3-Structure et fonctionnement des agrosystèmes
Dossier 1 - Les engrais
On reproche souvent aux agriculteurs d'utiliser trop engrais. Pourquoi en utilisent-ils ? Quelles sont les conséquences sur l’environnement ? Peut-on faire autrement ?
- Un agriculteur qui cultive du maïs veut savoir quelle quantité d'engrais il doit répandre dans son champ. Après avoir fait le calcul pour lui (questions 1-2-3), vous exposerez les conséquences de cette pratique (question 4) puis vous lui proposerez d'autres façons moins polluantes d'exploiter la terre (question 5).
Source de la photo : http://erosion.orleans.inra.fr/Images/erosion05.png
Notions évoquées dans ce dossier
- un agrosystème
- un intrant
- l'exportation de la biomasse
- la fertilisation
- un engrais
- un produit phytosanitaire
Document 1 - Les échanges entre la plante et son environnement
Fonctionnement d'un agrosystème
Le maïs peut être cultivé pour ses grains (alimentation humaine) ou pour l’ensilage (alimentation animale).
Toute la partie superficielle de la plante est utilisée (après broyage) pour l'ensilage, alors qu'elle est laissée dans le champ (pour le maïs grain), après broyage fin.
Source : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/article.php3?id_article=2559
Les éléments N, P et K
La réserve minérale des sols est la quantité de sels minéraux (N : azote, P : phosphore, K : potassium) directement utilisable par les plantes ; elle varie beaucoup d’un sol à l’autre.
Les transferts entre les compartiments
- Le sol reçoit des apports naturels de l’atmosphère par la pluie et par fixation de l’azote par les bactéries du sol.
- Sous l’action de la pluie ou de l’arrosage, une partie des ions quittent le sol pour la nappe phréatique : c’est le lessivage des sols.
- La matière récoltée contient une partie des éléments fixés par le végétal. Le tableau ci-dessous fournit les exportations en éléments minéraux liées à la récolte dans les deux cas de culture.
- Après récolte, la partie de la plante qui reste dans le champ est minéralisée, ce qui restitue au sol une partie des éléments minéraux prélevés par la plante. Le tableau ci-dessous fournit la restitution d’éléments minéraux après la récolte dans les deux cas de culture.
Source : http://www.svt.ac-versailles.fr/spip.php?article498
Pistes d'exploitation : calcul de la quantité d'engrais nécessaire
- Compléter le schéma en indiquant les noms des réservoirs, les quantités de N, P et K qu'ils contiennent puis les quantités échangées entre les réservoirs.
- Calculez la quantité d’éléments absorbés par le maïs dans le sol pour chaque type de culture, grain ou ensilage (absorption racinaire : Ag et Ae). Indiquez les expressions littérales des calculs et les applications numériques. Comparez ces valeurs à celles de la réserve du sol et conclure.
- Calculez les masses d’engrais à apporter pour ne pas épuiser le sol lorsqu'on cultive du maïs grain ou ensilage. Portez ces valeurs sur le schéma.
Document 2 - Pesticides dans l'eau potable
Cette carte représente les concentrations moyennes en pesticides dans les cours d'eau en France en 2011.
L'eau est déclarée "impropre à la consommation" si la concentration en pesticides dépasse 0,5 μg.L-1 (norme en 2011). De telles valeurs ont été mesurées dans 63 points de prélèvements sur 176.
Le terme "pesticide" désigne les substances ou produits destinés à lutter contre les organismes jugés nuisibles (plantes, animaux, champignons ou bactéries). Il s'agit de substances toxiques (poisons), plutôt désignés sous le nom de "produits phytosanitaires" par l'agro-industrie.
Source : www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr
Document 3 - Évolution de la consommation d'engrais dans le monde
De 1961 à 2009 la consommation d'engrais a été multipliée par 5 ce qui a contribué pour environ 50 % à l’accroissement des rendements agricoles. Elle n'a jamais cessé d'augmenter sauf de 1988 à 1994 dans certains pays (comme dans l'Union Européenne) qui ont mis en place une réglementation limitant leur utilisation.
Sources : données FAOSTAT (image) www.grida.no (texte), cité dans http://raymond.rodriguez1.free.fr/Documents/TP/1s42tp1/defialimentaire.htm
Pistes d'exploitation : conséquences de l'utilisation d'engrais
- Recherche documentaire : après avoir cherché l'origine et le mode de fabrication des engrais azotés, et en vous servant des documents 2 et 3, expliquez les conséquences que leur utilisation peut avoir sur l’environnement. Trouvez un exemple récent en France.
- Peut-on se passer d'engrais ? Cherchez sur internet des exemples d'agriculture respectueuse de l'environnement, c'est-à-dire non polluante et durable.
