Pb : Comment améliorer les rendements agricoles? II- UNE AGRICULTURE POUR NOURRIR LES HOMMES : Activité 5 : Apports de matière et croissance végétale Capacités et attitudes : Relier les progrès de la science et des techniques à leur impact sur l environnement au cours du temps - Extraire des informations de documents et les mettre en relation avec les connaissances). Livre p 102 Doc. 1 La pollution par les nitrates Réponses aux questions 1. Interpréter Le surplus de nitrates dans les sols et rivières de Bretagne s explique par l utilisation non raisonnée d engrais : cette «surfertilisation» entraîne un ruissellement de ces éléments vers les cours d eaux (réseau hydrographique superficiel en Bretagne) 2. Expliquer La prolifération d algues s explique alors par une confluence de ces apports de nitrates anthropiques en milieu marin via les fleuves et rivières. Doc. 2 Pollution et chaînes alimentaires Réponses aux questions 3. Calculer Dans la chaîne alimentaire, une substance chimique nocive comme le DDT s accumule dans les différents organismes et l on observe un effet de concentration d un facteur 5 à 10 d un niveau à l autre. 4. Émettre des hypothèses Situé en bout de chaîne alimentaire, l Homme peut accumuler cette molécule dans ses tissus ; au-dessus d un certain seuil de toxicité, cette substance peut causer des troubles sanitaires. 1
Belin Edition 2011 Identifier les différentes matières apportées aux cultures et expliquer en quoi ces apports permettent d augmenter les rendements. Les différentes matières apportées aux cultures sont des ions minéraux, dont les nitrates, de l eau et des pesticides. Les substances minérales (eaux, ions minéraux) sont nécessaires à la réalisation de la photosynthèse et donc à la production de matière végétale ; l apport d engrais permet en outre de maintenir la fertilité des sols en compensant les pertes liées aux exportations (récolte) ; les pesticides visent à éliminer les autres êtres vivants de l agrosystème, qui, par leur présence, gênent d une manière ou d une autre le développement de l espèce cultivée. Dans un agrosystème l homme intervient pour obtenir des rendements plus importants grâce : A des pratiques culturales particulières : apport d engrais qui compense les exportations de biomasse liées aux récoltes et maintiennent la fertilité des sols ; recours à l irrigation qui garantit une croissance optimale de la plante en palliant le déficit éventuel des précipitations ; l utilisation de produits phytosanitaires qui vise à limiter les pertes de récolte liés à la présence d autres êtres vivants dans l agrosystème (plantes adventives, ravageurs, parasites ) 2
Activité 6 : Simuler l apport d engrais sur les rendements : Capacités et attitudes :simuler le rendement d une culture en fonction de l apport différentiel d engrais. Belin p 72 act à faire Activité 7 : La sélection d individus productifs : Objectifs : Extraire des informations de documents et les mettre en relation avec les connaissances). (Extraire des informations pour s informer - Faire une synthèse des données et adopter une attitude critique Livre p 103 Les modifications génétiques et le clonage permettent d obtenir des individus (animaux et végétaux) montrant une productivité élevée (production de lait par exemple) tout en possédant des caractéristiques qualitatives exceptionnelles (valeur nutritionnelle accrue). Belin Edition 2011 identifier les différentes qualités des races animales ou végétales améliorées et présenter les avantages apportés par ces individus dans un agrosystème. L amélioration des races animales ou des espèces végétales leur confère des caractéristiques intéressantes : vache laitière = la production de lait par vache s est accrue ; végétaux hybrides = amélioration du rendement et homogénéité des populations 3
qui facilite le travail agricole et intervient donc aussi sur le niveau de rendement ; saumon OGM = croissance plus rapide qu un saumon non OGM, donc productivité plus élevée et durée de consommation d aliments plus brève. Indiquer les facteurs possibles d augmentation du rendement. Les facteurs possibles de l augmentation des rendements, pour nourrir toute l humanité, sont les pratiques culturales (apport d engrais, irrigation ) et l amélioration des caractéristiques génétiques des individus cultivés ou élevés. Problèmes liés à la recherche de la productivité : baisse de fertilité des sols cultivés, épuisement ou pollution des réserves en eau, risques environnementaux et sanitaires. Dans un agrosystème, l homme intervient pour obtenir des rendements de production élevés grâce à l amélioration des races animales élevées et des lignées ou varités végétales cultivées, afin de les rendre plus productives : sélection génétique, création d hybrides ou d organismes génétiquement modifés ) III- DES PRATIQUES AGRICOLES POUR UNE ALIMENTATION DURABLE : A- Concilier pratiques agricoles et développement durable : Activité 8 : document 1 p 104 Objectifs : savoir interpréter - Mettre en relation des informations question1 : le surplus de nitrates dans les sols et rivières de Bretagne s explique par l utilisation non raisonnée d engrais : cette «surfertilisation» entraîne un ruissellement de ces éléments vers les cours d eaux (réseau hydrographique superficiel en Bretagne) 4
Edition Belin 2011 Montrer comment les différentes méthodes ou pratiques présentées permettent de limiter les nuisances liées à l exploitation des agrosystèmes. Doc. 5 : l arrêt de la fertilisation azotée, puis la mise en herbe d une partie du bassin, ont permis de limiter le lessivage des nitrates, c est-àdire leur entraînement en profondeur avec les eaux d infiltration. Doc. 6 : on peut agir à différents niveaux pour limiter l emploi des pesticides (date de semis plus tardive et densité de semis plus faible, désherbage mécanique, culture de variétés plus résistantes) et celui d engrais azotés chimiques (fertilisation avec des produits d origine biologique, rotation des cultures ). Doc. 7 : il montre que l enherbement permet de limiter le ruissellement et donc l entraînement des pesticides hors des parcelles ainsi que l érosion des sols débat sur l agriculture biologique 5
Belin Edition 2011 L exploitation des agrosystèmes orientée vers la recherche de la productivité pour nourrir une population humaine croissante a un impact sur l environnement : épuisement des sols, pollution des eaux aussi dans la perspective de développement durable et pour satisfaire les besoins de l homme il convient d équilibrer l agriculture. B- Impacts sur l environnement et la santé : Activité 9 : Relier les progrès de la science et des techniques à leur impact sur l environnement au cours du temps Etudier l impact sur l environnement et la santé de certaines pratiques agricoles. Extraire des informations de documents pour s informer 6
Belin Edition 2011 Nommer les substances polluantes provenant des activités agricoles : Les substances polluantes sont les nitrates et les pesticides. Expliquer leur présence dans les eaux de consommation et les aliments : Les nitrates et les pesticides peuvent contaminer directement les aliments au moment de leur épandage, ou alors contaminer les eaux de consommation en étant entraînés par le ruissellement ou l infiltration. http://www.mon-panier-bio.com/blog/wp-content/uploads/2009/07/shema-pesticide.jpg 7
http://essperans.fr/blog/wp-content/themes/default/img/coupe-sol.jpg Relever les effets nuisibles sur la santé et l environnement des nitrates et des produits phytosanitaires : Les nitrates peuvent avoir des effets sur la santé (cyanose du nourrisson, effets cancérigènes) et sur l environnement (marées vertes notamment). Les pesticides peuvent avoir des effets sur la santé (cancérigènes possibles ou probables, perturbateurs endocriniens). Débat : Belin Edition 2011 Il est possible de concilier les objectifs de production et de gestion durable en traitant les sols et les végétaux de manière raisonnée, en s adaptant au cycle de vie des plantes et en modifiant les pratiques culturales. On peut ainsi garantir la production de matières végétales tout en respectant l environnement et la santé 8
Belin Edition 2011 pour aller plus loin : voir site internet 9