Thème 2: « Nourrir l'humanité » Ch1: Agriculture durable? Pratiques agricoles et gestion de l’environnement 2e thème pour 5 semaines ( 1

Population La Terre compte actuellement environ 7 milliards d'êtres humains, soit près du double qu'il y a 40 ans. La population mondiale devrait continuer d'augmenter dans les 40 prochaines années pour atteindre 9,3 milliards d'individus en 2050 (8,1 à 10,6 milliards selon la projection) puis tendre à se stabiliser avec 10,1 milliards en 2100 (6,2 à 15,8 selon la projection). Document d’appel : 9 milliards d’Hommes en 2050 / augmentation de l’humanité donc augmentation des besoins. Problème : Comment concilier production agricole, protection de l’environnement et de la santé ? 2

Agrosystème I- comparaison agrosystème / écosystème Un agrosystème est un système agricole créé par l’homme afin d’exploiter une part de la matière organique produite. Préacquis de 2nde : biomasse/productivité primaire/ utilisation de la photosynthèse par l’Homme/ besoins en eau et en sol pour l’agriculture / agrosystème écosystème I. Ecosystème, agrosystème : un fonctionnement différent Partir de photos d’un écosystème et d’un agrosystème pour mettre en évidence les différences entre les deux : Notion de rendement Hatier ES/L p 93 Pyramide des biomasses Belin S p 162 Impact consommation viande et production végétale Belin S p 170 BO : comparer part intervention Homme dans fonctionnement écosystème et agrosystème ; montrer que conso viande ou pdt végétal n’a pas même impact écologique I- comparaison agrosystème / écosystème 3

Ecosystème Un écosystème naturel Dans un écosystème naturel comme une prairie naturelle, les espèces sont bien plus nombreuses. Les relations sont plus complexes. La production est plus faible. Un écosystème naturel 4

Réseau alimentaire ou trophique Dans un écosystème naturel, les êtres vivants dépendent les uns des autres sur le plan alimentaire. Ainsi, s'organisent des chaînes alimentaires dont la superposition constitue un réseau trophique (voir cours de seconde). Le premier maillon d'une chaîne alimentaire est toujours un végétal vert qui utilise l'énergie lumineuse et des molécules minérales (CO2, H2O, ions) pour produire de la matière organique grâce notamment à la photosynthèse 5

Transfert d’énergie La production primaire est utilisée comme nourriture par les consommateurs de premier ordre (herbivores) servant eux mêmes de nourriture aux consommateurs de deuxième ordre (carnivores), etc. D'un niveau trophique au suivant, 90% en moyenne de la biomasse est perdue : - soit parcequ'elle est non consommée (NC) ; - soit parcequ'elle est consommée mais non assimilé e (NA) ; - soit par respiration (R) pour assurer les dépenses énergétiques des organismes. 6

Pyramide alimentaire La productivité du niveau n+1 ne représente en moyenne que 10% de la productivité du niveau n (selon les cas elle varie entre 1 et 20%). Rendement énergétique (ou efficacité énergétique) = productivité nette/matière ingérée X 100 7

Cycle de la matière et flux d’énergie Dans un écosystème naturel on observe : - un cycle de la matière, celle-ci passe alternativement de la forme organique à la forme minérale, elle est en permanence recyclée ; - un flux d'énergie, avec une énergie entrante (la lumière solaire) et une énergie sortante (dépenses des organismes et chaleur). 8

Exportations de récoltes Dans un agrosystème une partie importante de la production primaire constitue la récolte qui est exportée. La matière organique correspondante ne pourra donc pas être recyclée par les décomposeurs. Sans intervention particulière il y a une perte nette d'ions minéraux à chaque récolte. 9

Intrants On appelle intrants agricoles tous les produits apportés aux cultures : les engrais, les produits phytosanitaires, les amendements (éléments améliorants les propriétés physiques et chimiques du sol, tels que le sable, la tourbe, la chaux...), les semences (et plants) etc. Par extension on peut y rajouter tout ce que l'exploitation agricole doit acheter : le carburant, les aliments pour animaux non produits dans la ferme, l'eau, le matériel agricole, les frais vétérinaires, etc. Pour éviter l'épuisement des sols en ions minéraux on procède à des apports compensateurs d’engrais (1). L'irrigation (2) permet de doubler voire de tripler la production primaire. L'eau est indispensable à la plante pour trois raisons : (a) c'est un produit entrant de la photosynthèse, (b) c'est un constituant cellulaire, (c) le flux d'eau qui traverse la plante permet à celle-ci de puiser les ions minéraux du sol en solution. Les produits phytosanitaires (3) protègent les cultures (herbicides, insecticides, fongicides...). 10

Agrosystèmes= systèmes ouverts 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 intants agricoles participent aussi à l'augmentation de la production primaire et donc à l'amélioration des rendements (= de la productivité). L’agrosystème est un système déséquilibré car une grande part de la biomasse produite est exportée. Il faut compenser ces pertes par des apports qui ne sont pas tous renouvellables… 11

Les écosystèmes sont des ensembles formés par des êtres vivants, leur milieu de vie et les relations entre ces éléments. L’agriculture repose sur des agrosystèmes orientés vers la production de produits utiles à l’homme (denrées alimentaires en premier). Les écosystèmes fonctionnent par le recyclage de la matière juste entretenu par les apports d’énergie solaire utilisés dans la photosynthèse. Les agrosystèmes dépendent de plus d’apports d’intrants (engrais, pesticides) et leur production de matière organique est exportée.

II- Productivité, rendement… Compare la productivité et le rendement dans un élevage et une culture. La productivité est la production de matière rapportée à une unité de surface et de temps. Le rendement est exprimé souvent comme la quantité d’énergie produite par unité de surface. On peut aussi l’estimer par le rapport entre l’énergie apportée et celle produite par l’agrosystème. 13

Consommation de viande et impact sur l’environnement Quelles sont les conséquences sur l’environnement spécifiques de la consommation de viande ? 5 à 30 fois plus de surface de sol nécessaire 14

Besoin en eau 3 à 10 fois plus d’eau nécessaire pour la viande par rapport aux végétaux 15

Emission CO2 liée à viande La consommation de viande nécessite donc beaucoup plus de ressources écologiques que celle de végétaux… En plus il y a des productions de méthane plus importantes ce qui a un impact sur l’effet de serre 16

La production de matière organique d’origine animale ayant une efficacité énergétique inférieure à celle de la production de matière d’origine végétale, consommer de la viande a plus d’impact écologique que consommer des végétaux…

Avenir? Quels choix pour nourrir, mais de façon durable? Pour concilier production, santé et gestion durable de l’environnement. - préservation d’écosystèmes comme stocks de biodiversité à ne pas oublier! Une piste: le gain de productivité avec une nourriture moins carnée? Le progrès scientifique apportera t il des solutions? Nouvelles pratiques: Agrosystèmes moins polluants, avec moins d’intrants, mais moins productifs? Conclusion sous forme de questions! L’augmentation de la population mondiale conduit au développement des agrosystèmes au dépend des écosystèmes naturels. Mais ceux-ci sont à conserver dans une certaine proportion pour la biodiversité. Il faut arriver à concilier cette protection avec la nourriture de la population mondiale. (et aussi avec la préservation des terres arables dont 0,5% disparaissent chaque année sous la pression urbaine) Dans les agrosystèmes comme dans les écosystèmes au passage d’un maillon à l’autre, il y a perte d’énergie. Cela justifie le choix d’une alimentation moins carnée. C’est une des pistes pour concilier la préservation de l’environnement avec la bonne alimentation de la population. Il faut aussi penser au confort et à la santé des populations… Dans quelles mesure les sciences apportent d’elles des solutions Les problèmes liés à l’usage excessif d’engrais et la préservation des ressources en eau seront nos prochaines préoccupations. 18