Thème 3 : Nourrir l Humanité. Chapitre 1 La production agricole végétale et animale

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1 Thème 3 : Nourrir l Humanité Classe : Première ES Durée conseillée : 4 à 5 semaines Nombre de TP : 4 En rouge : Bilans à faire noter aux élèves En bleu : Activités pratiques En vert : Problématique et hypothèses Chapitre 1 La production agricole végétale et animale Intro : La population humaine mondiale a été multipliée par 7 entre 1945 et Dans le même temps, les surfaces agricoles sont restées stables voire ont diminué (urbanisation, réchauffement climatique, pollutions ). Ainsi, la production agricole est un enjeu crucial pour le XXIème siècle. TP 1 : La production agricole Objectifs : - Comprendre les différences entre un écosystème naturel et un agrosystème. - Comprendre pourquoi l agrosystème est un système déséquilibré. Pb : Comment les agrosystèmes permettent-ils de subvenir aux besoins de l Humanité et quelles en sont les conséquences? I- L écosystème naturel 1- Structure de l écosystème Un écosystème est l association d un milieu (biotope) et des êtres vivants qui le peuplent (biocénose). Les êtres vivants sont constituent les divers maillons de la chaîne alimentaire ou réseau trophique : - Les végétaux chlorophylliens sont les producteurs primaires constituent la base de toutes les chaînes alimentaires. Ils assurent la majorité de la production de la biomasse (productivité primaire) par la photosynthèse (autotrophie). - Les herbivores sont les consommateurs primaires (vaches, moutons ) - Les carnivores sont les consommateurs secondaires (loup, Homme ) - Enfin, les décomposeurs dégradent la matière organique pour la transformer en matière minérale et ainsi entretenir le sol. Document 1 : La chaîne alimentaire au sein de l écosystème

2 2- Les rendements au sein de l écosystème Il existe un transfert de matière et d énergie dans l écosystème. Au sein de la chaîne, seule une faible partie de la productivité produite par un être vivant est utilisé par le maillon suivant. Le rendement correspond au rapport entre la masse de matière produite par le consommateur d un maillon divisée par la masse de matière ingérée par ce consommateur. En effet, une partie (50%) sert au fonctionnement de l organisme (respiration, excrétion) et une autre partie n est pas utilisable (35% non assimilé). Ainsi, la matière organique permettant la croissance du maillon suivant correspond généralement à 10%. Il faut donc 100 kg de végétaux pour assumer 10 kg d herbivores (règle du 10). Document 2 : Transferts de matière entre les maillons de la chaîne. 3- Interactions entre le biotope et la biocénose Il existe des interactions entre le biotope et la biocénose, notamment des interactions entrantes (lumière, CO 2, dans la photosynthèse) et des interactions sortantes (évacuation de CO 2 par la respiration, décomposition de la matière organique). D autre part, le biotope agit sur la biocénose en imposant des contraintes (hygrométrie, température, salinité ). Mais en retour, la biocénose modifie également le biotope par les actions suivantes : - Mobilisation de l environnement (lombrics qui mobilisent le sol, castor qui font des barrages, humains qui réalisent des constructions ) - Croissance de la végétation et diminution de l érosion, apport de matière organique au sol - Variabilité des peuplements (augmentation ou diminution de la taille de certaines populations et destruction de l écosystème : cas de la déforestation). CONCLUSION : Un écosystème est un système composé d un milieu et des êtres vivants qui interagissent les uns avec les autres et qui sont à l équilibre.

3 II- La productivité des écosystèmes 1- La comparaison des rendements Document 3 : comparaison agrosystème-écosystème L écosystème présente une productivité modérée mais une biodiversité importante. A l inverse, dans l agrosystème, la productivité est maximale (10 fois plus importante que dans un écosystème) mais la biodiversité est très faible. L agrosystème est un système déséquilibré pour lequel la biomasse est majoritairement exportée (récolte) hors du champ. Ainsi, les décomposeurs sont donc peu représentés et la matière minérale ne retourne pas au sol (appauvrissement du sol). 2- L agrosystème végétal, un système entretenu par l Homme Pour être productif, l agrosystème nécessite une action permanente de l Homme qui compense les exportations de biomasse par un entretien et des apports (intrants) tels que : - les engrais pour pallier le manque de matière minérale. Ils stimulent la productivité primaire par leurs apports minéraux. - les énergies fossiles pour labourer, semer, traiter, arroser - l eau pour l arrosage - les pesticides, insecticides et herbicides qui limitent la prolifération des mauvaises herbes ou des ravageurs qui pourraient nuire à la productivité (pas de biodiversité donc pas de régulation des parasites). A long terme, ceci implique un appauvrissement des sols (disparition des décomposeurs et appauvrissement des minéraux du sol) et induit parfois des pollutions (pollution des nappes phréatiques par les engrais). 3- L agrosystème animal, une production décuplée La production animale nécessite une production végétale pour nourrir les animaux. Aux inconvénients vus précédemment s ajoute une baisse du rendement (on ajoute un maillon). De plus, les surfaces cultivables nécessaires sont plus fortes. Par ailleurs, il faut également raisonner sur la gestion des déjections. L impact environnemental est donc décuplé. Notre empreinte sur les agrosystèmes serait donc plus faible en diversifiant les sources de nutriments protéiques (insectes, spiruline, diminution notre consommation carnée pour diminuer notre empreinte sur les producteurs primaires). CONCLUSION : L agrosystème est un système déséquilibré qui a pour but de fournir des produits (dont les aliments mais aussi agrocarburants) nécessaires à l humanité mais qui a tendance à appauvrir les sols et la biodiversité.

4 Document 4 : L agrosystème végétal, un système entretenu par l Homme Document 5 : L agrosystème végétal, animal, une production décuplée

5 BILAN : Comparaison d un écosystème et d agrosystèmes végétaux et animaux P : producteurs primaires C : consommateurs ECOSYSTEME NATUREL Biodiversité forte Productivité faible( normale) PAS D INTRANTS Apports : énergie solaire et matière minérale AGROSYSTEME VEGETAL Biodiversité faible Productivité forte Fort apport d intrants AGROSYSTEME ANIMAL Biodiversité faible Productivité forte Fort apport d intrants