Structure et fonctionnement des agrosystèmes

1. Produire en quantité

Livre p148-149

Après-guerre, nourrir en masse

L’intensification pour augmenter les rendements : engrais et pesticides

2. Fonctionnement d’un agrosystème

Livre p150-151

L’Homme exploite le sol depuis qu’il s’est sédentarisé pour produire une grande part de ses ressources alimentaires. L’agriculture est née simultanément dans plusieurs régions du monde, il y a environ 10 000 ans et a constitué le point de départ de l’évolution des sociétés humaines actuelles, débutant une période appelée Néolithique. L’étude des mécanismes contribuant à la fertilité du sol a amené l’agriculteur à perfectionner les techniques agricoles et à augmenter nettement la productivité. Le maintien d’un rendement élevé d’un agrosystème nécessite l’utilisation d’intrants (eau, énergie, amendement et engrais) et de produits phytosanitaires (pesticides, herbicides…). L’amendement est l’apport d’un produit destiné à améliorer la qualité des sols mais est différent d’un engrais qui n’est destiné qu’à la culture. Un agrosystème est donc un écosystème agricole comportant un nombre réduit d’êtres vivants et une composante minérale, en général un sol ou un milieu aquatique. Il diffère des écosystèmes naturels par les interventions humaines :

  • Prélèvement de matières organiques lors des récoltes.
  • Apport d’intrants (engrais et produits phytosanitaires).
  • Apport d’eau.
  • modification des êtres vivants pour augmenter leur productivité (taille, tallage)
  • Élimination des concurrences.

L’objectif est la production de biomasse (matières organiques). Les produits récoltés servent à l’alimentation, mais aussi à la fabrication de textiles, de biocarburants, de médicaments, de produits industriels et d’autres choses encore. L’exportation de la biomasse lors de la récolte enlève des matières organiques à l’agrosystème et limite le recyclage qui s’opère dans un écosystème naturel. Il est donc souvent nécessaire d’apporter des intrants pour fertiliser le sol.

Bilan d’une exploitation agricole (actions au cours de l’année)

Bilan énergétique de l’agriculture intensive

Dans une exploitation agricole, l’agriculteur exporte de la matière en dehors de son champ. Cette exportation n’est pas un problème en ce qui concerne les éléments carbone, hydrogène ou oxygène car ceux-ci sont prélevés dans l’air et dans l’eau. En revanche, les pertes d’azote, de phosphore et de potassium doivent être compensées par un apport régulier d’engrais, dosé en fonction des besoins. Pour maintenir la fertilité d’un agrosystème, il faut systématiquement compenser les pertes liées aux exportations, à la différence des écosystèmes où la matière n’est jamais exportée mais est recyclée sur place.

Comparaison agriculture intensive/extensive

rendement énergétique de la production animale en élevage intensif

Malheureusement, l’exploitation intensive et l’apport systématique d’engrais minéraux augmente le lessivage des nitrates (engrais azotés) qui se retrouvent dans les nappes phréatiques et les cours d’eau, ce qui provoque un développement accru d’algues finissant par asphyxier les rivières (c’est l’eutrophisation). La surexploitation et le labour intensif conduisent à l’épuisement des ressources des sols, ce qui peut conduire à les rendre stériles (exemple des sols latéritiques qui ne se forment normalement qu’en milieu tropical mais qui donnent une bonne indication de ce que pourrait devenir un sol surexploité où ne subsistent que les éléments les moins lessivables comme le fer et l’aluminium). Le sol est un milieu fragile qui met des milliers d’années à se mettre en place (0,02 à 0,1 mm par an) et qu’on met parfois quelques minutes seulement à détruire. De plus, il existe maintenant une compétition entre l’alimentation et les agrocarburants. Il est impossible de nourrir toute la planète et en plus de produire des carburants à partir des cultures. Une seule planète ne suffirait pas. Afin d’augmenter les surfaces de culture pour se nourrir et pour produire des agrocarburants, l’Homme intensifie la déforestation (70 % pour l’élevage et 30 % pour l’agriculture) et l’impact sur les écosystèmes est dramatique (par exemple, la déforestation en Indonésie au profit de la culture des palmiers à huile entraîne la disparition des dernières populations d’Orang-Outan). Les agrocarburants ne sont pour l’instant pas une alternative écologique aux carburants fossiles.

exercice 5p161, 7p162

3. Des agrosystèmes adaptés à l’environnement

Livre p152-153

Le Comté en Franche-Comté, les Artichauts en Bretagne, les Poulets des Landes, les Moules du Mont St Michel

exercice 6p162

4. Impacts des agrosystèmes sur la santé et l’environnement

Livre p154-155

Pesticides et pathologies

Le chlordécone en Guadeloupe

L’eutrophisation, la disparition des lombrics dans les labours

Les néocotinoïdes et les abeilles. Vincent Bretagnolle a mis en place une zone agricole expérimentale pour mesurer (avec des parcelles test/témoin) les effets des intrants agricoles. Il conclut que les rendements du colza sont meilleurs avec les abeilles qu’avec les traitements.

exercices 8 et 9p163


Connaissances

Les agrosystèmes terrestres ou aquatiques sont gérés afin de produire la biomasse nécessaire à l’humanité pour ses différents besoins (alimentaires, textiles, agrocarburants, pharmaceutiques, etc.). Les caractéristiques des systèmes agricoles varient selon le modèle de culture (agriculture vivrière, extensive ou intensive). Dans plusieurs modèles agricoles, l’exportation d’une grande partie de la biomasse produite réclame l’apport d’intrants pour fertiliser les sols.

Notions fondamentales : système ; agrosystème ; intrants (dont engrais et produits phytosanitaires) ; exportation ; biomasse ; production ; rendement écologique.

Capacités

– Recenser, extraire et organiser des informations issues du terrain (visite d’une exploitation agricole, par exemple), pour caractériser l’organisation d’un agrosystème : éléments constitutifs (nature des cultures ou des élevages), interactions entre les éléments (interventions humaines, flux de matière (dont l’eau) et d’énergie dans l’agrosystème), entrées et sorties du système (lumière, récolte, etc.).

– Comprendre que l’organisation d’un agrosystème dépend des choix de l’exploitant et des contraintes du milieu, et que ces choix tendent à définir un terroir.

– Comprendre comment les intrants ont permis de gérer quantitativement les besoins nutritifs de la population, tout en entraînant des conséquences qualitatives sur l’environnement et la santé.

– Réaliser des mesures et/ou utiliser des bases de données de biomasse et de production agricole pour comprendre la différence entre la notion de rendement agricole (utilisée en agriculture en lieu et place de production) et la notion de rendement écologique.

Précisions : l’étude de tous les types d’agrosystème ainsi que des écosystèmes naturels n’est pas attendue.

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