Chapitre 3 - Cours de SVT niveau lycée

Chapitre 3 : Vers une agriculture durable
Au XXI siècle, on prévoit une population de 9 milliards d’êtres humains.
Nourrir la population est donc un défi majeur. Cf. cours de seconde :
problèmes de la disponibilité des sols, de leur érosion, de la gestion des
ressources en eau…
Problèmes : Comment nourrir cette population toujours plus
importante et quelles sont les conséquences sur l’environnement
d’une production à haut rendement ?
Comment aboutir à une agriculture durable ?
1. Comparaison écosystème – agrosystème.
Un écosystème est un ensemble formé par un milieu et les êtres vivants qui l’occupent. Ces derniers
interagissent entre eux et avec leur environnement.
Rappel :
Un producteur primaire fabrique lui-même sa propre matière organique à partir de la matière
minérale qu'il prélève dans le milieu extérieur.
Un producteur secondaire fabrique sa matière organique à partir de la matière organique produite
par les producteurs primaires et de matière minérale prélevée dans le milieu extérieur.
Les relations entre producteur primaire et secondaire forment ainsi des chaînes
alimentaires également appelées chaînes trophiques. Les végétaux, producteurs primaires car
autotrophes, sont à la base de l'alimentation des producteurs secondaires.
A chaque niveau la biomasse est stabilisée grâce aux interactions avec les autres niveaux. Ainsi, une
augmentation de la biomasse des végétaux produite par photosynthèse favorise les herbivores ; la
prédation effectuée par le niveau suivant sur les herbivores est-elle aussi accrue.
A leur mort, les organismes végétaux et animaux sont décomposés grâce à des micro-organismes.
Ainsi, le sol se charge en minéraux essentiels à la croissance des végétaux et le cycle redémarre.
L'écosystème est donc un système totalement équilibré. Toute la matière et l'énergie produites est
recyclée. Il n'y a aucune intervention humaine.
En utilisant le schéma présentant le fonctionnement d’un agrosystème, expliquez les différences
avec un écosystème.
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Bilan : Sur Terre, les êtres vivants établissent des relations avec leur milieu de vie et les autres
espèces qui cohabitent avec elle. L’ensemble constitue un écosystème.
L’agriculture repose sur les agrosystèmes dans lesquels les espèces sont exploitées dans le but de
fournir des produits alimentaires ou des matières premières. On retrouve dans les agrosystèmes les
mêmes relations entre espèces que dans les écosystèmes mais l’intervention humaine est
prépondérante (par l’apport d’engrais notamment)
2. Comparaison du rendement et de la productivité
Pour comparer le rendement d'un écosystème à celui d'un agrosystème, il faut comparer les masses
de produits formés.
• Pour un écosystème prairie, il faut 1700 kg/ha d'herbe pour alimenter 102 kg/ha de vaches.
Le rendement est de 102/1700=0,06 ; soit 6%.
• Pour un agrosystème culture de maïs et vaches laitières, il faut 782 g de maïs pour nourrir 95
g de vache, et ces 95 g vont nourrir 10 g d'homme. Ainsi, le rendement de la production de
lait est de 95/782=0,121 ; soit 12,1%.
De même, celui de production de viande de bœuf est de 10/95=0,105 ; soit 10,5%.
Un agrosystème présente un rendement et une productivité plus élevée que ceux d'un écosystème.
Ainsi, la productivité d'un champ de maïs, par exemple, est beaucoup plus importante que celle
d'une forêt de pins.
3. Pratiques collectives et conséquences globales.
Activité 7 empreinte écologique
Actuellement évaluée à 2,5 ha par habitant en moyenne, l'empreinte écologique totale de l'Homme
est comparée à la superficie biologiquement productive de la Terre (25%), soit 1,8 ha pour une
population de 6,5 milliards d'habitants.
Ainsi, depuis 1976, nous consommons plus que ce que la Terre peut produire et le niveau de
développement actuel n'est pas durable.
En outre, la disparité de l'empreinte écologique entre régions du monde est très grande : 9,6 ha pour
l'Amérique du Nord, 5,3 pour la France, 1,3 pour l'Afrique.
Si tous les êtres humains consommaient autant qu'un européen, il faudrait l'équivalent de 3
planètes Terre pour subvenir à leurs besoins.
L'essentiel de la production alimentaire provient d'agrosystèmes.
• Dans les pays développés, la consommation de matière animale est bien supérieure à la
consommation de matière végétale. Un problème se pose : la grande quantité de matière
végétale et d'eau utilisée pour produire peu de matière animale. Ainsi, la biomasse et
l'énergie s'épuisent à cause d'une consommation trop peu végétale et trop animale.
• Au contraire, dans les pays surpeuplés, c'est surtout la consommation végétale qui est
importante car la production de végétaux se fait à bien moindre coût que la production
animale.
Ainsi, pour le futur, une rééquilibration des régimes alimentaires serait souhaitable. Cela
permettrait de perdre moins d'énergie et de gagner du terrain, car la production végétale nécessite
moins de surface.
Bilan : La production de matière organique d’origine animale ayant une efficacité énergétique
inférieure à celle de la matière d’origine végétale, consommer de la viande n’a pas le même impact
environnemental que consommer des végétaux.
Ainsi le développement des agrosystèmes a des impacts sur l’environnement : déforestation pour
augmenter les surfaces cultivées (que ce soit pour la consommation humaine ou pour des cultures
destinées au bétail), augmentation de la consommation en eau, émission des gaz à effet de serre…
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Etant donné les prélèvements et les nécessités de rendement d'un agrosystème, l'Homme doit d'une
part compenser les exportations de matières (Récoltes) et d'autre part, augmenter les
rendements (produire toujours plus) du même agrosystème.
4. Le contrôle de l’Homme dans les agrosystèmes
A. L’apport des minéraux
Indiquer l’intérêt de l’apport de minéraux dans les sols.
RRQ : Deux types d'engrais peuvent être utilisés :
• Les engrais organiques comme le fumier (paille et déjections) ou le lisier (pas de fibres végétales) dont
la décomposition restitue les minéraux.
• Les engrais minéraux produits par l'industrie chimique qui apportent directement les éléments
nécessaires au sol.
B. L’apport d’eau
70 % de la consommation mondiale d'eau est
utilisée pour l'agriculture.
Le document ci-contre montre que l'irrigation des
cultures permet d'avoir un meilleur rendement
par rapport à une culture dépendante uniquement
des précipitations.
Néanmoins, l’irrigation doit s’effectuer à des
moments précis du cycle de vie de la plante.
En fonction des régions ou des conditions
météorologiques, l'irrigation est plus ou moins
systématique.
Ainsi, il faut 4500 litres d'eau pour irriguer 1 kg de
culture de riz ou 1000 litres pour produire 1 kg de
maïs.
La production animale nécessite six à vingt fois plus d'eau que la production végétale.
Par exemple, 9 000 litres sont utilisés pour produire 1 kg de bœuf et 200 litres pour produire un verre
de lait.
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C. La protection des cultures.
Identifier les éléments pouvant empêcher une bonne productivité et justifier alors l’utilisation des produits phytosanitaires
On distingue plusieurs catégories de pesticides en fonction de leur cible : les insecticides sont
destinés à éliminer les Insectes, les fongicides pour les champignons et les herbicides pour les
plantes adventices.
Cette technique est la lutte chimique.
Néanmoins, il existe d’autres stratégies de protection comme la lutte biologique qui utilise les
ennemis naturels des envahisseurs (ex les coccinelles contre les pucerons)
5. L’amélioration des races animales et des variétés végétales
Activité 8 diaporamas à compléter
A. Sélection génétique et croisement
Principe
Intérêts
Inconvénients
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B. Modification du programme génétique : les OGM
Principe
Intérêts
Inconvénients
C. Bouturage et clonage
Principe
Avantages
Inconvénients
Bilan : Dans un agrosystème, l’Homme intervient pour obtenir des rendements de
production élevés grâce :
- Aux pratiques culturales mises en œuvre : les apports d’engrais (source d’ions
minéraux) compensent les exportations de biomasse liées aux récoltes et
maintiennent la fertilité des sols ; le recours à l’irrigation garantit une croissance
optimale de la plante ; l’utilisation de produits phytosanitaires (pesticides, herbicides
etc.) vise à limiter les pertes de récolte liés à la présence d’autres êtres vivants dans
l’agrosystème (plantes adventices, ravageurs etc.)
- A l’amélioration des races animales élevées et des lignées ou variétés végétales
cultivées, afin de les rendre plus productives (sélection génétique, création d’OGM,
clonage)
Film solutions locales pour désordre globale
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6. Les conséquences d’une production alimentaire intense sur
l’environnement et la santé
A. Les conséquences de l’utilisation d’engrais et de pesticides
Activité 9 : débat sur les marées vertes en Bretagne
Trois groupes de discussion : Scientifique – Ecologiste - Eleveur
Les engrais et les pesticides se dégradent très lentement. De plus, ils sont solubles et peuvent donc
facilement être entraînés par les eaux de pluie dans les eaux superficielles (par ruissellement) ou
dans les eaux souterraines.
L'eutrophisation est la disparition du dioxygène dissous dans un milieu aquatique. Cela peut
conduire à la disparition des espèces aquatiques.
Dans les eaux superficielles, le phénomène d'eutrophisation apparaît : l'accumulation de pesticides
ou engrais au fond des lacs ou rivières provoque une prolifération fulgurante des algues et l'échange
de dioxygène avec l'eau ne peut plus avoir lieu.
Dans les eaux souterraines, les pesticides et les engrais peuvent polluer les nappes phréatiques et
rendre l'eau impropre à la consommation.
Livre page 92 document 2
Quelles sont les conséquences possibles sur la santé d’un excès de nitrates ?
B. Les conséquences de l’utilisation des pesticides sur la santé
Expliquer le phénomène de bioconcentration et ses risques
Bilan : L’exploitation des agrosystèmes, orientée vers la recherche de productivité pour
nourrir une population croissante, a un impact sur l’environnement (épuisement des sols,
pollution de l’eau par les pesticides et les engrais etc.) ainsi que sur la santé
(bioconcentration des pesticides le long de la chaîne alimentaire)
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7. Des pratiques agricoles pour une agriculture durable
A partir de l’étude des documents, Expliquer les impacts sur le sol de l’agriculture conventionnelle
et donner trois solutions pour améliorer la qualité des sols
Bilan : 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 et la
gestion durable de l’eau, de l’environnement et de la santé humaine.
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