Cours : Une agriculture pour nourrir les hommes

Les agrosystèmes

Différence entre écosystème et agrosystème

Un agrosystème est créé à partir d’un écosystème initialement naturel et équilibré que la main de l’Homme a modifié. L’humain cherche à produire un maximum de biomasse qui servira à son alimentation, son énergie ou ses industries.

Rappel

Un écosystème est un ensemble constitué d’un biotope et d’une biocénose représentant l’ensemble des êtres vivants peuplant ce milieu.

Définition

Agrosystème :

Un agrosystème est un écosystème modifié et contrôlé par l'Homme. Il est dédié à l'exercice de l'agriculture (cultures, élevage, échanges de produits).

Un agrosystème ne possède généralement qu’un seul producteur de biomasse (par exemple : le maïs), toutes les autres espèces qui pourraient diminuer la récolte sont supprimées.
Notons par ailleurs que la quantité importante de biomasse produite et son exportation déséquilibrent complètement l'agrosystème ; il est alors nécessaire de rajouter des intrants (engrais, pesticides) pour fertiliser le sol et supprimer toutes les espèces parasites.

Définition

Intrants :

En agriculture, on appelle « intrants » les différents produits apportés aux terres et aux cultures, ne provenant pas de l'exploitation agricole. Ils ne sont pas naturellement présents dans le sol, mais y sont rajoutés pour améliorer le rendement des cultures. Il peut s’agir aussi bien d’engrais que de pesticides.

À retenir

• Dans un écosystème, les échanges entre les différents éléments s’équilibrent.
• Dans un agrosystème, il y aura des exportations de la récolte : si ces pertes ne sont pas compensées par des engrais, le sol va s’épuiser et donnera des rendements de plus en plus faibles.

Attention

Notez qu'il est important de ne pas surdoser en engrais : non seulement il polluera l’environnement, mais son efficacité pourra aussi être réduite.

En outre, dans un agrosystème, la demande en eau peut être considérable, comme dans le cas de la culture du maïs ou du coton.

À retenir

Un agrosystème repose sur deux principes :

• exporter la plus grande partie de la matière produite ;
• rechercher le rendement maximum.

Méthodes de culture agricole

Pour optimiser le rendement agricole, l’humain va utiliser différentes méthodes de culture. En voici quelques exemples.

• Le labour du sol

Cette technique de travail du sol permet d’ouvrir la terre et de la retourner pour mieux l’ensemencer.
Cela se fait au moyen de charrues tirées par un tracteur ou un cheval de trait. Ce labour permet d’améliorer la structure du sol et son imperméabilité et de limiter l’épuisement en sels minéraux.

Attention

En revanche, le labour expose le sol à l’érosion et a un impact négatif sur la quantité de décomposeurs (lombrics).

• La rotation des cultures

Sur une même parcelle, une succession de cultures différentes à un rythme régulier ne permet pas aux organismes nuisibles de poursuivre leur cycle vital. La rotation des cultures a donc des effets positifs sur l’activité biologique du sol et la nutrition des plantes.

• La fertilisation

• L’amendement

Afin d’améliorer le rendement d’une terre, il est fréquent de renforcer son état physique et chimique, en ajoutant du lisier, du compost, du fumier et des boues.

Lutte contre les nuisances

Il est également nécessaire de prendre soin du sol et des plantes qui y sont cultivées, en luttant contre les éventuelles maladies. Voici quelques exemples.

• L’utilisation de pesticides

L’Homme a recours à différents types de pesticides selon la maladie ou la nuisance à traiter :

• les fongicides luttent contre les parasites des plantes cultivées et leurs maladies ;
• les insecticides luttent contre les insectes nuisibles à la croissance des plantes cultivées ;
• les herbicides luttent contre les « mauvaises herbes ». En freinant le développement des culture, ces dernières limitent leur rendement en entrant en compétition avec les plantes cultivées pour l’utilisation des ressources.
• L’utilisation de micro-organismes auxiliaires

Il est possible de lutter contre les organismes indésirables au moyen de micro-organismes auxiliaires. Cette utilisation est basée sur les relations de prédation et de parasitisme entretenues entre les êtres vivants : ainsi, les auxiliaires de culture détruisent les ravageurs ou atténuent leurs effets.

• Ce sont des êtres vivants qui consomment leurs ennemis ou provoquent des maladies au sein de leur population.

Exemple

Coloration de Gram de Bacillus thuringiensis avec un grossissement de 1 000 fois ©Dr.Sahay

Les bacillus thuringiensis sont des bactéries pathogènes de certaines chenilles. Elles agissent au niveau du tube digestif de leur hôte par l'intermédiaire d'une toxine qu'elles fabriquent.

• En les pulvérisant, il est alors possible de débarrasser les cultures de nuisibles comme les chenilles.

• L’utilisation de substances naturelles

Lutter contre des organismes indésirables peut aussi se faire via des produits naturels qui atteignent les fonctions vitales du ravageur et renforcent les défenses de la plante. Certaines plantes dégagent en effet des substances qui déplaisent aux ravageurs et les font fuir.

• Ainsi préservés, les agrosystèmes permettent la production de denrées alimentaires.

Les productions alimentaires

Rappel

Dans un écosystème, un consommateur désigne un organisme hétérotrophe (le plus souvent un animal), incapable de produire de lui-même sa propre matière organique, qui se nourrit donc de producteurs primaires ou d'autres consommateurs (prédation).

Attention

Les consommateurs primaires sont des consommateurs regroupant les herbivores, dont l’alimentation se limite aux producteurs primaires, contrairement aux consommateurs secondaires.

Les producteurs primaires sont donc des êtres vivants autotrophes à la base de la pyramide de la productivité, qui utilisent la photosynthèse à la surface de la Terre et créent de la biomasse à partir du $\text{CO}_2$ et de la lumière solaire.

Dans les agrosystèmes, l’Homme privilégie le développement végétal afin d’augmenter la productivité à des fins alimentaires, industrielles ou énergétiques. On opposera donc la monoculture à la polyculture.

Monoculture et polyculture

• Monoculture

Définition

Monoculture :

En agriculture, la monoculture est la culture d’une seule espèce de plante, comme par exemple le riz, le blé, la vigne, etc.

Elle peut s’appliquer sur une parcelle ou sur un ensemble de parcelles au niveau d’une exploitation agricole et consiste en une succession culturale, ce qui peut avoir des conséquences sur le plan agronomique. En effet, l’exploitation de la même culture sur les mêmes parcelles plusieurs années de suite peut entraîner :

• un épuisement des éléments nutritionnels du sol ;
• le développement de certains ennemis des cultures tels que les parasites et les ravageurs ;
• des maladies.

À retenir

La monoculture constitue une gêne pour la biodiversité et une perturbation des écosystèmes puisqu’elle induit l’excès d’une espèce par rapport aux autres.

• Toutefois, la monoculture permet la production d’énormes quantités de denrées alimentaires à des prix abordables pour une population sans cesse croissante.
• Polyculture

Définition

Polyculture :

La polyculture consiste à cultiver plusieurs espèces végétales et/ou animales (polyélevage) au sein d’une même ferme.

• Plus rentable que la monoculture, elle permet de jongler avec les aléas climatiques et les variations de prix. Par contre, elle peut induire un appauvrissement du sol et une gestion compliquée pour les agriculteurs.

Astuce

La rotation des cultures (alterner la culture d’espèces végétales différentes sur une même parcelle), que nous avons évoquée en amont, est un type de polyculture.

Les productions alimentaires ne sont pas les mêmes à la surface de la Terre : les productions végétales sont plus importantes dans les pays en développement alors que la production animale augmente proportionnellement au niveau de vie d’un pays.
Voyons ce qu’il en est des productions animales.

Élevage

Rappel

Dans un écosystème, les producteurs secondaires sont des êtres hétérotrophes, essentiellement des animaux et des champignons, qui font circuler la matière et l'énergie stockée dans la biomasse des producteurs primaires.

À retenir

Dans un agrosystème, chaque animal élevé pour la production de viande occupe la place de producteur secondaire dans la chaîne alimentaire. Il consomme donc des végétaux.

Afin de répondre à une demande croissante due à l’augmentation de la population et à l’augmentation de la quantité de viande consommée, les éleveurs ont recours à une alimentation la plus riche possible pour leur bétail.

• Ils cherchent ainsi à augmenter le rendement de la production de viande.

Exemple

Ils utilisent des aliments industriels contenant des produits dérivés tels que le maïs, le blé, la betterave ou encore le soja qui sont cultivés de façon intensive dans des pays comme le Brésil au détriment d’écosystèmes précieux (cf. dans le cas du Brésil, la forêt amazonienne).

À retenir

La production animale nécessite donc de grandes surfaces de culture afin de nourrir les bêtes.

• Élevage intensif

Si l’élevage extensif existe depuis des milliers d’années, l’élevage intensif s’est développé après la Seconde Guerre mondiale, alors que la pénurie alimentaire régnait.

Définition

Élevage intensif :

L’agriculture et l’élevage intensifs visent à rendre une parcelle la plus productive et rentable possible, dans un temps limité.

À retenir

Pour optimiser les rendements, on augmente le nombre d’animaux sur la parcelle. Il faut également des aliments pour nourrir les animaux.

• Son objectif étant le rendement maximal, l’agriculture intensive tend donc vers l’industrialisation.

• Élevage extensif

A contrario, l’élevage extensif est caractérisé par un nombre d’animaux peu important par hectare. Ce type d’élevage est surtout fondé sur l’utilisation des ressources naturelles disponibles, sans utilisation d’intrants.

À retenir

Si l’élevage intensif est quantitatif, l’élevage extensif est qualitatif.

En effet, les exploitations extensives sont souvent familiales. Les vaches se nourrissent essentiellement de l’herbe du pâturage, et les fourrages nécessaires en hiver sont cultivés sur l’exploitation. Ce sont les excréments des vaches qui constituent un engrais naturel pour les champs.

• Ainsi, élevage et agriculture se complètent.

Donc l’élevage extensif permet d’exploiter un milieu sans le détériorer : en cela, il est un mode d’agriculture durable, qui permet le maintien du milieu.