Des agrosystèmes pour nourrir la planète A la surface de la Terre

I.
Des agrosystèmes pour nourrir la planète
A la surface de la Terre, les êtres vivants établissent des relations avec leur milieu de vie (biotope), et les
autres espèces qui cohabitent avec elle (biocénose). L'ensemble constitue un écosystème.
Dans un écosystème naturel, la quantité d'énergie disponible est dépendante de la photosynthèse, et les
échanges de matière avec l'extérieur sont quasiment nuls.
Un agrosystème est un système agricole créé par l’Homme afin d’exploiter une part de la matière organique
végétale ou animale qu’il produit à des fins alimentaires, industrielles ou énergétiques (agrocarburants).
Dans un agrosystème, une part importante de la biomasse produite est exportée (récoltes, viande, œufs, lait).
L’agrosystème est donc un écosystème déséquilibré car cette matière exportée n’est plus disponible pour
l’écosystème et le prive donc d’éléments nutritifs indispensables. On retrouve dans ces agrosystèmes les
mêmes relations entre espèces que dans les écosystèmes, mais l'intervention humaine, via l'utilisation
d'intrants (engrais), de l'irrigation, de travail du sol, y est prépondérante.
Dans un écosystème naturel, la biomasse aurait été consommée par d’autres organismes et la matière morte
aurait été décomposée ; il y aurait donc eu un recyclage de la matière.
II.
Production et transfert de matière/d'énergie dans un agrosystème et pratiques alimentaires
L’intérêt d’un agrosystème repose sur la production de matière : la production primaire correspond à la
biomasse végétale élaborée par photosynthèse ; la production secondaire correspond à la biomasse
produite par les consommateurs (animaux d’élevage notamment).
Au sein d’un agrosystème, il existe des réseaux trophiques, comme dans tout écosystème. Au sein de ces
réseaux, il y a une circulation de la matière : les consommateurs prélèvent la matière élaborée par les
producteurs. Lors du passage d’un maillon à un autre, il y a une perte importante de matière. Une faible partie
seulement de la matière ingérée (environ 10 %) par un être vivant se retrouve dans la nouvelle matière
construite et donc disponible pour le maillon suivant. Le reste de la matière consommée a été utilisé par le
consommateur.
La production de matière organique animale ayant une efficacité énergétique inférieure à celle de la matière
d'origine végétale, consommer de la viande n'a pas le même impact écologique que consommer des
végétaux.
III.
Augmenter la productivité et les rendements des agrosystèmes
Pour augmenter la productivité et les rendements, l’Homme peut agir sur différents paramètres : augmenter les
apports (engrais), limiter les pertes de matière (en limitant les consommateurs indésirables et les maladies)
ou sélectionner des espèces pour leurs qualités particulières.
1 - L’utilisation d’engrais permet d’apporter aux cultures un supplément d’éléments minéraux nécessaires à la
photosynthèse, notamment de l’azote, du phosphore, du potassium, et de compenser le manque d’éléments
nutritifs du sol lié aux pratiques de l’agrosystème (exportation de la matière et donc peu de recyclage de la
matière).
Ces apports d’engrais doivent être bien dosés : leur augmentation au-delà d’une certaine quantité (dose
optimale) n’augmente plus la productivité, mais a des conséquences sur l’environnement (accumulation dans
les sols, pollution des eaux de surface et des eaux souterraines).
2 - L’Homme peut agir à plusieurs niveaux pour limiter les pertes de matières dans un agrosystème:
. renforcer la santé des animaux d’élevage et la production de matière animale (viande, lait, œufs...) : utilisation
de compléments nutritifs (vitamines, probiotiques, hormones, antibiotiques);
. limiter les pertes de matières dans les cultures en éliminant tout consommateur indésirable (ravageurs des
cultures) ou tout concurrent pour les ressources nutritives (plantes adventices) : utilisation de produits
phytosanitaires (pesticides, herbicides).
3 - L’Homme sélectionne (création d'hybrides) ou modifie (OGM) les espèces cultivées ou d’élevage pour
augmenter la production et les rendements (espèces très productives, résistantes aux maladies...).
On observe parfois, chez les individus hybrides un effet d’heterosis, appelé « vigueur hybride », qui se traduit
par le fait que cet individu possède, outre la nouvelle combinaison de caractères recherchés, des propriétés
particulières et avantageuses.
4 - La multiplication végétative, au contraire de la reproduction sexuée, est une reproduction conforme et
permet donc d’obtenir des individus ayant exactement les mêmes propriétés que la plante d’origine. Le
bouturage est un mode de multiplication végétative très utilisé pour la production de certains végétaux
alimentaires.
5 - Le clonage consiste à obtenir un ou plusieurs individus à partir d’une cellule d’un individu d’origine. Tous
seront identiques génétiquement.
IV.
Impacts des pratiques agricoles sur l'environnement et la santé
- Les traitements appliqués dans les agrosystèmes peuvent être source de pollution.
Les nitrates, utilisés comme engrais, peuvent être entraînés dans les cours d’eau ou les nappes par le
lessivage des sols. Ils constituent aussi des engrais pour les végétaux vivant dans
les cours d’eau ou la mer. Ceux-ci vont alors se développer de façon importante (exemple: marées vertes). À
leur mort, ces végétaux sont décomposés par des êtres vivants (bactéries...) dont la multiplication va appauvrir
le milieu en dioxygène, entraînant la disparition des êtres vivants : c’est le phénomène d’eutrophisation.
- Les pesticides se dégradent très difficilement dans les milieux naturels. On les retrouve donc dans tous les
niveaux des chaînes alimentaires, avec un phénomène de bioconcentration : plus l’être vivant occupe un rang
élevé dans la chaîne alimentaire, plus la concentration de pesticides dans son organisme est importante. Les
seuils de toxicité peuvent alors être rapidement atteints.
L’utilisation abusive de compléments alimentaires dans les élevages intensifs peut avoir des conséquences
sur la santé humaine (apparition de bactéries résistantes aux antibiotiques, développement de certains
cancers...).
V.
Des solutions alternatives pour une agriculture durable
Les moissons du futur (1h30) - Un film de Marie-Monique Robin 2012
Activité 5 - Des solutions alternatives pour une agriculture durable
Il existe des solutions alternatives aux techniques culturales intensives : sélectionner des espèces et des
variétés productives et résistantes, respecter les doses optimales d’engrais, recourir à des techniques de lutte
biologique contre les ravageurs des cultures, mieux comprendre le fonctionnement des interactions entre
plantes et parasites ("push-pull"…).
- Une agriculture raisonnée respectueuse de l’environnement et de la biodiversité des milieux naturels est
possible. Le choix des pratiques et des techniques culturales et d’élevage doit concilier la demande
grandissante d’aliments pour les êtres humains de la planète et la gestion durable de l’eau, de l’environnement
et de la santé humaine.
- Les OGM, une alternative raisonnable (débat) ?
- Une agriculture de précision pour apporter "la bonne dose au bon endroit et au bon moment".