Les sols, milieux d'échange de matières

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Fiches
Classe(s) : 1re ST2S | Thème(s) : L'usage des ressources naturelles pour l'alimentation humaine

A Le complexe argilo-humique

Le complexe argilo-humique est une structure formée d’argile et d’humus. L’humus est composé de matière organique qui va participer à la structuration du sol en s’associant avec des particules d’argiles. Les deux étant chargés négativement, ils retiennent les cations essentiels à la plante (Ca2+, Mg2+, K+, Na+...). Cela permet des échanges de cations qui ont lieu entre le complexe argilo-humique et la solution du sol, ce qui les rend accessibles aux plantes.

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B Les apports d’azote, de phosphore et de potassium

Les engrais apportent des éléments nécessaires aux plantes car les sols actuels sont lessivés en raison des méthodes employées en agricultures.

Définition

Lessivage des sols : transport des éléments du sol (sédiments, engrais, pesticides, etc.) par les eaux de surfaces (pluie) vers les nappes phréatiques. Ce phénomène a deux conséquences : l’appauvrissement et la dégradation des sols lessivés ainsi que la pollution des cours d’eau et des apports sédimentaires.

Les valeurs indiquées sur les emballages d’engrais correspondent à la composition en pourcentage massique. On retrouve dans les engrais :

de l’azote (N), sous forme ion nitrate NO3 ou ion ammonium NH4+, qui favorise surtout la pousse des parties vertes de la plante (tiges et feuilles), leur précocité et leur développement ;

du phosphore (P), sous forme anhydride phosphorique P2O5, qui joue sur la formation des fleurs et des graines et sur le développement radiculaire. Il renforce la résistance naturelle des plantes aux agressions quelles qu’elles soient ;

du potassium (K), sous forme K2O, qui permet la floraison et le développement des fruits et de tous les organes de réserve tels que les racines et les tubercules. La coloration des fleurs et des fruits est améliorée ainsi que la résistance aux maladies.

Les engrais ont été utilisés de manière immodérée, ce qui a dégradé les écosystèmes (eutrophisation des lacs, algues vertes, eaux non potables…), conduisant à d’importantes concentrations d’ions nitrates ou phosphates. Ces engrais doivent être employés à des doses correctes sous peine de polluer les cours d’eau et les nappes phréatiques.

C Les autres produits chimiques

Les agriculteurs disposent de nombreux produits phytosanitaires (produit chimique utilisé pour soigner ou prévenir les maladies des organismes végétaux pour garantir une récolte).

Définition

Produit phytosanitaire : produit chimique utilisé pour soigner ou prévenir les maladies des organismes végétaux afin de garantir une récolte.

On trouve :

les insecticides : produits permettant de lutter contre des insectes ;

les fongicides : produits permettant de lutter contre des champignons et moisissures ;

les herbicides : produits permettant d’éliminer des « mauvaises herbes ».

L’emploi de ces mélanges, s’il n’est pas réalisé correctement, contribue à détruire des écosystèmes voire à mettre en danger la santé des agriculteurs, des riverains ou des consommateurs, puisqu’il restera des résidus de ces pesticides dans les végétaux récoltés.

Dans les produits phytosanitaires, des espèces chimiques (glucose, ions…) peuvent être dosées :

en utilisant des bandelettes à lecture directe en comparant avec une échelle ;

avec une échelle de teinte, composée de solutions de concentrations connues, de la plus faible à la plus forte, qui va utiliser le même principe que la bandelette.

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D La compétition entre le rôle de nutriment et d’agrocarburant des céréales

Des céréales sont cultivées pour être ensuite transformées en agrocarburant (on dit souvent biocarburant, mais cela n’a rien d’une culture biologique). Jusqu’à présent, seule la partie comestible était convertie ce qui pose un problème éthique : transformer de la nourriture en carburant quand des populations sont sous-nourries…

On se base sur le blé : 80 % de sa masse peut donner de la farine, qui comporte 75 % de glucides complexes (amidon…), quelques pourcents de fibres, 10 % de protéines et de l’eau. 1 kg de blé comporte donc 0,80 × 850 = 680 g pouvant être utilisés dans l’alimentation, dont la valeur énergétique est 3,0 kcal.g–1 soit 3 Mcal ou 12 MJ.

Un kilogramme de blé permet de produire environ 400 g de bioéthanol. Or, l’énergie libérée par la combustion d’un kilogramme d’éthanol est 29 MJ. Ainsi, 1 kg de blé, transformé en bioéthanol, pourra produire 29 × 0,40 = 12 MJ, soit la même valeur que pour l’apport calorique. Mais la transformation du blé en bioéthanol consomme beaucoup d’énergie, aussi cultiver du blé en vue de la production de bioéthanol pose de nombreuses questions.

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