chapitre 1 : vers une agriculture durable au niveau de la planÈte. thÈme 2 : nourrir l’humanitÉ
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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.
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• 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 ?
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I. UNE AGRICULTURE POUR NOURRIR LES HOMMES
A. Fonctionnement d'un écosystème
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Ecosystème d’une forêt de feuillus.
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noisettes
Ecureuil
mûres
Geai
Buse
Pigeon
Chaîne 1
Chaîne 2Chaîne 3
Réseau trophique
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Producteurs primaires
Lumière
Eau, CO2,
ions
minéraux
Matière carbonée organique
= Production primaire
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Producteur IHerbivores = consommate
urs I
Carnivores = consommate
urs II
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Transfert de matière et d'énergie entre deux niveaux trophiques
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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
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Transfert de matière et d'énergie entre deux niveaux trophiques
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Matière carbonée organique
Décomposeurs Matière minérale
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Cycle de matière et flux d'énergie dans un écosystème naturel
Matière carbonée organique
Matière minérale
Matière minérale
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Energie entrant
e Respiration = énergie sortante
Cycle de matière et flux d'énergie dans un écosystème naturel
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B. L'agriculture repose sur la création et la gestion d'agrosystèmes
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écosystème, construit ou modifié par l'Homme
monospécifique
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Agrosystème
alimentation
Matières premières
Ressources énergétiques
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1. Un agrosystème permet l'exportation d'une récolte
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Producteurs primaires
Consommateurs I
Décomposeurs
Matière minérale
Récolte Exporta
tion
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2. Les intrants permettent d'améliorer les rendements agricoles
Intrants
Semences
Produits phytosanitaires
Engrais
Amendements
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•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
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Flux de matière et d'énergie dans un agrosystème de production végétale
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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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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
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Comparaison de deux pyramides de productivité
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Flux de matière et d'énergie dans un agrosystème de production animale
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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
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Nitrates
Engrais
Déjections animales
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Rétention des nitrates dans le sol
Ions nitrates (NO3-) très
solubles dans l’eau
Pas d’augmentation du rendement
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engrais Déjection
s animales
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Marée verte en Bretagne (plage de Saint Michel-en-Grève le 2 août 2011)
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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
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Surfaces couvertes par les ulves en Bretagne (valeurs cumulées lors des trois inventaires de la saison 2011)
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Qualité physico-chimique des cours d'eau de Bretagne
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2. Un exemple de pollution liée à un insecticide
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Le Charançon du Bananier
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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
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Crue dans un cours d'eau de Guadeloupe
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La bioaccumulation (1 ppm = 1mg/kg ou 1mg/L).
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Bioaccumulation = accumulation des toxines de plus en plus importante plus on remonte dans les chaînes alimentaires.
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Marché de poissons de Pointe-à-Pitre (Guadeloupe)
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Perturbation du système nerveux
Perturbation du foie
Perturbation de la fonction hormonale
Cancer de la prostate
Chez l’Homme
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Remplissage d'une citerne de pesticide par un agriculteur
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3. Le partage de l'eau
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Eau douce = 2,5 % du volume d’eau de la Terre
lacs rivièresHumidité
du solNappe
souterraine
1 % utilisable (soit 0,01 % du volume total
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Usages de l'eau dans le monde
= irrigation
Augmenter les rendements Accroître la durée de la saison agricole
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Surfaces irriguées dans le monde (1960–2005)
Doublement des surfaces irriguées
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Surfaces irriguées et prélèvements d'eau douce (1970 2000)
L’évolution des surfaces irriguées va dans le même sens que le
prélèvement d’eau.
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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
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Prélèvements d’eau dans le monde (2000 à 2050 - source OCDE)
En diminution parce qu’amélioration des rendements hydriques
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Équivalent en eau de quelques produits alimentaires
→ la production animale consomme plus que la production végétale
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4. Coût énergétique des pratiques agricoles
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Rendement énergétique en fonction du type de culture (irriguée ou pluviale)
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Culture irriguée
• Productivité : 9 t/an
• Rendement : 1,83
Culture pluviale
• Productivité : 6 t/an
• Rendement : 2,36
+ 50 %
- 23 %
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Rendement plus faible
Moins d’intrantsPlus de matière
organique
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Très gourmande en énergie
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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
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5. Agriculture, alimentation et gaz à effet de serre (GES)
GES
Protoxyde d’azote
Méthane
Dioxyde de carbone
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Elevage
CO2
• Déforestation pour les pâturages• Chauffage • Carburants
CH4
• Fermentation liée à la digestion• Fermentation des déjections
N2
O
• Épandage d’engrais azotés
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La production de 1 kg de riz produit 120 g de méthane
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Émission de CO2 selon la nature de la production
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Bilan carbone des pommes
Transport, conservation par le froid, la déshydratation ou la
stérilisation
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Répartition du bilan carbone d'une glace aux fruits
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Bilan carbone de deux assiettes semblables consommées en Aquitaine
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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
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Épis de Maïs actuel
30 cm de long et plus de 500 grains
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Épis de Téosinte
5 cm de long et de 5 à 12 grains
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Amélioration de la race de vache Prim'Holstein
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2. L'hybridation
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Obtention d'une variété de maïs hybride
![Page 76: CHAPITRE 1 : VERS UNE AGRICULTURE DURABLE AU NIVEAU DE LA PLANÈTE. THÈME 2 : NOURRIR L’HUMANITÉ](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102923/551d9ddc497959293b8e894d/html5/thumbnails/76.jpg)
Obtention d'une variété de porc hybride
![Page 77: CHAPITRE 1 : VERS UNE AGRICULTURE DURABLE AU NIVEAU DE LA PLANÈTE. THÈME 2 : NOURRIR L’HUMANITÉ](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102923/551d9ddc497959293b8e894d/html5/thumbnails/77.jpg)
Hybrides obtenus plus prolifiques, plus résistants … que les lignées parentales
= valeur hybride ou hétérosis
![Page 78: CHAPITRE 1 : VERS UNE AGRICULTURE DURABLE AU NIVEAU DE LA PLANÈTE. THÈME 2 : NOURRIR L’HUMANITÉ](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102923/551d9ddc497959293b8e894d/html5/thumbnails/78.jpg)
4. La transgénèse
![Page 79: CHAPITRE 1 : VERS UNE AGRICULTURE DURABLE AU NIVEAU DE LA PLANÈTE. THÈME 2 : NOURRIR L’HUMANITÉ](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102923/551d9ddc497959293b8e894d/html5/thumbnails/79.jpg)
Transgénèse chez le saumon de l'Atlantique
Gène favorisant la production
d’hormone de croissance
Gène codant une protéine antigel
Croissance plus rapide
= OGM
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www.universcience-vod.fr/media/805/mgm---mais-genetiquement-modifie.html?page=3&cat_id=167
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5. La multiplication par clonage
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Microbouturage de la pomme de terre
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