Séance 19 - Jeu à débattre à propos de la gestion du sol
Par Jégouzo Mathilde (LGT Camille St-Saëns, Deuil-La-Barre (95)) le 27 mars 2018, 11:07 - Lien permanent
Compétences ciblées:
= Travailler en équipe (savoir écouter, respecter les autres, se répartir les tâches…)
= Aiguiser son esprit critique
= Mettre en relation diverses informations
= Argumenter ses positions lors d’un débat
= Manipuler dans le calme, respecter le matériel et les règles de sécurité
REGLES DU JEU
- une région dont l’économie est liée à l’entreprise Solafond : région 1
- une région dont l’économie est liée à l’agriculture : région 2
- une région dont l’économie est liée à la présence d’un lac et d’un barrage : région 3
-une région dont l’économie est liée au tourisme forestier : région 4
LES DIFFERENTES REGIONS DE GESTIONDUSOL
- Région 1 dont l’économie est liée à l’entreprise Solafond
Grande région administrative de Gestiondusol, la région 1 a une économie florissante grâce à l’entreprise Solafond et de ses différentes filiales. Cette région est très peuplée et très urbanisée.
Cette entreprise a pour axes de recherche et de production les produits phytosanitaires et les engrais. L’un des principaux consommateurs de cette production est la région 2. En effet, grâce aux engrais et aux pesticides, les agriculteurs améliorent leur rendement agricole et produisent plus de biomasse végétale. Néanmoins, les habitants de cette région très urbanisée ne consomment que des produits industrialisés.
Pour produire ses produits phytosanitaires et ses engrais, Solafond possède aussi des usines fonctionnant grâce aux énergies fossiles et aux biocarburants.
- Région 2 dont l’économie est liée à l’agriculture
La région 2 est dotée de grandes cultures. Pour produire davantage, la région 2 achète les produits phytosanitaires (engrais, pesticides) produits par l’entreprise Solafond de la région 1.
La biomasse produite sert à l’alimentation de toutes les régions de Gestiondusol mais aussi à produire de l’énergie à partir de biocarburants. Cette énergie est notamment revendue à la région 1.
Pour l’irrigation de ses cultures et sa production agricole, la région 2 nécessite un apport en eau venant de la région 3.
Image : https://i0.wp.com/www.stirjournal.com/wp-content/uploads/2014/03/spraying-soy.png?w=900
- Région 3 dont l’économie est liée à la présence d’un lac et d’un barrage
La région 3 est une région dont l’économie est liée à la présence du lac Oésol et de son barrage. Ce dernier est utilisé pour produire de l’énergie renouvelable. Néanmoins, la production énergétique hydraulique ne permet pas une revente aux autres régions car elle n’est pas suffisante.
La région 3 se situe en aval de la région 2 agricole : tous les produits utilisés sur les champs et qui n’y sont pas retenus peuvent polluer les eaux du lac Oésol et provoquer une eutrophisation (croissance spectaculaire d’algues par apport excessif en nutriments).
La pollution des eaux touche aussi les poissons consommés par les habitants de la région 3.
- Région 4 dont l’économie est liée au tourisme forestier
La région 4 possède une grande forêt nommée forêt Fertile. Une grande partie de la forêt sert à l’écotourisme, une gestion durable de la forêt empêche son exploitation (pas de production de bois de chauffage, pas de glanage des produits alimentaires de la forêt tels que les champignons). Le sol de la forêt Fertile est très fertile comme son nom l’indique, il contient une grande biodiversité.
Les habitants de la région 4 importent donc leurs aliments de la région 2.
LES TROIS PROPOSITIONS
- Premier défi : Comment produire plus pour nourrir davantage les Hommes de Gestiondusol ?
Vous devez choisir l’une de ces deux propositions. Vous avez 10 mn maximum pour prendre une décision régionale. Pour vous aider à argumenter, voici des extraits de publications parlementaires. N’oubliez pas de remplir votre tableau !
Proposition 1 (P1) : augmenter les surfaces agricoles
« Une augmentation des surfaces agricoles est une solution permettant l’augmentation de la production agricole. »
« Il faut commencer par trouver des sols fertiles, en effet, les sols sont une ressource finie. Les sols de la région 1 sont impropres aux cultures, l’intégralité des sols de la région 2 servent déjà à l’agriculture, la région 3 n’en possède pas… Il est donc envisagé d’utiliser certaines zones de la forêt de la région 4 pour pallier à ce problème. »
« L’utilisation de zones de la forêt Fertile pose problème : cette forêt est un hot-spot de la biodiversité*, une utilisation de ces terres à une fin agricole pourrait porter atteinte aux êtres vivants de la forêt Fertile. En effet, le modèle agricole de Gestiondusol repose sur la monoculture*. »
Proposition 2 (P2) : faire de la culture-hors sol
« La culture hors-sol* s’affranchit de l’utilisation de sol. Elle permet une production végétale maximisée sur un petit espace. »
« La culture hors-sol nécessite un apport en lumière comblé par des lampes qui utilisent beaucoup d’énergie. »
« La culture hors-sol uniformise les goûts proposés aux consommateurs en supprimant par exemple l’impact des terroirs (nature du sol, du climat) sur les qualités organoleptiques* des produits. »
Vocabulaire :
Hot-spot de la biodiversité (« point chaud de biodiversité ») : c’est un lieu, une aire géographique, à la biodiversité (spécifique, génétique) riche
Monoculture : en agriculture, culture d’une seule espèce végétale (riz, blé…)
Culture hors-sol : culture de plantes sur un substrat autre que le sol (billes d’argiles, pouzzolane…) qui est régulièrement irrigué par une solution riche en minéraux et en nutriments pour les plantes
Qualités organoleptiques : qualités gustatives d’un aliment
- Deuxième défi : Quelle utilisation de la biomasse produite ?
Vous devez choisir l’une de ces deux propositions. Vous avez 10 mn maximum pour prendre une décision régionale. Pour vous aider à argumenter, voici des extraits de publications parlementaires. N’oubliez pas de remplir votre tableau !
Proposition 1 (P1) : pour l’alimentation
« Le débat à propos du premier référendum à prouver qu’une production agricole sert avant tout à l’alimentation. »
« Dans les pays développés comme Gestiondusol, il n’y a pas de pénurie alimentaire*, une augmentation de la production alimentaire amènerait donc les habitants à surconsommer, notamment des produits industrialisés qui se conservent davantage que les produits frais. »
Proposition 2 (P2) : comme source d’énergie
« La biomasse végétale stocke de l’énergie (grâce à la photosynthèse). Nous pouvons alors utiliser cette biomasse comme source d’énergie. »
« Une utilisation de la biomasse végétale à des fins énergétiques nécessite une gestion raisonnée de la ressource pour qu’elle soit durable : en effet, l’exportation de matière du champ* amoindrit la quantité de matière organique qui renouvelle le sol du champ, cela entraine une diminution de la fertilité du champ. »
« Il ne faudrait pas que la production de biocarburant* se substitue à celle de produits alimentaires ! »
Vocabulaire :
Exportation de matière du champ : transfert de la matière produite dans le champ (matière végétale) en dehors du champ pour sa consommation (riz…) ou sa transformation (farine de maïs…)
Biocarburant : carburant de substitution aux carburants fossiles (hydrocarbures comme le charbon ou le pétrole), issu d’une biomasse végétale non fossile
- Troisième défi : Quelles techniques culturales privilégier ?
Vous devez choisir l’une de ces deux propositions. Vous avez 20 mn maximum pour prendre une décision régionale. Pour vous aider à argumenter, voici des extraits de publications parlementaires. Vous allez également participer à une formation proposée par une association sensibilisant aux impacts de l’utilisation d’engrais. N’oubliez pas de remplir votre tableau !
Proposition 1 (P1) : utilisation d’engrais minéraux chimiques
« Les engrais* contiennent des éléments nutritifs utilisés par les plantes (azote N, phosphore P, potassium K). Un apport en engrais booste la croissance des végétaux »
« L’utilisation d’engrais est une solution à court terme : les êtres vivants du sol aidant à sa fertilisation (décomposeurs) peuvent disparaitre à cause des engrais. En effet, un apport externe en éléments nutritifs entraine une disparition de la fonction des décomposeurs ce qui se traduit par une disparition de ces êtres vivants (organismes du sol… et ceux qui s’en nourrissent comme les oiseaux…). »
« Tous les ions* apportés par les engrais (NH4+ ammonium, NO3- nitrate par exemple) ne sont retenus par le CAH* ! Ceux qui ne sont pas retenus peuvent donc se retrouver dans les eaux en aval après lessivage par l’eau de pluie* et causer des problèmes écologiques comme on le voit au lac Oésol (eutrophisation*). »
Proposition 2 (P2) : mise en place d’un couvert végétal hivernal et semi-direct*
« Un couvert végétal* empêche le sol d’être mis à nu entre deux cultures, après une récolte. Cela limite le lessivage du sol par la pluie qui provoque une érosion du sol. Les graines de la prochaine culture sont directement semées sur les restes de la culture précédente. »
« On peut utiliser diverses plantes comme couvert pour maximiser la biodiversité, notamment les légumineuses (pois, lentille, haricot, soja…). Ces plantes enrichissent naturellement le sol en azote organique (N) disponible pour les plantes. »
« Ne plus utiliser d’engrais risque d’ébranler l’économie de Gestiondusol ! »
Vocabulaire :
Engrais : substances organiques ou minérales destinées à apporter des éléments nutritifs aux plantes (N, P, K sous forme organique = humus, compost ; ou minérale = ions ammonium ou nitrate)
Ions : atome ou groupement d’atomes (molécule) portant une charge électrique (négative ou positive)
CAH : complexe argilo-humique, agrégation de particules d’humus et d’argiles (chargées négativement) grâce à des ions positifs (Ca2+), il est globalement chargé négativement et peut attirer les ions positifs et les retenir
Lessivage par l’eau de pluie : transport de la couche superficielle du sol par l’eau en dehors du champ
Eutrophisation : accumulation de nutriments dans un milieu qui mène à une croissance accélérée de végétaux (algues, lentille d’eau…)
Couvert végétal : culture mise en place entre deux grandes cultures après exportation de la production de la première pour ne pas laisser à nu le sol le temps que les végétaux de la deuxième culture ne poussent
Formation de l’association sensibilisant aux impacts de l’utilisation des engrais
Pour croître, les cultures ont besoin d’eau mais également d’éléments minéraux puisés dans le sol et dans l’atmosphère. Ils produisent de la matière organique à partir de matière minérale uniquement.
Les végétaux ont notamment besoin d’azote (nitrate NO3- et ammonium NH4+) et de potassium K+.
La fixation sélective des ions du sol est une propriété caractéristique du complexe argilo-humique. Constituant une « réserve » minérale à la disposition des racines, le complexe argilo-humique favorise l’absorption racinaire.
Vous souhaitez savoir pourquoi une gestion raisonnée de l’utilisation d’engrais est nécessaire pour ne pas causer de pollution de l’eau. Une manipulation va vous permettre de répondre à ce problème.
Matériel :
- 4 tubes à essai dans un portoir
- 2 entonnoirs en verre
- Filtres en papier
- Solutions d’éosine et de bleu de méthylène
- Pissette d’eau
- Un récipient avec de la terre
- Un mortier
Protocole expérimental :
- Broyer au mortier un échantillon de terre (6 cuillères à café) et l’humidifier avec de l’eau.
- Dans un tube à essai, verser environ 2 à 3 cm de solution d’éosine et 2 à 3 cm d’eau.
- Placer 3 cuillères à café de terre sur du papier filtre dans un entonnoir : bien ajuster la terre pour qu’elle épouse la forme du papier filtre et qu’elle forme un puit.
- Placer l’entonnoir dans un tube à essai, sur le portoir.
- Verser de l’éosine (colorant dont les particules sont chargées négativement) sur la terre jusqu’à ce que le liquide coule dans le tube à essai sur une hauteur de 2 cm environ. ATTENTION : verser le colorant SUR la terre et non pas entre la terre et le filtre
- Refaire les étapes 2 à 5 en utilisant du bleu de méthylène (colorant dont les particules sont chargées positivement) à la place de l’éosine.
Photographie des abords du lac Oésol
Nous pouvons voir que le bleu de méthylène est plus clair après avoir été filtré par le sol, au contraire l'éosine ne change pas de couleur avec la filtration dans le sol.
Or nous savons que le bleu de méthylène est chargé positivement et l'éosine est chargée négativement. Nous savons aussi que dans le sol le complexe argilo-humique (CAH) est chargé négativement. Les charges négatives attirent les charges positives et repoussent les charges négatives.
Donc, nous pouvons conclure que des particules composant le bleu de méthylène sont restées dans la terre au cours de la filtration: leur charge positive a été attirée par la charge négative du CAH. Cela explique que le bleu de méthylène soit plus clair après filtration. Au contraire, pour l'éosine, sa charge négative a été repoussée par le CAH négatif.
Cela signifie que les cations (NH4+) peuvent être retenus dans le sol et être disponibles pour les végétaux, au contraire des anions (NO3-) qui sont facilement lessivés.
Le sol est une ressource non renouvelable à l’échelle de l’humanité, qui est limitée et inégalement répartie.
Le sol sert à l’homme pour produire de la biomasse végétale. Cette production peut servir à nourrir l’humanité (agriculture) ou bien peut être utilisée comme source énergétique (biocarburants). Cette production peut entrer en concurrence avec la biodiversité naturelle.
Certaines pratiques actuelles (produits phytosanitaires, urbanisation…) peuvent dégrader le sol. La gestion des sols est donc primordiale aujourd'hui et est un enjeu en débat dans nos sociétés.