CHAPITRE 1 : VERS UNE AGRICULTURE DURABLE AU NIVEAU DE LA PLANÈTE. THÈME 2 : NOURRIR...
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C H A P I T R E 1 : V E R S U N E A G R I C U LT U R E D U R A B L E AU N I V E AU D E L A P L A N È T E .
THÈME 2 : NOURRIR L’HUMANITÉ.
• 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 ?
I. UNE AGRICULTURE POUR NOURRIR LES HOMMES
A. Fonctionnement d'un écosystème
Ecosystème d’une forêt de feuillus.
noisettes
Ecureuil
mûres
Geai
Buse
Pigeon
Chaîne 1
Chaîne 2Chaîne 3
Réseau trophique
Producteurs primaires
Lumière
Eau, CO2,
ions
minéraux
Matière carbonée organique
= Production primaire
Producteur IHerbivores = consommate
urs I
Carnivores = consommate
urs II
Transfert de matière et d'énergie entre deux niveaux trophiques
Pyramide des productivités
Productivité = biomasse produite par unité de temps et par unité de surface.
100
10
1
Rendement énergétique = productivité nette/matière ingérée X 1000,1
Transfert de matière et d'énergie entre deux niveaux trophiques
Matière carbonée organique
Décomposeurs Matière minérale
Cycle de matière et flux d'énergie dans un écosystème naturel
Matière carbonée organique
Matière minérale
Matière minérale
Energie entrant
e Respiration = énergie sortante
Cycle de matière et flux d'énergie dans un écosystème naturel
B. L'agriculture repose sur la création et la gestion d'agrosystèmes
écosystème, construit ou modifié par l'Homme
monospécifique
Agrosystème
alimentation
Matières premières
Ressources énergétiques
1. Un agrosystème permet l'exportation d'une récolte
Producteurs primaires
Consommateurs I
Décomposeurs
Matière minérale
Récolte Exporta
tion
2. Les intrants permettent d'améliorer les rendements agricoles
Intrants
Semences
Produits phytosanitaires
Engrais
Amendements
•Éviter l’épuisement des solsEngrais
•Produit entrant dans la photosynthèse• constituant des cellules•Permet de puiser les sels minéraux
Irrigation
• = pesticides (herbicides, insecticides, fongicides, …)•Permet de protéger les cultures.
Produits phytosanit
aires
Flux de matière et d'énergie dans un agrosystème de production végétale
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.
Ration énergétique = 1500 kcal / jour
Sous forme de viande : 3 kg
de céréales + 40 000 L d’eau
Sous forme de céréales :
500 g de céréales + 6 500 L d’eau
Comparaison de deux pyramides de productivité
Flux de matière et d'énergie dans un agrosystème de production animale
II. PRATIQUES ALIMENTAIRES COLLECTIVES ET PERSPECTIVES GLOBALES
A. Les pratiques alimentaires et agricoles ont un impact sur l'environnement et la santé
1. Un exemple de pollution liée aux nitrates
Nitrates
Engrais
Déjections animales
Rétention des nitrates dans le sol
Ions nitrates (NO3-) très
solubles dans l’eau
Pas d’augmentation du rendement
engrais Déjection
s animales
Marée verte en Bretagne (plage de Saint Michel-en-Grève le 2 août 2011)
Nitrates à l’embouchure des
rivières
Prolifération des Algues vertes
Décomposition par des Bactéries
Rejets de méthane et de sulfure d’hydrogène
Toxiques
Consommation d’O2
Mort de la faune et de la flore
= eutrophisati
on
Surfaces couvertes par les ulves en Bretagne (valeurs cumulées lors des trois inventaires de la saison 2011)
Qualité physico-chimique des cours d'eau de Bretagne
2. Un exemple de pollution liée à un insecticide
Le Charançon du Bananier
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
Crue dans un cours d'eau de Guadeloupe
La bioaccumulation (1 ppm = 1mg/kg ou 1mg/L).
Bioaccumulation = accumulation des toxines de plus en plus importante plus on remonte dans les chaînes alimentaires.
Marché de poissons de Pointe-à-Pitre (Guadeloupe)
Perturbation du système nerveux
Perturbation du foie
Perturbation de la fonction hormonale
Cancer de la prostate
Chez l’Homme
Remplissage d'une citerne de pesticide par un agriculteur
3. Le partage de l'eau
Eau douce = 2,5 % du volume d’eau de la Terre
lacs rivièresHumidité
du solNappe
souterraine
1 % utilisable (soit 0,01 % du volume total
Usages de l'eau dans le monde
= irrigation
Augmenter les rendements Accroître la durée de la saison agricole
Surfaces irriguées dans le monde (1960–2005)
Doublement des surfaces irriguées
Surfaces irriguées et prélèvements d'eau douce (1970 2000)
L’évolution des surfaces irriguées va dans le même sens que le
prélèvement d’eau.
Besoin de ressources en eau pour la production alimentaire (1960 à 2050 - source PNUE)
+ 22 à32 % d’ici à 2025
Doublement d’ici à 2050
Prélèvements d’eau dans le monde (2000 à 2050 - source OCDE)
En diminution parce qu’amélioration des rendements hydriques
Équivalent en eau de quelques produits alimentaires
→ la production animale consomme plus que la production végétale
4. Coût énergétique des pratiques agricoles
Rendement énergétique en fonction du type de culture (irriguée ou pluviale)
Culture irriguée
• Productivité : 9 t/an
• Rendement : 1,83
Culture pluviale
• Productivité : 6 t/an
• Rendement : 2,36
+ 50 %
- 23 %
Rendement plus faible
Moins d’intrantsPlus de matière
organique
Très gourmande en énergie
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
5. Agriculture, alimentation et gaz à effet de serre (GES)
GES
Protoxyde d’azote
Méthane
Dioxyde de carbone
Elevage
CO2
• Déforestation pour les pâturages• Chauffage • Carburants
CH4
• Fermentation liée à la digestion• Fermentation des déjections
N2
O
• Épandage d’engrais azotés
La production de 1 kg de riz produit 120 g de méthane
Émission de CO2 selon la nature de la production
Bilan carbone des pommes
Transport, conservation par le froid, la déshydratation ou la
stérilisation
Répartition du bilan carbone d'une glace aux fruits
Bilan carbone de deux assiettes semblables consommées en Aquitaine
B. L'AMÉLIORATION DES ESPÈCES DOMESTIQUES PERMET AUSSI D'AUGMENTER
LA PRODUCTIVITÉ
1. La sélection génétique
Apparue de manière empirique il y a 10 000 ansCroisement de deux individus les plus performants
Épis de Maïs actuel
30 cm de long et plus de 500 grains
Épis de Téosinte
5 cm de long et de 5 à 12 grains
Amélioration de la race de vache Prim'Holstein
2. L'hybridation
Obtention d'une variété de maïs hybride
Obtention d'une variété de porc hybride
Hybrides obtenus plus prolifiques, plus résistants … que les lignées parentales
= valeur hybride ou hétérosis
4. La transgénèse
Transgénèse chez le saumon de l'Atlantique
Gène favorisant la production
d’hormone de croissance
Gène codant une protéine antigel
Croissance plus rapide
= OGM
www.universcience-vod.fr/media/805/mgm---mais-genetiquement-modifie.html?page=3&cat_id=167
5. La multiplication par clonage
Microbouturage de la pomme de terre