Chapitre 11 - Cours de SVT niveau lycée

Chapitre11:laproductionagricolevégétaleetanimale
L’approvisionnementdel’humanitéennourritureconstitueunenjeuplanétairemajeurpourle21ème
siècle.Depuislesannées1950,lamodernisationdel’agricultureapermisd’accroitrelaproduction
alimentaire,maiscelan’estpassansconséquencesurl’environnementetlasanté.Cesystème
d’augmentationdesrendementssembleatteindreseslimites,deplus,ilnegarantirapasla
durabilitédesressources.
Problèmes:Commentnourrirunepopulationtoujoursplusimportante?
Quellessontlesconséquencessurl’environnementd’uneproductionàhautrendement?
Quellessolutionspouraboutiràuneagriculturedurable?
L’étudedescaractéristiquesdesécosystèmespermetdemieuxévaluerl’impactsurl’environnement
desactivitéshumainescomme,parexemple,lesactivitésagricoles.
1. Comparaisonécosystème–agrosystème.
A. Lesfluxdematièreetd’énergiedansunécosystème
TP1:comparaisonbilandematièredansunécosystèmeetunagrosystème
Conséquenceenvironnementale:maréeverte
Unécosystèmeestl’associationd’unmilieuprésentantdescaractéristiquesphysico‐chimiques
précises:lebiotopeetdesêtresvivantsquilepeuplent:labiocénose.Unécosystèmese
caractériseparunefortebiodiversitéetdesinteractionscomplexesentrelesespècesainsiqu’entre
lesespècesetleurbiotope.
Dansquasimenttouslesécosystèmes,lesêtresvivantsàlabasedechaquechaînealimentairesont
desvégétauxchlorophylliens;lepremierniveautrophiqueestdoncconstituéd’organismes
autotrophes,c’est‐à‐direcapablesdeproduireleurmatièreorganiqueàpartirdematières
exclusivementminéralesenutilisantl’énergielumineusegrâceàlaphotosynthèse.
Onqualifiecesorganismesdephoto‐autotrophes.
Dansunréseautrophique,cesorganismesconstituentlesproducteursprimaires.
Lesplantesvertesenmilieuterrestreetlephytoplanctonenmilieumarinsontlesprincipaux
producteursprimaires.
Lesautresniveauxtrophiquessontoccupéspardesêtresvivantsconsommantdelamatière
organiquepourproduireleurproprematièreorganique(ilstransformentlamatièreorganique
synthétiséeparlesautotrophes):cesontdesorganismeshétérotrophes.
Ilssontreprésentéspar:
–lesanimauxconsommantlamatièreorganiqueproduiteparlesproducteursprimaires:ilssont
phytophages(herbivores)etconstituentlesconsommateursprimaires;
–lesorganismeszoophages(carnivores)quiconstituentlesconsommateurssecondaires(ilpeuty
avoirplusieursniveauxd’animauxzoophages);
–lesorganismesconsommantlamatièreorganiquemorte:lesdécomposeurs.Ilsassurentle
recyclagedelamatièreorganiqueenmatièreminéralecequipermetdefournirauxautotrophes
(végétaux)lesélémentsminérauxdontilsontbesoin.Ilexistedoncuncycledelamatière.
Lamatièreorganiquefabriquéecontientdel’énergiesousformedemoléculesorganiques(glucide,
protide,lipide),orlepassagedelamatièreorganiqued’unniveautrophiqueàunautresefaitavec
despertesconsidérablesd’énergie.Eneffet,unepartiedelamatièreorganiqueingéréen’estpas
assimiléeetunepartieestperdueparrespiration.
Onestimequepourfabriquer1kgdecarnivorede1erniveau,ilfautenviron10kgd’herbivoresqui
eux‐mêmesontnécessité100kgdevégétauxpourseformer.
D’unpointdevuedel’énergie,lesinteractionsentrelesêtresvivantsdel’écosystèmesontdécrites
parunepyramidedeproductivitéquidécroitaufuretàmesurequel’ons’élèvedanslesniveaux
trophiquessupérieurs.
Document:pyramidedesproductivitésd’unécosystème.
Aprojeter:Document:ledevenirdel’énergiedansuneforêt

B. L’agrosystème:undétournementd’unepartiedelaproductionvégétalepour
l’Homme
Document:comparaisonbilanagrosystème/écosystème
Unagrosystèmeestunécosystèmemodifiéparl’hommepoursubveniràsesbesoins.Ilest
artificiellementenéquilibre.
Eneffet,l’installationd’unagrosystèmenécessitel’interventiondel’Hommeaussibiensur:
‐ Lebiotope:modificationdusolparlabourage,apportd’eauparirrigation.
‐ Labiocénose:éliminationdelavégétationnaturellepardéforestationoudésherbage
mécaniqueouchimique,éliminationdelafauneparl’utilisationdeproduits
phytosanitaires:pesticides,herbicidesetfongicides.(intrants)
L’ensembledecespratiquesviseàaugmenterlaproductiondesorganesvégétauxquel’onsouhaite
récolter.
Lesplantessélectionnéesontuneproductivitéremarquable(deplusenplusmodifiées
génétiquement).Celles‐cinécessitentunprélèvementimportantdeminérauxdanslesol.Orceux‐ci,
aprèsêtredevenuedesconstituantsdelaplante,sontexportésendehorsdusystèmepourfournir
desproduits,notammentalimentairesàl’humanité.Larestitutionnaturelledecesélémentsdansle
solestdonctrèsfaiblecequientraînesonappauvrissement.Pourcompensercespertesetpour
éviterunépuisementdusol(entrainantunrisquedediminutiondesrendements),l’hommedoit
maintenirartificiellementlarichessedusolenélémentsnutritifsparl’apportd’engrais(intrants).Ils
peuventêtred’origineorganique(fumiers,lisiers)ouminérale(azote,phosphoreetpotasse)
2. Lesconséquencesdel’utilisationdesintrantssurl’environnementetla
santé.
A. Lesconséquencesdel’apportd’engraissurl’environnementetlasanté.
Lesengraissontleplussouventapportéssanschercheràadapterleurnatureetleurdoseaux
besoinsréelsdelaculture.Ainsi,leplussouvent,ilsnesontpasutilisésentotalitéparlesplantesen
croissance.Lesproduitsphytosanitairesainsiquelesnitratesissusdesengraispeuventalorsêtre
entraînésversleseauxsuperficielles(rivières,lacs…)ouverslesnappesd’eausouterraines.Les
nitratesenexcès,parexemple,entraînelaproliférationdesvégétauxaquatiquequiense
décomposantutiliseledioxygènedel’eaucequiprovoquelamortdesanimaux.C’estlephénomène
d’eutrophisation.
Ajusterlesapportsauxbesoins,nepaslaisserlesolnudurantlapérioded’interculturepermetde
limiterlaperted’élémentsminérauxparlessivageetruissellement.
B. Lesconséquencesdel’utilisationdespesticidessurlasanté
Etudedudocumentbioconcentrationdespesticideslelongd’unechainealimentaire
L’usagedespesticidess’estconsidérablementaccruaucoursdelasecondepartiedu20èmesiècle.La
prisedeconsciencecroissantedesrisquesqu’ilspeuventgénérerpourl’environnement,voirepourla
santédel’Hommeconduitàl’élaborationdenouvellesstratégies.
Exemple:phénomènedebioaccumulationdespesticideslelongdelachainealimentaire.
Lespolluantssetransmettentd’unniveauàl’autredanslesréseauxtrophiques,orcommeilfauten
moyenne10kgdematièred’unniveautrophiquepourproduire1kgduniveausuivant,le1kg
fabriquécontienttouslesrésidusdepesticidesprésentdans10kgdesanourriture.Ilyadonc
augmentationdelaconcentrationenpesticidesprésentsdanslestissusdel’organisme,orces
dernierssontd’unegrandetoxicitéetprovoquentdescancers,desdérèglementshormonaux,
nerveuxetc.
LeplanEcophyto2018quiapourobjectifdediminuerde50%l’usagedespesticidesd’ici2018
impliquederaisonnerl’emploidespesticides:réductiondelafréquencedestraitements,réduction
desdosesappliquées,préventiondesrisquesderésistance(exemplederésistancedesmoustiques
enLanguedocRoussillon).Cettemiseenœuvresupposed’êtreenmesured’évaluerdefaçonprécise
etobjectivelesrisquesencourusparuneculturedonnée.

3. Despratiquesagricolespouruneagriculturedurable
Documentpratiqueagricolepouruneagriculturedurable
Pourl'AFNOR(Associationfrançaisedenormalisation)en2012,unétatestdit«durable»si«les
composantesdel'écosystème(biotopeetbiocénose)etleursfonctionssontpréservéespourles
générationsprésentesetfutures».Ils’agitdoncd’unprincipederesponsabilitévis‐à‐visde
l’humanitédedemain.
Actuellement,l’agricultureintensivenerépondpasauxcritèresdudéveloppementdurable,pourtant
dessolutionsexistentpourassurerunegestiondurabledel’environnementsansrenonceraux
rendements,ainsi,lasuppressiondulabouretl’utilisationd’engraisvertspermettentd’améliorerà
longtermelafertilitédessols.L’agroforestieconsisteàcultiverensembledesarbresetdesplantes
annuellescommelescéréales.Lerendementglobalestsouventsupérieuràceluid’unemonoculture
etl’usaged’intrantschimiqueestlimité
D’autressolutionspermettentderéduirel’impactdesintrantssurl’environnementetlasanté:
‐ Larotationdesculturescontribueàlaluttecontrelesadventices(diminutiondel’utilisation
desherbicides),àlafixationdel’azoteatmosphériqueetàl’améliorationdel’activité
biologiquedusol(diminutiondel’utilisationd’engrais).
‐ Laluttebiologique:utilisationdesprédateursnaturelsdesravageurs.
‐ L’agriculturedeprécision:apportd’azote«àlademande»
‐ Labiodiversiténaturelle:utilisationdeshaiesetbandesenherbéesquiabritentdes
prédateursnaturelsdesravageurstoutenfiltrantlesnitratesetlesproduitsphytosanitaires.
4. Laproductionanimale
LaconsommationmoyennedeviandeparpersonneetparanenFranceestde96,5kg.Atitrede
comparaison,cetteconsommationatteint4kgparpersonneetparanenInde.
Danslespaysd’Europedunord,surles3800kilocaloriesconsommésquotidiennement,1200sont
d’origineanimalealorsqu’enAfriquesubsaharienne,lacontributiondescaloriesanimalesàlaration
alimentaire(2200kilocalories)estde135kilocalories.
Quelssontlesimpactsécologiquesd’unealimentationàbasedeviande?
A. Lesfluxd’énergiedansunagrosystèmeanimale
Document:pyramidedesénergiesalimentationenbléouenbœuf
Lesréseauxtrophiquesmontrentqu’ilexistetoujoursdespertesdebiomasseetd’énergielorsqu’on
passed’unniveautrophiqueàl’autre.Pluslachaineestcourte,moinsilyadepertes.
Enprivilégiantunealimentationvégétale,l’Hommeréduitlespertesdematièreetd’énergieetpeut
doncnourrirdavantaged’humains.
B. L’impactd’unealimentationricheenviandeàl’échelledelaplanète
Livrepage214documents1et3:questionssurdoc3
Laproductiondeviandeparl’élevagenécessitelaproductiondevégétauxpournourrirlesanimaux.
Celaadeuxconséquences:
‐ Lerendementénergétiquedel’élevageestréduit.
‐ L’élevageconsommeunesurfaceagricoletrèssupérieureàcelledelaproductionvégétale.
Laproductiondeviandeparl’élevageintensifadesimpactsenvironnementauxquisesurajoutentà
ceuxdelaproductionvégétale:émissionsdegazàeffetdeserre,déforestation,problèmede
gestiondesdéjections,pollutionsetc.
Bilan:Lecoûténergétiqueetlesconséquencesenvironnementalesdel’agricultureposentle
problèmedespratiquesutilisées.Lechoixdestechniquesculturalesviseàconcilier
productionetgestiondurabledel’environnement.Cettegestionestd’autantplus
importantedanslecasd’uneproductionanimalecarconsommerdelavianden’aspasle
mêmeimpactécologiquequeconsommerdesvégétaux.
Visionnagedufilm:solutionslocalespourdésordreglobal

Aucoursdu20èmesiècle,lapopulationmondialeaétémultipliéepar4.Elledevraitcontinuerà
s’accroitrepouratteindreles9milliardsen2050.Néanmoinscettecroissanceseproduitsurtout
danslespayspauvresets’accompagned’unesous‐nutritionetd’unemalnutrition.
Problème:commentnourrir9milliardsd’humainsen2050toutenpréservantlesressources
naturelles?
5. Nourrirl’humanitédemanièredurable.
A. Leslimitesphysiquesdelaplanète
Ressourceseneauetensol
TP2:GoogleEarth:eau,surfacecultivable,dégradationsoletpratiquesalimentaires
Présentationorale
1. Lessurfacescultivablessontlimitées.
Toutelasuperficieémergéen’estpascultivable.
Eneffetcertainssolssonttrophumidesoutroppauvres,d’autresprésententunepentetropforte
sansoublierlessolssousclimatsecoutropfroidimpropresàlaculture.Celaconstitueunevéritable
limitephysique.Parailleurs,lasurfacecultivablen’estqu’unindicateurcarunhectareneproduitpas
lamêmequantitédematièreenFranceouenAfriquesubsaharienne.
Aujourd’hui,1,5milliardd’hectaressontcultivés.Quellequantitédeterrepeutêtreencoreêtremise
enculture?Laquestionfaitdébatetlesscénariosesquissésvarientaveclesméthodesdecalcul
utilisés.
Sil’Amériquedusudetl’Afriquepossèdentunfortpotentiel,ilestégalementnécessairedeprendre
encomptecertainsparamètres:fragilitéécologiquedesterresconsidéréescommedisponibles,
impactécologiqued’unedéforestationmassive,faiblefertilitédecertainssols…
2. Dessolsdégradés.
Lespratiquesagricolespeuventavoirdesconséquencespréjudiciablessurlaqualitédessols,ainsile
surpâturage,ladéforestationsontàl’origined’uneérosionimportante.Eneffet,unsolnuou
possédantuncouvertvégétalfaibleserafortementérodéparleruissellementdeseauxouparle
vent.Danscecas,ilperddenombreuxélémentsminéraux(humuscf.seconde).
Ilexistecependantdespratiques:semissouscouvertvégétale,agroforestiequisedéveloppent
(particulièrementdanslespaysdusud)etquiconstitueuneréponseefficaceàlagestiondurabledes
ressourcesenpréservantlessolsetenlimitantl’apportd’intrants.
3. Lesressourceseneau.
L’agriculturepluvialen’estpossiblequedanslespaysoulesprécipitationssontsuffisamment
abondantes.
Parailleurs,l’eaudoitégalementêtredisponibleaumomentoùlevégétalenabesoinpoursa
croissance.
L’irrigations’estdéveloppéeaucoursdes40dernièresannéesdanscertainspays(enAsie
particulièrement)cequiapermisd’accroitredemanièreimportantelaproductionvégétaleetde
sécuriserlesrendements.
Danslespaysendéveloppement,lesterresirriguéesreprésentent20%desterrescultivées;ces20%
deterresirriguésassurantcependant60%delaproductiontotaledecéréales.
L’irrigationposecependantuncertainnombredeproblèmes(salinisationdessols,baissedesnappes
phréatiques…)
Danslesprochainesannées,lesbesoinsalimentairesaugmenterontcequiimpliqueradavantagede
surfaceirriguées.
B. L’impactdespratiquesalimentaires
Larépétitiondechoixalimentairesindividuelsàl’échelled’unepopulationpeutavoirdes
conséquencesenvironnementalesglobales,ainsi:
‐ Consommerdesalimentscultivéslocalementlimitelaconsommationd’énergiefossileetla
productiondeCO2liéesautransport
‐ Uneréductiondelaconsommationdeviandepermetdediminuerlasurfacedecultures
végétalesconsacréesàl’alimentationanimaleetd’augmenterainsilaproductionvégétale
destinéeàl’Homme.

Bilan:Après50ansd’unelogiqueintensiveprivilégiantdesobjectifsdeproduction,on
mesureaujourd’huil’impactnégatifsurl’environnementvoiresurlasantéhumaineposépar
l’utilisationmassived’engraisetpesticidesnotamment.
Acetteagricultureintensivedoitsuccéderuneagriculturequipermettedeconcilierles
logiquesenvironnementalesetlesexigencesderendementafindesatisfairelesbesoins
alimentairestoutenétantviabled’unpointdevueéconomique.Undéfitechniquequi
impliqueunemodificationdespratiquesculturalesetunevolontécollectivepouryparvenir.
Lesprévisionsindiquentqu’ilsemblepossibledenourrir9milliardsd’humainsen2050.
Cependant,l’inégalerépartitiongéographiquedelaproductionalimentaireetles
conséquencesdeladégradationdel’environnementresterontdesproblèmesàrésoudre.