Titre de la séance : les enjeux de l agriculture

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1 Partie du programme : Enjeux planétaires contemporains :énergie, sol Niveau : seconde Titre de la séance : les enjeux de l agriculture EXTRAIT DU PROGRAMME Pour satisfaire les besoins alimentaires de l humanité, l Homme utilise à son profit la photosynthèse. L agriculture a besoin pour cela de sols cultivables et : deux ressources très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantités limitées. Elle entre en concurrence avec la biodiversité naturelle. La biomasse végétale produite par l agriculture est une source de nourriture mais aussi une source de combustibles ou d agrocarburants. Ces 2 productions entrent en concurrence. CONNAISSANCES CONSTRUITES La photosynthèse est à l origine d une biomasse végétale à la base des chaînes alimentaires. Pour nourrir une population toujours croissante, l Homme détourne à son profit la photosynthèse en pratiquant l agriculture. L agriculture nécessite un sol cultivable et de l eau. Ces deux ressources naturelles sont fragiles et inégalement réparties à la surface de la planète. Développer l agriculture se fait au détriment de la biodiversité. Par ailleurs, le produit de l agriculture fournit une source d alimentation mais peut aussi être détournée au profit des biocarburants. CAPACITÉS MISES EN ŒUVRE Modéliser, recenser, extraire et organiser des informations afin de comprendre comment l Homme intervient sur les flux naturels de biomasse et les détourne partiellement à son profit. Recenser des informations pour établir l inégale répartition de l eau et des sols cultivables. Comprendre les éléments d un débat. Manifester un intérêt pour la vie publique et les grands enjeux de la société à l échelle planétaire. Comprendre la responsabilité humaine en matière d environnement. CONDITIONS MATERIELLES 4 à 5 semaines avant cette séance, une réflexion pour construire un protocole visant à montrer l importance de l eau et du sol pour l agriculture sera menée par les élèves. Après mise en commun, les différentes cultures seront réparties par binôme et réalisées. Il faudra établir un calendrier pour les arrosages des cultures. Le jour même de la séance, les élèves exploitent les cultures et démontrent ainsi l importance de l eau et du sol pour l agriculture. Une activité sur internet utilisant google earth peut être envisagée pour montrer l inégale répartition de l eau et du sol sur la planète. Pour finir la classe peut être séparée en 4 groupes pour mettre en œuvre un débat dans lequel chaque groupe pourra apporter des arguments. COIN LABORATOIRE Matériel Graines de blé Pots Terreau Sable Balances Réf :00923 Documents didactiques Cédérom ressources et développement durable EDD Réf :20593 DESCRIPTIFS 1 / 5

2 Activité 1: utiliser des données pour comparer la part de production de biomasse utilisée par l Homme et le total de cette production sur Terre. Objectif : montrer et quantifier comment l Homme détourne à son profit la photosythèse. Support : documents du manuel ou trouvés sur internet 1) Pour quelle raison l Homme détourne à son profit la photosynthèse? 2) Calculer en pourcentage la part de biomasse cultivée par l Homme par rapport à la production totale de biomasse végétale 3) Comment ces prélèvements évoluent-ils dans le temps? 4) Comment ces prélèvements sont ils répartis géographiquement? Activité 2: mettre en œuvre des cultures pour montrer l importance de l eau et du sol dans la production de biomasse. Objectif : faire réaliser des cultures de blé en pot dans différentes conditions de sol et. Support : les cultures réalisées 4 à 5 semaines auparavant : Réalisation des cultures : activité réalisées 5 semaines avant : 1) Quels sont les différentes cultures à mettre en œuvre pour déterminer de quelle façon l eau et le sol interviennent sur la production de biomasse? (On dispose de graines de blé, de pots, de terreau, de sable,. ) Exemples de propositions de cultures : Les facteurs testés sont : la nature du sol, l épaisseur du sol, la quantité. Sur une classe constituée de 8 binomes, 8 cultures sont réalisables : 1 pot plein de terreau, arrosage abondant. 1 pot plein de terreau, arrosage minimal. 1 pot à moitié plein de terreau, arrosage abondant. 1 pot à moitié plein de terreau, arrosage minimal. Procéder de même avec le sable. Pour chaque mise en culture, veiller à ne modifier qu un seul paramètre. L éclairement, la température, le nombre de graines, doivent être identiques pour tous les pots. Le jour même : 2) Quantifier la biomasse obtenue dans chaque cas, par exemple en évaluant la masse totale et/ou masse des parties aériennes et racinaires, la longueur des végétaux etc.(la quantification de la biomasse est imposée, la méthode peut être proposée par les élèves) 3) Comparer les résultats obtenus et conclure quant à l importance des facteurs testés pour l agriculture. Activité 3: recenser, extraire et organiser des informations pour montrer l inégale répartition de l eau et du sol. Objectif : montrer que l eau et le sol sont des ressources inégalement réparties à la surface de la planète. Support : et Google earth. Télécharger le fichier. «eau et sol.kmz». Ouvrir ce fichier avec Google earth. Utiliser les fonctionnalités de Google earth et les données du fichier eau et sol(ressources annuelles en eau renouvelable, terres cultivées : terres arables et cultures permanentes, état des sols, densité de population, précipitations etc.) pour montrer l inégale répartition du sol et de l eau à surface du globe terrestre. Illustrer les propos à l aide d exemples et de valeurs chiffrées, formuler des hypothèses pour expliquer ces différences. 2 / 5

3 Activité 4: exposer des arguments pour débattre sur quelques enjeux de la société. Objectif : Mettre en concurrence, grâce à des arguments l agriculture et la biodiversité d une part, puis l exploitation de l agriculture dans un but alimentaire et dans un but énergétique, d autre part. Support : Cédérom ressources et développement durable, Cédérom la biodiversité, manuels scolaires, internet. Les débats à mener sont : l agriculture et la biodiversité sont en concurrence, l agriculture pour l alimentation et l agriculture pour les agrocarburants sont en concurrence. Répartir la classe en 4 groupes. Chaque groupe ayant pour objectif de rechercher et de développer des arguments et contre arguments pour défendre le thème choisi. Le temps de recherche est de 20 min environ. Chaque débat dure ensuite 15 à 20 min. 3 / 5

4 TP - les enjeux de l agriculture Activité 1: utiliser des données pour comparer la part de production de biomasse utilisée par l Homme et le total de cette production. Lors de la photosynthèse, les végétaux chlorophylliens produisent de la matière organique qui est à la base des chaînes alimentaires. L Homme, en pratiquant l agriculture, favorise donc la production d une biomasse par photosynthèse. D après les documents, on constate que la part de végétaux cultivés est d environ 10 milliards de tonnes/an alors que la biomasse produite par tous les végétaux continentaux est d environ 100 milliards de tonnes/an, soit un pourcentage de 10% de prélèvement. D autres chiffres tenant compte de la déforestation donnent 20g prélevés pour 100g de matière végétale produite, soit un prélèvement de 20% D après les documents, ce prélèvement ne cesse de s accroître ; depuis 30 ans, la production de blé a augmenté de 133% en Europe de l Ouest, de 66% en Amérique du Sud et en Afrique. Ces chiffres montrent que ces prélèvements sont inégalement répartis. Activité 2: Mettre en oeuvre des cultures pour montrer l importance de l eau et du sol dans la production de biomasse. Exemple de tableau de résultats : Cultures Terreau Terreau terreau terreau Sable Sable sable sable Mesures Aspect Masse des PA Masse des PR Masse totale des PA des PR totale PA :parties aériennes PR :parties racinaires On constate qu un maximum de biomasse est obtenue pour une épaisseur importante de terreau ayant subi un arrosage abondant. Un sol riche et de l eau sont les éléments nécessaires à l agriculture. 4 / 5

5 Activité 3: Recenser, extraire et organiser des informations pour montrer l inégale répartition de l eau et du sol. Nous confrontons la situation de la France et de l Ethiopie. L Ethiopie possède une surface de terres cultivées de km² mais une grande partie des sols est dégradée. Ceci pourrait être dû à la désertification et/ou à la déforestation. En France, la surface de terres cultivées est de km², les sols sont peu ou moyennement dégradés. La ressource en eau renouvelable en Ethiopie est de 122 km³, alors que pour la France, elle est de 203km². La plus faible ressource en eau éthiopienne peut être mise en relation avec une moyenne faible des précipitations (0 à 100mm/an en Ethiopie contre 1000 à 1500mm/an en France). Contrairement à la France, le sol, en Ethiopie, est donc fragile, la ressource en eau renouvelable faible. Sur ces exemples, on montre donc que l eau et le sol sont inégalement répartis sur Terre. Activité 4: Exposer des arguments pour débattre sur quelques enjeux de la société. L agriculture et la biodiversité sont en concurrence. Exemples d arguments agriculture biodiversité Nécessité de nourrir 9 milliards d humains Nécessité de préserver les écosystèmes naturels Croissance démographique Terres sauvages mises en culture Inégalité de la répartition des sols cultivables Utilisation des pesticides Urbanisation aussi en cause Destruction des insectes pollinisateurs l agriculture pour l alimentation et l agriculture pour les agrocarburants sont en concurrence. Exemples d arguments l agriculture pour l alimentation l agriculture pour les agrocarburants sont en concurrence. Necessitéde nourrir 9 milliards d humains Energie fossiles bientôt épuisées Energie renouvelable à favoriser Pas de pollution Beaucoup de déchets, peu rentables Déchets recyclés Nécessité d accroitre encore les zones cultivables Energie écologique, sans nuisance sonore, visuelle 5 / 5