien lorsque les apports sont égaux aux besoins, et que donner des suppléments pour ramener l’équilibre lorsque les apports sont plus faibles que les besoins devrait donner des effets positifs sur la production et le métabolisme.

Dr Girard explique qu’elle et son équipe ont découvert que la période critique est surtout celle qui entoure la transition et le début de la lactation, puisque pendant cette période l’animal est en bilan énergétique et de nutriments majeurs négatif. Ils ont aussi découvert qu’on ne pouvait pas dissocier l’acide folique de la vitamine B12, puisque ces derniers travaillent ensemble. Dr Girard explique en détail comment ils ont procédé pour arriver à ces découvertes, et pourquoi celles-ci ont eu lieu.

10:43:00 – Vous travaillez actuellement au développement d’un modèle pour cibler le besoin exact en vitamines B. Que suggérez-vous : commencer à utiliser les vitamines B aujourd’hui ou attendre le modèle?

Actuellement, il est impossible de prédire la quantité de vitamines disponible pour l'animal et les recherches sont encore à l’étape de l’essai-erreur. C’est la raison pour laquelle il faut absolument finir de développer des modèles précis. Mais pour l’instant, on constate des effets positifs.

14:14:00 – Quels sont les effets majeurs observés lors de la production de vitamines B chez les ruminants?

L’effet est différent selon les vitamines, mais on constate actuellement que la vitamine B12 a un effet positif sur la fibre NDF. L'acide folique présente également un effet positif. Dans les deux cas, on observe que plus la vache mange, plus il y a de fermentation et plus la masse microbienne se développe.

Les plus grands effets positifs sont observés pendant la période de bilan énergétique et nutritionnel négatif, alors qu’on améliore l’efficacité et donc qu'on réduit le gaspillage de nutriments. Tous les nutriments sont alors vraiment utilisés pour le métabolisme de la vache et sa production.

16:52:00 – Avez-vous également exploré les effets de la vitamine B12 et de l’acide folique dans le secteur de la reproduction?

En collaboration avec des professeurs de l'Université Laval, Dr Girard a effectivement vu des effets positifs sur la reproduction. L’intervalle entre le vêlage et la première saillie a diminué, et des études concernant le développement de follicules ovariens ont démontré que les suppléments de vitamines accélèrent la vitesse de développement.  

18:49:00 – En terminant, quel serait le message clé pour les vétérinaires, nutritionnistes et producteurs laitiers?

Dr Girard explique qu’il vaut la peine d’explorer l’utilisation des suppléments dans les troupeaux où on constate que le bilan énergétique est très bas en début de lactation. Lorsque les modèles seront développés, nous saurons exactement comment procéder.

Timestamps & Summary

01:33:00 – Why did you start researching B vitamins, a nutrient that was supposedly useless for the cow? And how did your original hypothesis change over the years?

Dr. Girard started to think about B vitamins when she had to prepare a seminar and a review of literature during her PhD. Pregnant at the time and having to take folic acid supplement herself, she decided to conduct her review on folic acid supplement in mammals. She was surprised that there was really nothing about ruminants, especially in dairy cows.

When she started to work at Agriculture and Agri Food Canada, she first explored dairy calves because it was more acceptable to look at their requirements. They indeed were pre-ruminants just starting to have a functional rumen. But her main interest was dairy cows, since they are pregnant and lactating for much of their life.

Her hypothesis was that if the supply of B vitamins is lower than the needs of the animal, giving a supplement will improve the performance, and the metabolic indicators.

Dr. Girard also explains that her and her team discovered that the period with the largest effect was during the transition and early lactation periods. There is no clear mark as to when exactly, but the largest effect was during the first 100 days of lactation. Also, they discovered that folic acid and B12 vitamins are working together and can’t be separated. Dr. Girard explains why.

9:27:00 – What sorts of effects have you seen at the cow level?

Dr. Girard explains that they saw an increase in milk production and milk component yield. Also, the cows were doing so while consuming the same amount of food, and while losing less body weight. Their metabolism was more efficient.

11:58:00 – You’ve been working on models to predict the exact B vitamin need of the cow. Are we missing out by waiting for models?

The response to the vitamin supplement is currently different among farms and experiments. So right now, we can’t predict the amount available for the dairy cow, and it would be a lot more efficient if we could. That is why Dr. Girard says we need an equation to predict when the supply is likely to be lower than the demand, and in this case, how you can either change the diet composition or use vitamin supplements at the right time.

14:37:00 – What would be the take-home message when it comes to B12 vitamins and folic acid?

Dr. Girard says that for dairy producers, it would be interesting to look at the effect of B vitamin supplement, especially during the transition and early lactation periods. For the researchers, it would be interesting to keep studying B vitamins. We need a lot more research on the topic!

Timestamps & Summary

01:10:00 – Your shared with me a paper you wrote in 2016 that talked about the nutrition 2.0. Can you explain a little bit more of what you mean by it?

We're referring to a new generation of understanding nutrients and how we should feed them. With the discovery in the Human Genome project that there are hundreds of sensors in the genome that are apparently designed to sense nutrients and change cell function depending on the concentration of nutrients, we now have a whole different way that nutrients can affect the body. The new factors just open up a whole different way of thinking about using nutrients to change animal biology.

03:04:00 – Can you expand a bit more on some specific examples of nutrients that might impact cellular function?

Every single class of nutrients, minerals, vitamins, proteins, carbohydrates have this potential effect. One that we could dig into a little bit is beta hydroxybutyrate. It’s a metabolite that we're really interested in, and it’s what gets elevated during ketosis. Dr. Bradford explains how it impacts the cows, and the studies in progress about it.

05:22:00 – How could dairy producers utilize those concepts or how should they be thinking about it?

Dr. Bradford explains that the shifts in weather patterns are explored, along with how we could adapt the minerals fed accordingly. There may also be nutritional strategies that could be applied to target fresh cows and high-risk cows instead of the whole herd.

Folic acid is a neat example of a nutrient that has great effects, as studies on mice showed that males that are folic acid deficient will actually confer potentially birth defects on offspring.  

What experts are working on now will change how we do things over the next number of years.

9:19:00 – How should nutritionists and dairy producers approach thinking about nutrition 2.0?

In a competitive commodity business like dairy, people are looking at every penny, and they have to. Focusing on transition cows is a good way to apply nutrition 2.0 principles, as we know from a lot of research that it can prevent major train wrecks for a 2-week window. The carryover benefits are massive.

We did a study where we fed a phytochemical intended to be an antioxidant and anti-inflammatory for just the first 60 days of lactation. The carryover effects lasted through 300 days of milk. If you do the math, it’s profitable. You actually reduce disease incidents, potentially improve reproductive success, and have carryover milk benefits.

Timestamps & Summary

01:54:00 – Could you explain the path you took to become who you are today?

Dr. Hutjens grew up on a 70-cow grade Holstein farm in the 1950s. He went to a Community College for a year, and then down to Madison to get his degree, where he got a chance to work in a mastitis lab and in the dairy science department. When he met Dr. Jim Crowley and Dr. Dave Dixon, he fell in love with the job and that got him to pursue in that area. He then had a chance to go to the University of Minnesota for 8 years as an extension dairy specialist. When a position opened up at the University of Illinois in 1979, he moved there.

03:52:00 – Could you expand on what you feel are some of the key profitability drivers on a dairy farm today?

The first 5 key profitability drivers that come to Dr. Hutjens’ mind are:

A successful transition management and feeding program.

Feed efficiency (how effective your cows convert dry matter to milk production).

Never giving up milk. In other words, in the US, feed costs are up 20-25% (about $0.12 per pound of dry matter). The good cows are going to give 2 pounds of milk, and that's going to be anywhere around 38 to 42 cents depending on components. And anytime we can trade a powder dry matter $0.12 for an income of over $0.40, that's a trade.

Focusing on milk components. Milk protein is now really valuable, and it’s probably going to stay that way in the world because people want animal protein.

Heifer enterprise. A heifer enterprise can be very expensive, and as a result, we have to have the right number of cows, the technologies, etc. So, we look at profitability.

05:51:00 – Could you expand a bit more on what we should be doing today in our dairy operations to ensure and enhance transition cow health?

One of the key factors is going to be unique diets. We’re now looking at 1200 grams of metabolizable protein in the close-up diet when reforming claustrum, and the calf is really taking lots of amino acids away from the cow.

Another factor is a fresh cow philosophy, which allows to monitor the cows so that the first 10 or 12 days after calving, we make sure that they are off to a good start before we move them into a higher production group or category. And this can happen on smaller or bigger farms, it’s just a matter of getting the right nutrients in and adjustments to those animals.

7:24:00 – Could you take a few minutes and expand on your knowledge about the role that B vitamins play in the metabolism and the biology of dairy cows?

The whole B vitamin is kind of a challenging area.

For example, biotin is a B vitamin that really can improve milk production and improve genetics, energetics, and the whole health.

While choline is not considered to be a true B vitamin, it’s also very important and certainly the rumen-protected choline products have performed extremely well.

Niacin is another B vitamin that comes into play, along with folic acid in terms of energetics and defining sparing in cows.

And there's the B12 vitamin that has some effects on the metabolism or propionic acid, which becomes a key resource for blood glucose in the early lactation.

10:18:00 – What is the list of feed ingredients that people should be really considering to meet your objectives of profitability on dairy farms?

Dr. Hutjens explains how the rumen-protected choline is going to be a home run as it's working very effectively at increasing profitability and maintaining good liver function. Biotin has also given impressive results on milk production.

12:36:00 – What should producers and nutritionists focus on when they're trying to drive profitability on their dairy farm?

A very large study, a meta-analysis, looked at the rumen-protected vitamins on a commercial basis. They found out that on average they were getting about 2 ½ pounds or a litre pound more milk. The probability of having the same effect on your farm is 99,99%.

Besides the improvement in milk production, they also could track out animal health and performance, which also gave significant results. The last thing they looked at was getting cows pregnant in the first 100 days, and they saw about a 10% improvement in pregnancy rates. They also saw that it was also cost-effective.

Timestamps & Summary

01:20:00 – In a previous episode, you expanded on your approach on farm synchronization to improve efficiency. Could you expand specifically on how the feed centre and mixing feed impact the overall farm synchronization?

There is currently a great lost of efficiency when it comes to feed centres. To prevent that, David Greene developed what he calls a "feed-zone model concept" that you apply when you design or redesign a feed centre. It looks at all the traffic movements around the feed centre so you don’t have a lot of interference, and you can make it more efficient for the feeding operation group to get the cows fed.

03:22:00 – Could you expand a bit about the experience you had with clients you helped remodel?

Time is money, and David Greene’s 5-step model for the feed zone has been proven profitable for his clients. It includes having your ingredients closest to the feed centre, and keeping activities such as off-farm deliveries out the feed zone.

05:05:00 – When you get into a large-scale dairy farm, there are feed deliveries happening all the time and considerations about biosecurity and safety need to be taken. How does it also impact organizing the feed centre?

As we mentioned in the episode Increase milk production with farm synchronization, a perfect timing is to feed the cows around 2h ahead of the parlour. If you can make, mix and deliver the feeds from the feed centre to the cow in a timely manner, then it allows you to focus on the cow and to do what’s best for her. That’s the number one goal: focusing on the cow so she’s as productive as she can be.

6:12:00 – Are they big investments needed?

Some of the largest dairy farms David Greene has done needed about a million dollars for their feed centre, but they were able to have a return on their investment in about 15 to 16 months.

6:58:00 – What would be the take-home messages for a dairy producer looking at their dairy farm saying, "Hey, I wonder if I’m losing out efficiency in my feed area, what should I be looking at"?

The biggest thing is: You need to know where you’re at before you start managing it. You need to understand what it costs your farm to make, mix, and deliver feed. David’s consulting team assesses the farms and break down the opportunities into 14 different areas that it can help with.

While you reorganize for efficiency and profit, you also need to take safety into consideration as the feed zone is usually a fast-pace area.

Often times, by reorganizing the feed area, David’s team can reduce the cost of making, mixing, and delivering feed by half. Also, the employees are more content, and therefore there is less labour turnover.