C H A P I T R E 1   : V E R S U N E A G R I C U LT U R E D U R A B L E AU N I V E AU D E L A P L A N È T E .

THÈME 2 : NOURRIR L’HUMANITÉ.

• Actuellement 7 milliards d’habitants sur Terre.

• Prévision : 9 milliard de Terriens en 2050.

• 850 millions de personnes sous-alimentés.

• Comment nourrir 9 milliards d’êtres humains en

conciliant production alimentaire massive et

respect de l’environnement pour les générations

futures ?

I. UNE AGRICULTURE POUR NOURRIR LES HOMMES

A. Fonctionnement d'un écosystème

Ecosystème d’une forêt de feuillus.

noisettes

Ecureuil

mûres

Geai

Buse

Pigeon

Chaîne 1

Chaîne 2Chaîne 3

Réseau trophique

Producteurs primaires

Lumière

Eau, CO2,

ions

minéraux

Matière carbonée organique

= Production primaire

Producteur IHerbivores = consommate

urs I

Carnivores = consommate

urs II

Transfert de matière et d'énergie entre deux niveaux trophiques 

Pyramide des productivités 

Productivité = biomasse produite par unité de temps et par unité de surface. 

100

10

1

Rendement énergétique = productivité nette/matière ingérée X 1000,1

Transfert de matière et d'énergie entre deux niveaux trophiques 

Matière carbonée organique

Décomposeurs Matière minérale

Cycle de matière et flux d'énergie dans un écosystème naturel 

Matière carbonée organique

Matière minérale

Matière minérale

Energie entrant

e Respiration = énergie sortante

Cycle de matière et flux d'énergie dans un écosystème naturel 

B. L'agriculture repose sur la création et la gestion d'agrosystèmes

écosystème, construit ou modifié par l'Homme

monospécifique

Agrosystème

alimentation

Matières premières

Ressources énergétiques

1. Un agrosystème permet l'exportation d'une récolte

Producteurs primaires

Consommateurs I

Décomposeurs

Matière minérale

Récolte Exporta

tion

2. Les intrants permettent d'améliorer les rendements agricoles

Intrants

Semences

Produits phytosanitaires

Engrais

Amendements

•Éviter l’épuisement des solsEngrais

•Produit entrant dans la photosynthèse• constituant des cellules•Permet de puiser les sels minéraux

Irrigation

• = pesticides (herbicides, insecticides, fongicides, …)•Permet de protéger les cultures.

Produits phytosanit

aires

Flux de matière et d'énergie dans un agrosystème de production végétale

C. La production animale : une rentabilité énergétique réduite

Vaches = herbivores- Matières végétales riches en

fibres- Concentrés riches en énergie, en

minéraux et en vitamines.→70 kg de végétaux + 80 litres d’eau.

Ration énergétique = 1500 kcal / jour

Sous forme de viande : 3 kg

de céréales + 40 000 L d’eau

Sous forme de céréales :

500 g de céréales + 6 500 L d’eau

Comparaison de deux pyramides de productivité 

Flux de matière et d'énergie dans un agrosystème de production animale 

II. PRATIQUES ALIMENTAIRES COLLECTIVES ET PERSPECTIVES GLOBALES

A. Les pratiques alimentaires et agricoles ont un impact sur l'environnement et la santé

1. Un exemple de pollution liée aux nitrates

Nitrates

Engrais

Déjections animales

Rétention des nitrates dans le sol 

Ions nitrates (NO3-) très

solubles dans l’eau

Pas d’augmentation du rendement

engrais Déjection

s animales

Marée verte en Bretagne (plage de Saint Michel-en-Grève le 2 août 2011)

Nitrates à l’embouchure des

rivières

Prolifération des Algues vertes

Décomposition par des Bactéries

Rejets de méthane et de sulfure d’hydrogène

Toxiques

Consommation d’O2

Mort de la faune et de la flore

= eutrophisati

on

Surfaces couvertes par les ulves en Bretagne (valeurs cumulées lors des trois inventaires de la saison 2011)

Qualité physico-chimique des cours d'eau de Bretagne

2. Un exemple de pollution liée à un insecticide

Le Charançon du Bananier

Chlordécone

Aucune dégrada-

tion chimique ou biologique

Forte rémanence

(1 à 7 siècles)

Grande affinité

avec lipides et MO

Très peu soluble

dans l’eau

Crue dans un cours d'eau de Guadeloupe 

La bioaccumulation (1 ppm = 1mg/kg ou 1mg/L).

Bioaccumulation = accumulation des toxines de plus en plus importante plus on remonte dans les chaînes alimentaires.

Marché de poissons de Pointe-à-Pitre (Guadeloupe)

Perturbation du système nerveux

Perturbation du foie

Perturbation de la fonction hormonale

Cancer de la prostate

Chez l’Homme

Remplissage d'une citerne de pesticide par un agriculteur

 

3. Le partage de l'eau

La planète bleue 

Eau douce = 2,5 % du volume d’eau de la Terre

lacs rivièresHumidité

du solNappe

souterraine

1 % utilisable (soit 0,01 % du volume total

Usages de l'eau dans le monde 

= irrigation

Augmenter les rendements Accroître la durée de la saison agricole

Surfaces irriguées dans le monde (1960–2005)

Doublement des surfaces irriguées

Surfaces irriguées et prélèvements d'eau douce (1970 2000) 

L’évolution des surfaces irriguées va dans le même sens que le

prélèvement d’eau.

Besoin de ressources en eau pour la production alimentaire (1960 à 2050 - source PNUE)

+ 22 à32 % d’ici à 2025

Doublement d’ici à 2050

Prélèvements d’eau dans le monde (2000 à 2050 - source OCDE)

En diminution parce qu’amélioration des rendements hydriques

Équivalent en eau de quelques produits alimentaires

→ la production animale consomme plus que la production végétale

4. Coût énergétique des pratiques agricoles

Rendement énergétique en fonction du type de culture (irriguée ou pluviale)

Culture irriguée

• Productivité : 9 t/an

• Rendement : 1,83

Culture pluviale

• Productivité : 6 t/an

• Rendement : 2,36

+ 50 %

- 23 %

Rendement plus faible

Moins d’intrantsPlus de matière

organique

Très gourmande en énergie

Il faut plus de céréales pour

produire du bœuf que de la volaille

Il faut plus d’eau pour produire du bœuf que de la

volaille

5. Agriculture, alimentation et gaz à effet de serre (GES)

GES

Protoxyde d’azote

Méthane

Dioxyde de carbone

Elevage

CO2

• Déforestation pour les pâturages• Chauffage • Carburants

CH4

• Fermentation liée à la digestion• Fermentation des déjections

N2

O

• Épandage d’engrais azotés

La production de 1 kg de riz produit 120 g de méthane

Émission de CO2 selon la nature de la production 

Bilan carbone des pommes 

Transport, conservation par le froid, la déshydratation ou la

stérilisation

Répartition du bilan carbone d'une glace aux fruits

Bilan carbone de deux assiettes semblables consommées en Aquitaine

B. L'AMÉLIORATION DES ESPÈCES DOMESTIQUES PERMET AUSSI D'AUGMENTER

LA PRODUCTIVITÉ

1. La sélection génétique

Apparue de manière empirique il y a 10 000 ansCroisement de deux individus les plus performants

Épis de Maïs actuel

30 cm de long et plus de 500 grains

Épis de Téosinte

5 cm de long et de 5 à 12 grains

Amélioration de la race de vache Prim'Holstein 

2. L'hybridation

Obtention d'une variété de maïs hybride

Obtention d'une variété de porc hybride

Hybrides obtenus plus prolifiques, plus résistants … que les lignées parentales

= valeur hybride ou hétérosis

4. La transgénèse

Transgénèse chez le saumon de l'Atlantique

Gène favorisant la production

d’hormone de croissance

Gène codant une protéine antigel

Croissance plus rapide

= OGM

www.universcience-vod.fr/media/805/mgm---mais-genetiquement-modifie.html?page=3&cat_id=167

5. La multiplication par clonage

Microbouturage de la pomme de terre