Première ES 2016-2017
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Première ES 2016-2017

Une agriculture pour nourrir les hommes

I

La recherche de rendement dans les agrosystèmes

Le but d'un agrosystème est de produire pour une utilisation humaine. Cette production doit avoir un rendement maximal, ce qui passe par :

  • Une fertilité maximale des sols
  • Un apport en eau optimal
  • Une défense contre les organismes pouvant faire baisser le rendement
  • Une amélioration des races animales et des variétés végétales

Cette recherche de rendement entraîne différentes atteintes à l'environnement qu'il faut prendre en compte pour une gestion durable de celui-ci et de la santé.

II

Le contrôle de l'homme dans les agrosystèmes

A

La fertilité des sols

Dans un écosystème naturel, les organismes morts sont transformés en matière minérale par les décomposeurs, ce qui permet un renouvellement de la minéralisation du sol. Dans un agrosystème, les produits sont exportés et le sol s'appauvrit en minéraux (azote, potassium, phosphore), entraînant une baisse du rendement, ce qui nécessite une amélioration apportée par les engrais.

Deux types d'engrais peuvent être utilisés :

  • Les engrais organiques comme le fumier (paille et déjections) ou le lisier (sans fibres végétales) dont la décomposition restitue des minéraux au sol.
  • Les engrais minéraux produits par l'industrie chimique qui apportent directement les éléments nécessaires au sol.

Engrais

Un engrais est une substance destinée à apporter aux cultures les minéraux manquants à cause de l'appauvrissement des sols (azote, phosphore, potassium), de façon à obtenir un rendement maximum.

Le fumier est un engrais biologique.

B

La protection des cultures

Plusieurs éléments peuvent diminuer le rendement d'une culture :

  • D'autres espèces végétales que celles cultivées peuvent proliférer sur la culture. Elles occupent alors la place des plants cultivés et consomment une partie des minéraux du sol.
  • Des phytophages (oiseaux, insectes, rongeurs, etc.) peuvent manger les cultures.
  • Les micro-organismes comme les bactéries ou les champignons peuvent infecter les cultures.

Pour lutter contre ces fléaux, il est possible de mettre en œuvre différentes stratégies de protection :

  • La lutte biologique : elle consiste à introduire dans la culture les ennemis naturels de l'organisme cultivé considérés comme nuisibles.
  • La lutte chimique utilise des produits phytosanitaires comme les pesticides pour tuer les nuisibles.

Lutte biologique

La lutte biologique consiste à utiliser les ennemis naturels du nuisible pour limiter sa prolifération dans les cultures.

L'introduction de coccinelles qui mangent les pucerons présents dans certaines cultures est une technique de lutte biologique.

Lutte chimique

La lutte chimique consiste à utiliser des produits phytosanitaires pour éliminer les nuisibles d'une culture.

Produit phytosanitaire

Un produit phytosanitaire est un produit utilisé pour soigner les maladies des plantes cultivées, et pour éliminer les nuisibles des cultures.

C

L'apport en eau

Pour réaliser la photosynthèse, les plantes chlorophylliennes ont besoin d'eau. La photosynthèse étant à la base de la production de matière organique par les plantes, la quantité d'eau doit être optimale pour un rendement maximum.

Les conditions climatiques agissent sur le rendement des cultures, notamment au travers des quantités d'eau apportées par la pluie. Pour pallier un manque d'eau qui diminuerait ce rendement, les agrosystèmes sont souvent pourvus de systèmes d'irrigation. 70% de la consommation mondiale d'eau est ainsi utilisée par les agriculteurs.

La consommation n'est pas la même en fonction du type d'agrosystème :

  • Il faut 4500 litres d'eau pour irriguer 1 kg de culture de riz ou 1000 litres pour produire 1 kg de maïs.
  • Pour 1 kg de viande, il faudra l'eau nécessaire à la production de la nourriture de l'animal, et celle nécessaire à abreuver celui-ci, soit 6 à 20 fois plus d'eau que pour une culture végétale.
III

L'amélioration des races animales et des variétés végétales

A

La sélection massale

Sélection massale

La sélection massale consiste à sélectionner les graines des meilleurs plants comme semence pour l'année suivante.

La sélection massale est une technique utilisée depuis des siècles, elle a mené aux variétés. Elle ne tient cependant aucun compte de la génétique, et est très longue pour aboutir à l'obtention d'une lignée stable.

B

Les croisements

Il existe deux types de croisement :

  • Le croisement intraspécifique : il consiste à croiser deux plants de la même espèce possédant chacun une qualité intéressante pour obtenir un plant fils possédant ces deux qualités.
  • Le croisement interspécifique : aussi appelé hybridation, il consiste à croiser des individus de deux espèces différentes, issus de lignées stables, pour obtenir des plants fils possédant les caractères intéressants des deux espèces.

Croisement intraspécifique

Un croisement intraspécifique est un croisement entre deux individus d'une même espèce possédant chacun un caractère intéressant pour l'obtention d'un plant fils porteur des deux caractéristiques.

Croisement interspécifique ou hybridation

Un croisement interspécifique, ou hybridation, est un croisement entre des plants de deux espèces pour l'obtention de plants possédant les caractères intéressants des deux espèces.

C

La transgénèse

Transgénèse

La transgénèse consiste à introduire dans le génome d'une première espèce le gène intéressant provenant d'une seconde espèce. C'est de cette méthode que sont issus les OGM.

Le gène intéressant peut être un gène permettant à une plante de produire elle-même un insecticide contre un nuisible.

OGM

Un OGM est un organisme génétiquement modifié. Les OGM sont issus de la transgénèse.

D

Le clonage et le bouturage

Clonage

Le clonage consiste à multiplier un organisme en un grand nombre d'exemplaires de même génome, qui possèdent donc exactement les mêmes caractéristiques.

Bouturage

Le bouturage est appliqué à certaines plantes qui ont la capacité de former un nouvel individu à partir d'un simple fragment d'une plante-mère.

IV

Les conséquences des agrosystèmes sur l'environnement

A

La pollution des eaux

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 (les nappes phréatiques). Ils mènent à un phénomène d'eutrophisation :

  • Dans les eaux superficielles : l'accumulation de pesticides ou engrais au fond des lacs ou rivières provoque une prolifération fulgurante d'algues qui perturbent les échanges gazeux.
  • Dans les eaux souterraines, les pesticides et les engrais peuvent polluer les nappes phréatiques et rendre l'eau impropre à la consommation.

Eutrophisation

L'eutrophisation est la disparition du dioxygène dissous dans un milieu aquatique.

B

La transmission des produits chimiques par les animaux

Si les pesticides sont ingérés par des animaux, ceux-ci sont notamment stockés dans les graisses, dont la consommation par l'homme peut être toxique à long terme.

Il peut également y avoir pollution, notamment des eaux, par les déjections animales qui contiennent des bactéries, des virus. C'est une pollution microbiologique.

C

Les conséquences de l'amélioration des variétés et des races animales

Le risque lié aux sélections vient du fait que celles-ci sont effectuées dans le seul but de conserver des caractéristiques intéressantes pour l'utilisation des agrosystèmes par l'être humain. De la sorte, les caractéristiques permettant la survie en milieu sauvage disparaissent : c'est le syndrome de domestication.

Les risques liés aux OGM sont encore peu connus au vu de leur apparition relativement récente sur le marché :

  • Sur l'environnement : le risque est leur dispersion qui pourrait entraîner la disparition des espèces souches sauvages.
  • Sur la santé : le recul est encore trop faible pour mesurer l'impact de la consommation d'OGM sur la santé à long terme.

Syndrome de domestication

Le syndrome de domestication est la perte des caractères des plantes domestiquées permettant la survie en milieu sauvage.

D

Le coût énergétique des différents types d'agricultures

Il existe trois types d'agriculture : l'agriculture biologique, intensive et raisonnée. L'agriculture raisonnée a pour but d'obtenir de bons rendements en dosant au mieux possible les apports chimiques pour éviter les contaminations.

Types d'agrosystèmes

Agriculture biologique

Agriculture raisonnée

Agriculture intensive

Apports d'origine chimique

Non

Doses optimales utilisées

Important

Apports d'origine naturelle

Oui

Possible

Non

Rotation des cultures

Oui

Possible

Non

Elevage

Faible densité d'animaux

Intensif

Intensif

Utilisation des compléments pour nourrir les élevages

Non

Oui

Oui

Amélioration génétique

Non

Oui

Oui

Conservation de la biodiversité

Favorisée

Intermédiaire

Minimale

Energie utilisée en mégajoules

8 162 MJ

11 882 MJ

21 388 MJ

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