Niveau : Seconde Agrosystèmes et développement durable L’augmentation de la population mondiale (près de 8 milliards d’habitants en 2018) pose des défis majeurs, à la fois quantitatifs et qualitatifs, notamment en termes d’alimentation. La compréhension de cet enjeu par les élèves, futurs citoyens, est au coeur de cette thématique : on étudie les caractéristiques des agrosystèmes et identifie les conditions d’une production durable à long terme, notamment grâce à la préservation des sols agricoles et des ressources aquatiques. Ce thème est aussi l’occasion de montrer l’importance de l’acquisition de connaissances et de la mise en oeuvre des démarches scientifiques et technologiques pour optimiser la production agricole en minimisant les nuisances à l’environnement. Structure et fonctionnement des agrosystèmes Caractéristiques des sols et production de biomasse Vers une gestion durable des agrosystèmes

Structure et fonctionnement des agrosystèmes Les agrosystèmes terrestres ou aquatiques sont gérés afin de produire la biomasse nécessaire à l’humanité pour ses différents besoins (alimentaires, textiles, agrocarburants, pharmaceutiques, etc.). Les caractéristiques des systèmes agricoles varient selon le modèle de culture (agriculture vivrière, extensive ou intensive). Dans plusieurs modèles agricoles, l’exportation d’une grande partie de la biomasse produite réclame l’apport d’intrants pour fertiliser les sols. Notions fondamentales : système ; agrosystème ; intrants (dont engrais et produits phytosanitaires) ; exportation ; biomasse ; production ; rendement écologique.

Caractéristiques des sols et production de biomasse En dehors des agents érosifs, la nature et la composition des sols résultent aussi de l’interaction entre les roches et la biosphère, par le biais de plantes, d’animaux et de microbes. La biosphère prélève dans les sols des éléments minéraux participant à la production de biomasse. En consommant localement la biomasse morte, les êtres vivants du sol recyclent cette biomasse en éléments minéraux, assurant la fertilité des sols. Notions fondamentales : notion de biomasse ; réseaux trophiques ; décomposeurs ; cycle de matière.

Vers une gestion durable des agrosystèmes Les agrosystèmes ont une incidence sur la qualité des sols et l’état général de l’environnement proche de façon plus ou moins importante selon les modèles agricoles. L’un des enjeux environnementaux majeurs est la limitation de ces impacts. La recherche agronomique actuelle, qui s’appuie sur l’étude des processus biologiques et écologiques, apporte connaissances, technologies et pratiques pour le développement d'une agriculture durable permettant tout à la fois de couvrir les besoins de l’humanité et de limiter ou de compenser les impacts environnementaux. Objectifs : par la démarche scientifique, les élèves appréhendent une problématique liée à l'impact environnemental d'un agrosystème et envisagent des solutions réalistes et valides. Pr

Agrosystèmes et développement durable Faits : observations dans la nature / données obtenues en laboratoire Raisonnement cohérent et parcimonieux Observations microscopiques : Faune du sol PROCESSUS Évolution des agrosystèmes Impact environnemental Formation du sol Analyse de sols: Observation partie minérale biologique horizons - Facteurs climatiques Action des êtres vivants Gestion et Prévention des risques Intervention de la microfaune du sol Nature de la roche activités humaines aggravant la pollution des sols Évolution ds l’agrosystème Démarche observations : modèle de culture, notion de terroir Choix de ‘exploitant Prélèvement de matière organique Utilisations humaines diverses Évolution des intrants moins polluants Fertilité des sols en diminution Démarche expérimentale : role de microfaune dans recyclage matière organique morte Impact des intrants sur production biomasse Recherche agronomique Assurer une production quantitative Assurer une production agricole ecoresponsable qualitative Démarche modelisation d’un agrosystème: Processus de flux de matière d’énergie d’entrées et de sorties de matières Réévaluer les rendements ecologiques et agricoles Limiter les nuisances des pratiques agricoles choisies Articles vulgarisation : Besoins en biomasse diverses utilisations par l’humanité Faits de pollution des ressources aquatiques Les agrosystèmes doivent optimiser la production de biomasse pour nourrir correctement l’humanité tout en minimisant les nuisances tant sur la fertilité des sols que sur les ressources aquatiques. Parmi les divers modèles de cultures, l’exploitant fait des choix pour un rendement correct en compensant les sorties de biomasse par les intrants qui viennent compenser ce déséquilibre de retour de la matière minérale normalement assuré par les organismes vivants du sol minéralisant la mo morte. La recherche agronomique actuelle intègre tous ces aspects tant quantitatifs que qualitatifs et de gestion durable des ressources de l’agrosystème à long terme. Démarche modélisation numérique : Moyens de gestion optimale minimiser nuisances et optimiser le rendement agricole (production agricole rendement écologique) recherche a gronomique