Thème 2 : Nourrir l’humanité.

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1 Thème 2 : Nourrir l’humanité.
Chapitre 1 : Vers une agriculture durable au niveau de la planète.

2 Actuellement 7 milliards d’habitants sur Terre.
Prévision : 9 milliard de Terriens en 2050. 850 millions de personnes sous-alimentés. Comment nourrir 9 milliards d’êtres humains en conciliant production alimentaire massive et respect de l’environnement pour les générations futures ?

3 I. Une agriculture pour nourrir les hommes
A. Fonctionnement d'un écosystème

4 Ecosystème d’une forêt de feuillus.

5 Réseau trophique noisettes mûres Ecureuil Geai Pigeon Chaîne 3
Buse Chaîne 1 Réseau trophique

6 Producteurs primaires Matière carbonée organique = Production primaire
Eau, CO2, ions minéraux Lumière Producteurs primaires Matière carbonée organique = Production primaire

7 Herbivores = consommateurs I Carnivores = consommateurs II
Producteur I Herbivores = consommateurs I Carnivores = consommateurs II

8 Transfert de matière et d'énergie entre deux niveaux trophiques 

9 Pyramide des productivités
Productivité = biomasse produite par unité de temps et par unité de surface.  Rendement énergétique = productivité nette/matière ingérée X 100 0,1 1 10 100 Pyramide des productivités 

10 Transfert de matière et d'énergie entre deux niveaux trophiques 

11 Matière carbonée organique
Matière minérale Décomposeurs

12 Matière carbonée organique
Matière minérale Matière carbonée organique Matière minérale Cycle de matière et flux d'énergie dans un écosystème naturel 

13 Respiration = énergie sortante
Energie entrante Respiration = énergie sortante Cycle de matière et flux d'énergie dans un écosystème naturel 

14 B. L'agriculture repose sur la création et la gestion d'agrosystèmes

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17 écosystème, construit ou modifié par l'Homme
monospécifique

18 Ressources énergétiques
Agrosystème alimentation Matières premières Ressources énergétiques

19 1. Un agrosystème permet l'exportation d'une récolte

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21 Producteurs primaires
Récolte Exportation Décomposeurs Consommateurs I Matière minérale

22 Produits phytosanitaires
2. Les intrants permettent d'améliorer les rendements agricoles Intrants Semences Produits phytosanitaires Engrais Amendements

23 Produits phytosanitaires
Engrais Éviter l’épuisement des sols Irrigation Produit entrant dans la photosynthèse constituant des cellules Permet de puiser les sels minéraux Produits phytosanitaires = pesticides (herbicides, insecticides, fongicides, …) Permet de protéger les cultures.

24 Flux de matière et d'énergie dans un agrosystème de production végétale

25 C. La production animale : une rentabilité énergétique réduite
Vaches = herbivores Matières végétales riches en fibres Concentrés riches en énergie, en minéraux et en vitamines. →70 kg de végétaux + 80 litres d’eau.

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27 Ration énergétique = 1500 kcal / jour
Sous forme de viande : 3 kg de céréales + L d’eau 500 g de céréales L d’eau Sous forme de céréales :

28 Comparaison de deux pyramides de productivité

29 Flux de matière et d'énergie dans un agrosystème de production animale

30 II. Pratiques alimentaires collectives et perspectives globales
Les pratiques alimentaires et agricoles ont un impact sur l'environnement et la santé 1. Un exemple de pollution liée aux nitrates

31 Engrais Nitrates Déjections animales

32 Rétention des nitrates dans le sol
Ions nitrates (NO3-) très solubles dans l’eau Pas d’augmentation du rendement Rétention des nitrates dans le sol 

33 engrais Déjections animales

34 Marée verte en Bretagne (plage de Saint Michel-en-Grève le 2 août 2011)

35 Toxiques = eutrophisation
Nitrates à l’embouchure des rivières Prolifération des Algues vertes Décomposition par des Bactéries Toxiques Consommation d’O2 Rejets de méthane et de sulfure d’hydrogène = eutrophisation Mort de la faune et de la flore

36 Surfaces couvertes par les ulves en Bretagne (valeurs cumulées lors des trois inventaires de la saison 2011)

37 Qualité physico-chimique des cours d'eau de Bretagne

38 2. Un exemple de pollution liée à un insecticide

39 Le Charançon du Bananier

40 Chlordécone Aucune dégrada-tion chimique ou biologique
Forte rémanence (1 à 7 siècles) Grande affinité avec lipides et MO Très peu soluble dans l’eau

41 Crue dans un cours d'eau de Guadeloupe

42 La bioaccumulation (1 ppm = 1mg/kg ou 1mg/L).

43 Bioaccumulation = accumulation des toxines de plus en plus importante plus on remonte dans les chaînes alimentaires.

44 Marché de poissons de Pointe-à-Pitre (Guadeloupe)

45 Perturbation du système nerveux Perturbation du foie
Chez l’Homme Perturbation du système nerveux Perturbation du foie Perturbation de la fonction hormonale Cancer de la prostate

46 Remplissage d'une citerne de pesticide par un agriculteur

47 3. Le partage de l'eau

48 La planète bleue 

49 Eau douce = 2,5 % du volume d’eau de la Terre
lacs rivières Humidité du sol Nappe souterraine 1 % utilisable (soit 0,01 % du volume total

50 Augmenter les rendements
= irrigation Augmenter les rendements Accroître la durée de la saison agricole Usages de l'eau dans le monde 

51 Doublement des surfaces irriguées
Surfaces irriguées dans le monde (1960–2005) Doublement des surfaces irriguées

52 L’évolution des surfaces irriguées va dans le même sens que le prélèvement d’eau.
Surfaces irriguées et prélèvements d'eau douce ( ) 

53 + 22 à32 % d’ici à 2025 Doublement d’ici à 2050 Besoin de ressources en eau pour la production alimentaire (1960 à source PNUE)

54 Prélèvements d’eau dans le monde (2000 à 2050 - source OCDE)
En diminution parce qu’amélioration des rendements hydriques Prélèvements d’eau dans le monde (2000 à source OCDE)

55 → la production animale consomme plus que la production végétale
Équivalent en eau de quelques produits alimentaires → la production animale consomme plus que la production végétale

56 4. Coût énergétique des pratiques agricoles

57 Rendement énergétique en fonction du type de culture (irriguée ou pluviale)

58 + 50 % Productivité : 9 t/an Rendement : 1,83 Productivité : 6 t/an
Culture irriguée Culture pluviale + 50 % Productivité : 9 t/an Rendement : 1,83 Productivité : 6 t/an Rendement : 2,36 - 23 %

59 Plus de matière organique
Rendement plus faible Moins d’intrants Plus de matière organique

60 Très gourmande en énergie

61 Il faut plus de céréales pour produire du bœuf que de la volaille
Il faut plus d’eau pour produire du bœuf que de la volaille

62 GES 5. Agriculture, alimentation et gaz à effet de serre (GES)
Protoxyde d’azote Méthane Dioxyde de carbone

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64 CO2 CH4 N2O Elevage Déforestation pour les pâturages Chauffage
Carburants CH4 Fermentation liée à la digestion Fermentation des déjections N2O Épandage d’engrais azotés

65 La production de 1 kg de riz produit 120 g de méthane

66 Émission de CO2 selon la nature de la production

67 Transport, conservation par le froid, la déshydratation ou la stérilisation
Bilan carbone des pommes 

68 Répartition du bilan carbone d'une glace aux fruits

69 Bilan carbone de deux assiettes semblables consommées en Aquitaine

70 B. L'amélioration des espèces domestiques permet aussi d'augmenter la productivité
La sélection génétique Apparue de manière empirique il y a ans Croisement de deux individus les plus performants

71 30 cm de long et plus de 500 grains
Épis de Maïs actuel

72 5 cm de long et de 5 à 12 grains Épis de Téosinte

73 Amélioration de la race de vache Prim'Holstein 

74 2. L'hybridation

75 Obtention d'une variété de maïs hybride

76 Obtention d'une variété de porc hybride

77 = valeur hybride ou hétérosis
Hybrides obtenus plus prolifiques, plus résistants … que les lignées parentales = valeur hybride ou hétérosis

78 4. La transgénèse

79 = OGM Croissance plus rapide
Gène favorisant la production d’hormone de croissance Gène codant une protéine antigel Transgénèse chez le saumon de l'Atlantique = OGM Croissance plus rapide

80 www. universcience-vod. fr/media/805/mgm---mais-genetiquement-modifie

81 5. La multiplication par clonage

82 Microbouturage de la pomme de terre 

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