Anim. Res. 52 (2003) 145-160
DOI: 10.1051/animres:2003012

Sward structural resistance and biting effort in grazing ruminants

Wendy M. Griffiths and Iain J. Gordon

Macaulay Institute, Craigiebuckler, Aberdeen AB15 8QH, Scotland, UK
(Received 5 September 2002; accepted 25 February 2003)

Abstract
Grazing ruminants face complex decisions in searching for and harvesting adequate forage to meet their requirements in the face of heterogeneity in the abundance, nutritive value and distribution of resources. Some of the major decisions which affect the bite mass and therefore, forage intake adjustments in bite depth, bite area and exerted bite force, are made in relation to heterogeneity in sward structure. A number of relationships have been established linking the adjustment of bite mechanics in response to variations in sward height and bulk density on temperate forages for animals of a range of body sizes. However, there is less consistency in the response of the bite mechanics to the greater variations in structural resistance that arise from the vertical and horizontal arrangements of the plant morphological organs of leaf, pseudostem and stem. Furthermore, only limited progress has been made in quantifying the biting forces involved in grazing, the linkages between the plant morphological organs and their effect on bite force and, the interaction with body mass. In this paper, we discuss the different hypotheses that have been proposed to explain the regulation of bite depth and provide evidence for their acceptance or rejection. We comment on the knowledge gap in understanding biting force mechanisms across animal species of contrasting body mass, and stress the need for differentiation between the concepts of biting force and biting effort.

Résumé
Résistance de structure du couvert végétal et effort de prélèvement des bouchées chez les ruminants au pâturage. Face à l'hétérogénéité de la ressource en abondance, en valeur nutritive et en répartition, les ruminants au pâturage doivent prendre des décisions complexes pour rechercher et récolter les fourrages nécessaires à leurs besoins. Certaines de ces décisions affectent la masse de la bouchée et donc, l'ajustement de l'ingestion en terme de profondeur et de surface de la bouchée, ainsi que de force de prélèvement. Ces décisions sont prises en relation avec l'hétérogénéité de la structure du couvert végétal. Nombre de relations ont été mises en évidence liant l'adaptation de la mécanique de la bouchée aux variations de la hauteur et de la densité du couvert végétal de fourrages tempérés pour des animaux de différentes tailles corporelles. En revanche, les grandes variations de résistance des végétaux, qui résultent des arrangements verticaux et horizontaux des organes morphologiques de la plante (feuille, gaine et tige), ont des effets variables sur la mécanique de la bouchée. De plus, seuls des progrès limités ont été accomplis pour quantifier les forces de prélèvement des bouchées impliquées au pâturage, les liens entre les organes morphologiques de la plante et leurs effets sur les forces de prélèvement, ainsi que l'interaction avec le format des animaux. Dans cet article, nous discutons les différentes hypothèses qui ont été proposées pour expliquer la régulation de la profondeur des bouchées, et nous proposons des éléments pour leur acceptation ou leur rejet. Nous exposons les lacunes qui subsistent pour comprendre les mécanismes des forces de prélèvement à travers différentes espèces animales de formats distincts et nous soulignons le besoin de différencier deux concepts : la force de prélèvement et l'effort de prélèvement.

Key words: bite / effort / force / ruminants / structure

Mots clés : bouchée / effort / force / ruminants / structure

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