Structure et fonctionnement des agrosystèmesCours

Pour satisfaire ses différents besoins, l'être humain produit de la biomasse dans des agrosystèmes. Un agrosystème bénéficie d'apports naturels auxquels sont ajoutés différents intrants tels que les engrais (qui compensent la perte d'éléments minéraux liés au prélèvement de la biomasse) et des produits phytosanitaires (qui luttent contre les bioagresseurs). Les intrants permettent d'optimiser la production agricole. Il existe différents modèles agricoles.

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L'importance et le fonctionnement des agrosystèmes

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L'importance des agrosystèmes pour l'humanité

Les agrosystèmes, qu'ils soient terrestres ou aquatiques, sont des écosystèmes gérés par l'être humain dans le but de produire de la biomasse. La biomasse produite par les agrosystèmes est nécessaire aux besoins de l'humanité : aliments, produits pharmaceutiques, textiles et agrocarburants.

Système

Un système désigne l'ensemble des éléments physico-chimiques et biologiques en interaction que l'on trouve dans un milieu.

Agrosystème 

Un agrosystème est un système de production agricole géré par l'être humain pour produire un maximum de biomasse végétale ou animale.

L'augmentation de la population mondiale (2,5 milliards d'individus en 1950 contre 7,8 milliards en 2020) nécessite de produire de grandes quantités d'aliments. L'agriculture joue un rôle majeur dans cette production.

Les agrosystèmes sont des systèmes de production agricoles gérés par l'être humain pour produire un maximum de biomasse végétale ou animale.

  • Un champ de maïs est un agrosystème terrestre permettant de produire de la biomasse végétale.
  • Un élevage de vaches est un agrosystème terrestre qui permet de produire de la biomasse animale.
  • Une ferme aquacole est un agrosystème aquatique permettant la production de biomasse animale.

Biomasse

La biomasse représente la matière organique que produisent les êtres vivants (végétaux ou animaux d'un écosystème).

La biomasse produite dans un agrosystème peut fournir :

  • des aliments que consomme l'être humain directement ou indirectement (cas des végétaux cultivés qui servent à nourrir les animaux d'élevage) ;
  • des huiles essentielles (culture de menthe ou sarriette) et d'autres traitements pharmaceutiques ;
  • des textiles (cultures de coton) ;
  • des biocarburants (culture de certains végétaux tels que le colza).
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Le fonctionnement des agrosystèmes

Au contraire d'un écosystème naturel, dans lequel la matière est recyclée, dans un agrosystème, le prélèvement de la biomasse (matière organique) perturbe le cycle de la matière. Cette perturbation doit être compensée par l'apport d'intrants tels que les engrais. Pour augmenter la productivité, des produits phytosanitaires sont également introduits. On peut définir le rendement écologique d'un agrosystème.

Dans un écosystème, les êtres vivants établissent entre eux des relations, notamment des relations alimentaires. Les êtres vivants échangent donc de la matière. En effet, lorsqu'un animal mange un autre être vivant, la matière organique qu'il consomme lui permet de produire sa propre matière organique. Après sa mort, la matière organique de cet être vivant est transformée en matière minérale par des organismes décomposeurs. Cette matière minérale est prélevée par les végétaux qui produisent leur propre matière organique. Il existe donc un recyclage de la matière dans un écosystème : on dit que c'est un système équilibré.

Dans un agrosystème, la biomasse produite est destinée à être exportée, et très peu de matière organique revient au sol : le cycle de la matière n'est donc pas naturellement équilibré. L'apport d'intrants permet de rééquilibrer le système. Un agrosystème repose donc sur la gestion du sol.

Intrant

Un intrant désigne un produit apporté par l'être humain pour améliorer le rendement agricole. Il s'agit par exemple des engrais et des produits phytosanitaires.

Engrais

Un engrais est un intrant apporté dans un agrosystème permettant de compenser le déficit en matière minérale et favorisant la croissance des plantes.

Les engrais, les produits phytosanitaires, l'eau (irrigation ou alimentation des animaux) sont des intrants.

Produit phytosanitaire

Un produit phytosanitaire (ou pesticide) est un intrant apporté dans un agrosystème qui permet de lutter contre les bioagresseurs des cultures. Il s'agit par exemple des insecticides et des herbicides.

fonctionnement agrosystèmes

Les intrants favorisent le rendement agricole en agissant de différentes façons :

  • Les engrais permettent d'apporter de la matière minérale dans l'agrosystème : ils favorisent donc la croissance des plantes. 
  • Les produits phytosanitaires, encore appelés pesticides, permettent de lutter contre les bioagresseurs (insectes ou végétaux nuisibles pour les cultures) des cultures, responsables d'une baisse de rendement.
  • Les insecticides sont des produits phytosanitaires destinés à éliminer les insectes ravageurs.
  • Les herbicides sont des produits phytosanitaires destinés à éliminer les végétaux nuisibles couramment appelés « mauvaises herbes ».

Rendement écologique

Le rendement écologique est le rapport entre l'énergie utilisée pour la production nette de biomasse sur celle consommée par l'animal. Une partie de l'énergie contenue dans la nourriture est perdue chez l'animal qui la consomme (par exemple dans les excréments).

rendement écologique
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La diversité des agrosystèmes

Il existe différents agrosystèmes : ils varient selon le type de production, le modèle de production et l'utilisation de la production.

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Les différents modèles d'agrosystèmes

Les caractéristiques des agrosystèmes varient selon le type de production (culture, élevage), selon l'utilisation de la production (vivrière ou commercialisée) et selon le modèle de production (intensif, extensif). L'organisation d'un agrosystème dépend des choix de l'exploitant, mais également des contraintes du milieu.

Il existe différents types d'agrosystèmes : terrestres ou aquatiques, de culture ou d'élevage. Tous ont en commun la production de biomasse.

Dans le cas d'une production vivrière, la production est principalement destinée à la consommation de l'agriculteur et sa famille. Ce n'est pas la productivité maximale qui est recherchée (pas de commercialisation importante de la récolte), mais la production de ce qui permet de nourrir localement les personnes vivant sur les terres et les cultivant.

L'agriculture vivrière représente 80 % de la production agricole des pays en voie de développement, et 20 % de la production mondiale.

Dans le cas d'une production commercialisée, la production est vendue à l'industrie agroalimentaire. L'agriculteur peut alors chercher à maximiser le rendement agricole. 

Le modèle extensif est un mode de production qui ne vise pas la rentabilité maximale. Ce type d'agriculture convient aux régions où les conditions, les sols, les précipitations ou températures sont assez peu favorables à la production végétale. L'exploitation vise à utiliser au mieux les ressources disponibles localement. Il y a peu d'intrants ajoutés, le sol n'étant pas exploité jusqu'à l'appauvrissement. Une production importante est assurée au prix d'une importante surface cultivée. La mécanisation y est assez limitée.

Le modèle intensif est un mode de production qui vise la productivité maximale. Une grande partie de la récolte exportée est utilisée par l'industrie agroalimentaire. La mécanisation est importante, tant pour le travail du sol (labourage profond) que le travail de la récolte (moissonneuses, ensileuses, etc.). Des intrants (engrais azotés, phosphore, potassium) sont apportés afin d'éviter l'épuisement des sols, très fortement sollicités.

 

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Les facteurs déterminant l'organisation d'un agrosystème

L'organisation d'un agrosystème dépend des choix de l'exploitant, mais également des contraintes du milieu.

Les agriculteurs sont soumis à des contraintes locales, comme la pente du terrain, qui influencent l'organisation des agrosystèmes.

L'irrigation d'un champ par la technique du goutte à goutte ne peut pas se faire si le terrain est trop pentu. Dans ce cas, l'agriculteur aura plutôt recours à une irrigation par aspersion.

Les choix des agriculteurs et leur savoir-faire ont permis la formation de terroirs sur des zones géographiques précises générant des produits qualités reconnues.

Terroir

Un terroir est le résultat d'un ensemble de facteurs naturels précis, des choix et des savoir-faire d'exploitants. Il est caractéristique d'une zone géographique précise.

Le comté est un produit de « terroir ». Sa production se fait sur un territoire délimité de l'Est de la France, à partir du lait de vaches de race locale, selon un cahier des charges précis.