THEME 2 INTRODUCTION Une population de 9 milliards d’humains est prévue au XXIème siècle. Nourrir la population mondiale est un défi majeur qui ne peut être relevé sans prendre en compte des considérations politiques, socio-économiques et environnementales. Le but de cette partie est d’essayer de trouver des éléments de réponses concernant certaines interrogations liées à l’accroissement de la population mondiale, et donc à l’accroissement de la production agricole et de son rendement pour pouvoir nourrir toute l’humanité. I- Agrosystèmes et productions alimentaires TD comparaison écosystème - agrosystème Un écosystème est constitué de deux éléments : la biocénose et le biotope. La biocénose est l'ensemble des êtres vivants qui sont situés dans l'écosystème. Le biotope est l'environnement dans lequel se situe la biocénose. Un écosystème est essentiellement défini par un réseau trophique ou réseau alimentaire. Une forêt aussi bien qu'une bouse de vache, constituent des écosystèmes. 1) De l’écosystème à l’agrosystème : des caractéristiques différentes. 3/ 2.2.10 8 x 100 / 2.7.10 8 = environ 81%. 4/ la biodiversité est très faible dans agrosystème par rapport à l’écosystème. Dans l’écosystème forêt, la biodiversité est importante, plusieurs espèces de végétaux et d’animaux vont se côtoyer. Dans l’agrosystème champ de maïs, une seule espèce va dominer, le maïs, l’Homme va favoriser le développement d’une seule espèce dans le but de produire et en dépit de la biodiversité. 5/ L’Homme n’intervient pas dans l’écosystème forêt, mais il prélève de la matière et apporte de la matière dans l’agrosystème. 6/ un agrosystème est un écosystème déséquilibré car l’Homme va favoriser le développement d’une seule espèce, en dépit de la biodiversité, dans le but de produire et de dégager une récolte importante. L’espèce favorisée peut-être animale (poulet) ou végétale (maïs). 7/ un agrosystème est un écosystème aménagé et géré par l’homme. La biodiversité y est faible, une espèce domine. Le but de l’homme est de produire un maximum de matière végétale ou animale à des fins alimentaires L’agriculture repose sur la constitution d’agrosystèmes gérés dans le but de fournir des produits (dont les aliments) nécessaires à l’humanité. Un agrosystème est un écosystème crée et géré par l’Homme en fonction de ses besoins. 2) Les transferts énergétiques d’un écosystème et d’un agrosystème Un écosystème est organisé en réseaux trophiques constitués de chaines alimentaires comprenant de nombreux maillons. Les végétaux chlorophylliens sont les producteurs primaires a la base de toutes chaines alimentaires Il y a donc des pertes importantes de matière et d’énergie à chaque fois que l’on passe d’un niveau trophique à un autre. Toute l’énergie produite par l’écosystème est réutilisée par ce même écosystème. On a un équilibre entre énergie produite et énergie consommée. Le rendement est très faible. Le cas de l’agrosystème industriel. Le rendement énergétique est égal au rapport de la quantité d'énergie sortante sur la quantité d'énergie entrante. TD 2 L’utilisation de machines agricoles, de pesticides, d’engrais, de l’irrigation modifie cet écosystème: -la biodiversité est appauvrie au profit d’une monoculture -Les rendement sont très élevés permettant de nourrir une grande quantité de personnes. Dans un agrosystème l'exportation de la récolte constitue un flux sortant de matière qui doit être compensé par un flux entrant représenté notamment par les engrais. Les autres intrants agricoles participent aussi à l'augmentation de la production primaire et donc à l'amélioration des rendements (= de la productivité). Bilan Ces modifications ont un cout financier mais également un impact important sur l’environnement et la santé humaine. 2) Les impacts écologiques de nos choix alimentaires Situation théorique d'adolescents dont la masse augmente de 5 kg en un an en se nourrissant soit uniquement d'aliments à base de blé (pain, semoule, pâtes...), soit uniquement de veau. Remarquer que cette situation artificielle ne respecte aucun équilibre alimentaire. Image (modifiée) : SVT 1eS, Belin 2011 p. 170 La demande de produits animaux augmente considérablement la pression exercée sur les ressources naturelles: le sol, l’eau, le pétrole servant à produire des végétaux dont l’énergie est dissipée à 90% par la respiration des animaux. Cette situation pousse l’agriculteur à produire toujours plus. Bordas 2011, ES/L 3) Pratiques agricoles, santé et environnement. TD 3 Un apport excessif de nitrates et de phosphates entraine la pollution des eaux superficielles et des nappes phréatiques; cet apport excessif provoque alors la prolifération des végétaux aquatiques. La décomposition de ces végétaux consomme le dioxygène de l’eau et dégrade l’écosystème: c’est l’eutrophisation. Les pesticides ne sont pas ou peu biodégradables; ils s’accumulent dans l’eau, les sols, l’atmosphère. Souvent cancérigènes, il se transmettent au sein des réseaux trophiques= la bioaccumulation , ce qui accroit fortement leur toxicité. Le mécanisme d’eutrophisation 4) Améliorer les espèces pour augmenter le rendement TD 4 La sélection génétique a débuté avec les débuts de l'agriculture: des espèces sauvages ont été choisies par les premiers agriculteurs parmi celles qui correspondaient le mieux à leurs besoins (valeur alimentaire, facilité de culture ou d'élevage...). En croisant entre eux les individus les plus performants pour les critères recherchés ils ont obtenu les variétés (plantes) et les races (animaux) domestiques que nous connaissons aujourd'hui et qui sont différentes de leurs ancêtres sauvages. La science au service de l’agriculture La reproduction sexuée (biparentale) est aléatoire. Elle ne permet pas de conserver à coup sûr, d'une génération à l'autre, les caractères obtenus chez une plante ou un animal. Le clonage permet d'obtenir un ou plusieurs descendants génétiquement identiques à un parent unique. Cette technique est utilisée pour les végétaux (bouturage et marcottage) depuis l'antiquité. Elle a été améliorée à la fin du XXe siècle avec le microbouturage et le clonage animal. OGM, pour ou contre? Le saumon d'AquaBounty (1) est un saumon de l'Atlantique auquel on a ajouté deux gènes (organisme génétiquement modifié ou OGM). L'un, issu du saumon Chinook, favorise la production de l'hormone de croissance. L'autre, issu d'une autre espèce de poisson, code une protéine jouant le rôle "d'antigel" qui permet à l'animal de se développer dans une eau très froide. Ce frankenfish atteint une taille optimale en 16-18 mois, contre 30 pour une individu banal (2 est du même âge que 1). Les OGM ne participeront à un développement durable que si leur utilisation s’inscrit dans un commerce équitable des semences et des produits agricoles et si ces cultures respectent l’environnement Bordas 2011 Conclusion • Le choix des pratiques culturales doit permettre de concilier la nécessaire production agricole, la gestion durable de l’environnement et la santé des consommateurs. Cela passe par une gestion raisonnée des surfaces agricoles, de l'eau et des intrants.