TP « L’exploitation agricole de demain : start-up ? Écosystème ? » Mise en situation et recherches à mener
« Ses défenseurs [...] décrivent [l’agriculture biologique] comme une réponse efficace aux déséquilibres écologiques, économiques et sociaux induits par le système productiviste actuel. Ses opposants ne voient en elle qu’un refus systématique du progrès scientifique, et rappellent que des rendements élevés seront nécessaires pour nourrir une population mondiale en constante croissance. »
Extrait de la quatrième de couverture du livre
« Agriculture biologique, espoir ou chimère ? », éd. Le muscadier, 2013.
Qu’en penser ? Dans le but de pouvoir approfondir le sujet, on cherche ici à comparer un « agrosystème » typique de l’agriculture occidentale postérieure à la révolution agricole des années 1950-1960 et un agrosystème « biologique et agroécologique » - du moins les pratiques des uns et des autres.
Ressources Doc. introductif A. Un écosystème : une étang
Doc. introductif B. L’agronomie.
Les molécules organiques qui constituent les êtres vivants sont faites essentiellement de carbone (C), d’hydrogène (H), d’oxygène (O) et d’azote (N) – dans une moindre mesure de S, de P, de K et d’autres éléments plus rares encore. Pour l’écologue*, le fonctionnement d’une exploitation agricole peut être vue comme l’économie de ces éléments : il faut équilibrer, pour chaque élément, apports et exportations. Pour l’agronome et l’exploitant agricole, il s’agit en plus d’optimiser, et ce malgré les aléas y compris environnementaux) de rapport coûts - bénéfices**.
* écologue : spécialiste de l’écologie, science qui étudie les relations entre les êtres vivants qui occupent un milieu et les relation de ces êtres vivants avec leur milieu. (Il ne faut pas confondre ce terme avec le terme « écologiste », qui désigne un adepte des idées de l’écologie politique.)
** il faut d’ailleurs noter que 10 à 15 % des étudiants sortant de l’Agroparitech, la plus prestigieuse des écoles d’ingénieurs- agronomes, exerceront dans les secteurs de la banque et de l’assurance.
- Divers documents et ressources sur internet
Étape 1. Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème
Commentez les documents disponibles afin d’identifier certains des processus en jeu dans un écosystème et de découvrir quelques pratiques agricoles.
Étape 2. Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables.
Étape 3. Présenter les résultats pour les communiquer.
Étape 4. Exploiter les résultats pour répondre au problème.
Utiliser les pistes précédemment soulevées, vos connaissances, d’éventuels documents fournis par le professeur et internet pour compléter l’équivalent de la figure Ab dans le cas de l’agriculture productiviste d’une part, dans le cas de l’agriculture « biologique-agroécologique » d’autre part.
Producteurs II
= consommateurs I (herbivores)
Producteurs I Végétaux
Détritivores
Décomposeurs Matière
minérale Humus
Producteurs III, IV, etc.
= consommateurs I, II, etc.
(herbivores)
Document AE1. Des savoirs agricoles empiriques.
Toutes les plantes de la famille des fabacées – les légumineuses du langage courant – ont une importance fondamentale en agriculture. On y trouve les pois, les lentilles, les haricots, les fèves, le soja et bien d'autres. Déjà au Moyen Âge, elles entraient dans le cycle de l'assolement triennal (jachère pendant un an, blé d'hiver ensuite, légumineuses enfin). Les indiens d'Amérique cultivaient conjointement haricots et maïs (cf. figure AE1a). Si ce dernier servait de tuteur au premier, les haricots jouaient là le même rôle que dans l'assolement triennal.
La science a expliqué lequel : en voici les raisons.
Documents T1. La photosynthèse : quelques rappels.
La France produit plus de sucre à partir de betteraves que ses habitants n'en consomment. Elle est le quatrième exportateur mondial de sucre. Les betteraves sucrières sont des variétés de betteraves contenant beaucoup de saccharose – le sucre que l'on en extrait, celui-là même que l'on utilise en cuisine.
Avec quelles substances la betterave et la canne à sucre fabriquent-elles le sucre que nous en
extrayons ?
Pouvoir répondre à ce problème est nécessaire pour comprendre le fonctionnement d’une exploitation agricole.
Document T1c. La composition de l'air sec.
Nom Formule Proportion Nom Formule Proportion
Diazote N2 78.08% Hélium He 5,24 ppm
Dioxygène O2 20.95% Monoxyde d'azote NO 5 ppm
Argon Ar 0.93% Krypton Kr 1,14 ppm
Dioxyde de carbone CO2 380 ppm Méthane CH4 1,7 ppm
Néon Ne 18,18 ppm Dihydrogène H2 0,5 ppm
ppm = parties par million = 10-6
Document T1e / P2. Un exemple de culture hors sol : la culture hydroponique.
La culture hydroponique consiste à faire pousser des plantes sans sol, les racines trempant dans une solution contenant des nutriments. Elle permet de contrôler les conditions de culture dans le cadre de recherches scientifiques. Elle est aussi utilisée dans un cadre commercial pour la culture de légumes sous serre.
Les solutions sont composées de plusieurs sels. C'est le cas de la solution de Knop (1862) qui contient 0,2 g/l de KNO3 ; 0,8 g/l de Ca(NO3)2 ; 0,2 g/l de KH2PO4 ; MgSO4*7H2O ; 0,1 g/l de FePO4.
Document T1d. L'expérience de Van Helmont
Jean-Baptiste Van Helmont (1579-1644), savant hollandais, a réalisé une expérience décisive concernant notre problématique. En voici le protocole et les résultats.
« On prend un jeune saule dont la masse est de 40 g (il s'agit de la masse à l'état sec, mesurée sur un second sujet identique à celui utilisé dans l'expérience). Il est planté dans un bac où se trouvent très précisément 15 kg de terre. On l'arrose avec de l'eau de pluie (eau dépourvue de minéraux). Au bout de quatre années, la masse du Saule est de 1240 g, précisément. La masse de la Terre n'est que de 14997,5 g.
Fig.T1b. Formule semi-développée du saccharose. Les un atome de carbone se situe à chaque "coude", se qui permet de faciliter la représentation.
Fig.T1a. Une molécule de saccharose telle que représentée avec un logiciel de représentation en trois dimensions.
Fig. AE1a. Une pratique agricole ancestrale.
