CHAPITRE 2 / 1ère partie

PARTIE B / Agrosystème et développement durable

Chapitre 2 : CARACTÉRISTIQUES DES SOLS ET PRODUCTION DE BIOMASSE

L’augmentation de la population mondiale (près de 8 milliards d’habitants en 2018) pose des défis majeurs, à la fois quantitatifs et qualitatifs, notamment en termes d’alimentation. La compréhension de cet enjeu par les élèves, futurs citoyens, est au cœur de cette thématique : on étudie les caractéristiques des agrosystèmes et identifie les conditions d’une production durable à long terme, notamment grâce à la préservation des sols agricoles et des ressources aquatiques.Ce thème est aussi l’occasion de montrer l’importance de l’acquisition de connaissances et de la mise en œuvre des démarches scientifiques et technologiques pour optimiser la production agricole en minimisant les nuisances à l’environnement.

Caractéristiques des sols et production de biomasse :

En dehors des agents érosifs, la nature et la composition des sols résultent aussi de l’interaction entre les roches et la biosphère, par le biais de plantes, d’animaux et de microbes. La biosphère prélève dans les sols des éléments minéraux participant à la production de biomasse.En consommant localement la biomasse morte, les êtres vivants du sol recyclent cette biomasse en éléments minéraux, assurant la fertilité des sols

I. La formation du sol - organisation

L'influence de la nature du sous-sol sur les caractéristiques du sol est établie :

Qualification d' un sol à l'aide de la pyramide

%sable, %limon, % argile ^

Sols d'Alsace : un site à consulter

BILAN

Le sol est la partie superficielle des continents, issue de l’altération des roches sous l’effet du climat et des organismes vivants. Il se caractérisé par la succession de 3 horizons (3 couches) l'horizon proche de la surface, est en général riche en matière organique, un horizon intermédiaire formée à la fois de matière organique provenant de l'horizon de surface et de matière minérale provenant de la roche mère, tandis que le dernier horizon est composé de la roche mère en cours de dégradation. La formation du sol est très lente. On estime qu’il se forme entre 0,02 et 0,1 mm d’épaisseur de sol par an.

Rappel : Les roches mères se sont formées en profondeur, dans des conditions de température et de pression différentes de celles qui règnent à la surface de la Terre. Lorsque les roches affleurent, elles vont subir l’altération par :

- des agents physiques (le gel par ex) ce qui entraîne leur fragmentation

- des agents chimiques (eau de pluie) ce qui provoque la dissolution de certains de leurs composants

Des végétaux pionniers (lichens, des mousses) colonisent ensuite ce support altéré. Ils constituent un apport de matière organique.

II. Le rôle des êtres vivants du sol

microfaune :

macrofaune :

interactions :

un petit plus : le complexe argilo-humique

BILAN

Suite à la formation du sol, les végétaux peuvent alors s'installer = production primaire de biomasse par photosynthèse en utilisant les minéraux présents dans le sol. Leurs racines renforcent l’altération de la roche mère.

Leur matière morte forme la litière qui est transformée en humus (matière organique décomposée par les êtres vivants du sol) = production secondaire de biomasse en consommant les matières organiques issues d’êtres vivants morts. Cette production recycle la biomasse et libère des éléments minéraux dans le sol.en consommant localement la biomasse morte, les êtres vivants du sol la recyclent en éléments minéraux, assurant ainsi la fertilité des sols.

L'activité biologique joue donc un rôle très important dans cette évolution du sol :

- elle influence la composition chimique du sol : fait varier la concentration des ions des sels dissous présents au voisinage des racines, favorisant ainsi la formation de complexe humique.

- elle réorganise le sol : formation de pores de taille variable, migration des constituants minéraux et organiques.

Le sol s’approfondit et évolue : ainsi, sous l’effet de l’altération mais aussi de déplacements verticaux ou horizontaux de matière, de nouveaux horizontaux peuvent se former, tandis que d’autres régressent et se transforment. On appelle minéralisation le processus par lequel il y a transformation, dans le sol par l’action notamment des êtres vivants; de substances organiques, aboutissant à la libération de substances minérales.

Les plantes cultivées vont récupérer la matière minérale dont elles ont besoin principalement dans l’horizon B.

-Expérimenter pour comprendre (à partir de la composition des engrais) l’importance des éléments minéraux du sol dans la production de biomasse :

Les sols résultent donc des interactions entre les 4 « enveloppes terrestres » qui s’y mêlent : Lithosphère pour la roche, Atmosphère pour l’altération par le vent, l’Hydrosphère pour l’altération par l’eau et la Biosphère pour l’altération par les êtres vivants.