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Last modified: 05-02-2014 |
Notes de lecture.
Courge étouffe mauvaises herbes qd cultivée avec maïs et haricots.
Sélection massale (hybrides) != semences de ferme
Maïs fourrager (ensillage) vs. maïs grain
Vigueur hybride = hétérosis
À l'état naturel, le maïs est pauvre en lysine et en tryptophane (acides aminés essentiels), compensé par cuisson par chaux, cendre, citron ou salive. D'où importance de l'accompagner de compléments végétaux, fruits, oeufs ou produits laitiers.
En France, semailles fin avril/début mai, floraison juillet, grains fin août/début octobre.
Maïs grain est récolté automne avt premières gelées (fin oct/mi-nov) et doit être séché pour réduite tx humidité.
Maïs fourrage pour nourrir vaches hiver, ramassé fin été encore vert, broyé et laissé fermenté sous bâche plastique à l'abri air et lumière pour fabriquer ensillage dont les vaches raffolent. Fermentation le rend facile à digérer, mais doit être complété par protéines, minéraux et vitamines.
Maïs légume : consommé par humains, en conserve ou épi; très riche en sucre, récolté encore tendre et croquant au début été après 90j culture.
Chaque utilisation nécessite maïs différent.
Maïs ne repousse pas seul, nécessite intervention homme.
Semences hybrides bp plus productives que semences récolte. Créés par "agriculteurs multiplicateurs". Inconvénients : doivent être rachetées ts les ans + très homogènes donc vulnérables.
Maïs ne nécessite pas de rotation, même si c'est souhaitable pour assurer équilibre des sols.
Il n'existe pas de traitement curatif : ds pays pauvres, jusqu'à 1/3 de la récolte peut être perdu.
Rendement maïs sup. à sorgho.
Une des plantes qui nécessitent le moins de traitement, d'où utilisation dans champs difficiles d'accès. Feuillage abondant empêche pousse adventices.
Le maïs consomme bp d'oxyde de carbone et produit bp d'oxygène. Culture de printemps = planté avril après gelées, récolté octobre, donc pousse été donc besoin irrigation (sauf pour maïs fourrage), alors que blé, orge ou colza st cultures hiver (plantées avant hiver et récoltes début hiver). 1/4 slt du maïs est irrigué.
?? "Le maïs fourrage, lui, qui représente la moitié de la sole nationale de maïs, n'est presque jamais irrigué. [...] En maïsiculture, important d'irriguer le maïs semence, pour avoir des grains bien remplis et en bonne santé, et le maïs fourrage, pour garantir aux vaches une alimentation de qualité" p 199-200
L'eau, plus que la terre, est le facteur limitant de l'agriculture. En France auj, 6% des terres cultivées st irriguées.
Pour obtenir 1kg de matière sèche : riz nécessite 5.000 litres d'eau, blé et pdt 600, maïs grain 450 et maïs fourrage 240.
Saints de glace = gelées tardives du printemps
par Claude et Lydia Bourguignon
Raisons mort sols agricoles:
Difficulté faire arrêter labour aux agriculteurs
Évolution verte heurte milliers d'années d'obscurantisme et ides préconçues. Plus grande résistance vient des agronomes
Labours participent réchauffement planétaire par perte matière organique sous forme gaz carbonique; SDSC augmente teneur en mat org en laissant litière s'humidifier au sol > fixation gaz carbonique
Agrologie = connaissance du champ
Agronomie classique : quintal blé = 3kg azote + 120 litres fuel par hectare; agrologie : 1kg azote + 30 litres fuel
? peut-on faire de l'agriculture partout?
Ions = "Atome ou molécule ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons. Une perte d'électron(s) correspond à une charge globale positive : on parle d'un cation. Un gain d'électron(s) correspond à une charge globale négative : on parle d'un anion."
Air et eau formés composés minéraux dont attaches atomiques très solides (molécules); sol est organominéral, formé d'attaches électriques faciles à rompre (sol est issu attaches composés minéraux provenant roches + composés organiques provenant litière) : fusion monde silice (roches) et monde carbone (litière). Pas de sol sans mat org.
sols : composés minéraux roche mère (silice, oxygène, hydrogne, fer, aluminium) + composés organiques litière (cadavres plantes et animaux; litière = carbone, oxygène, hydrogne, azote). Union argiles et humus = complexe argilo-humique.
Sol impossible ds déserts (roche mère altérée pas retenue par plantes) ou montagnes/marais (mat org décompose trop lentement > tourbière)
Augmentation température et pluviométrie : roches attaquées plus vite à l'équateur qu'aux pôles. Pareil pour litière.
Dureté roches facteur : racines attaquent plus facilement roches douce comme calcaire que roches dures comme granit
Autres facteurs : relief et type végétation
Racines et microbes attaquent roche pour prélever alimentation : potasse, phosphore, soufre, calcium, magnésie, etc. Ils laissent silice, fer et aluminium (oligoéléments nécessaires aux plantes) : lors s+f+a très concentrés > cristalisation en silicates de fer et alumine (argiles)
Certaines litières toxiques (par ex, résineux) délaissées par animaux et décomposées par microbes; litières feuillus ou steppes et savanes broyées par faune du sol > excréments transformés en humus par microbes (champignons)
Sol détruit par excès labours et pesticides : ions et substances migrent latéralement ou vers fond
Résultat décompositions, migration et accumulation = maturité sol (constitution en strates = horizons; profil sol = succession horizons)
Sols cultivés modernes : érosion, salinisation, désertification
Hommes provoquent érosion : pas d'érosion ds nature, juste lixiviation (perte ions).
Irrigation accélère minéralisation matière organique (contrairement à pluie, eau non distillée, chargée en sel)
Sans remontes éléments nutritifs du sol par verres de terre, sol s'acidifie à cause manque calcium > étape 2 : dégradation chimique : éléments partent polluer nappes phratiques et rivières.
Eau nappe st sales alors qu'eau de pluie est distillée > salinisation sols > désertification. Faut cultiver plantes adaptées à pluviométrie.
Troisième étape : dégradation physique
Excès d'engrais azoté pour compenser mort biologique des sols
Sol argileux : résistant à érosion éolienne et hydrique; sol sableux/limoneux : très sensibles vents et pluie.
Sols tropicaux fragiles car teneur humus faible à cause températures élevées favorisant activité microbienne minéralisatrice + argiles néoformées de mauvaise qualité > soleil + pluies = désertification
Perméabilité sols tropicaux composés pourtant de 70% argile due à accumulation plusieurs siécles de boulettes fécales de termites, mais meurent par latéritisation si mis à nu et labouré
? non-labour + SDSC : même rendements? pas d'inconvénients?
Chaque faune a son rôle:
(see below) Amibes mangent matière organique et bactéries (pour libérer fibres lignignes avant qu'elles soient dégradées par champignons) : bactéries > amibes > champi. Champi ont besoin sol bien aéré car aérobies (si absence air, donne tourbe plutôt que humus)
? Pédogénèse?
Sol = grande fermentation vivante
cultivateur vs. éleveur
phosphore excréments n'est plus recyclé et part ds la mer.
paille tombe sol : attaquée par bactéries qui détruisent fibres cellulosiques > bactéries mangées par amibes > libèrent fibres lignines dégradées par champignons : sans amibes, champis incapables attaquer fibres lignines à cause bactéries.
algues = source matière orga + fixent azote
champi = structurent sols par mycélium; capables décomposer lignines plantes (principe source humus) : pour ça, ont besoin sol bien aéré (aérobie : absence air = tourbe). paille couverte fongicide doit être brûlée pour être décomposée par champi. champi sécrètent antibio afin résister envahissement bactéries. Champi font entrer carbone ds sols.
actinomycètes : intermédiaires champis bactérie; thermophiles et permettent pasteurisation déchets et sécrèrent aussi antiobio pour protéger champi; minéralisent mat org pour nourrir plantes; certaines fixent azote.
bactéries transforment susbstances du sol et les font entrer dans le monde vivant
en résumé, deux groupes org vivants : les gros aèrent sol et petits font entrer ds sols éléments minéraux et organiques.
sol : grande fermentation vivante.
Cycle du carbone : gaz carbonique seulement 0,03% atmosphère. Photosynthèse et travail bactéries transforment CO2 en sucre. Sans microbes, gaz atmosphère aurait déjà disparu; les bact minéralisatrices st ss doute apparues tardivement. Lenteur entre dépôt et décomposition litière toxique des résineux = charbon et pétrole.
Deux types d'énergie : soleil et chimique (sous forme substances minérales).
matière du sol : minérale (argile, liquide ou gaz) ou organique (de litière). Plantes vertes et bactéries fusionnent énergie solaire et matière minérale/organique : plantes vertes et bactéries sont base de la vie.
Microbes capables consommer litière et humus et générer gaz carbonique (carbone?) st fondamentaux. Premières substance primitives plus simples que humus mais contenaient peu de cellulose et lignine (résineux, par ex fougères) donc faible production d'humus : absence de faune due à toxicité litière = faible décomposition litières > charbon et pétrole. Puis apparition feuillus et graminés et quasi disparition fougères, prêles et résineux.
Disparition dinosaures pourraient être due à mutation végétaux provoquée par météorite et diarrhées des animaux
Cycle de l'azote : molécule très stable que seules bactéries peuvent faire entrer ds le vivant. Fabrication industrielle du nitrate 1913.
Cycle du phosphore dominé par champis. Excès chaulage (apport ion calcium) provoque carence en phosphore.
Epandage superphosphate = destruction mychorize (champi qui apportent phosphates aux plantes)
Microbes utilisent deux types de réactions pour rendre éléments solubles ds eau du sol et assimilables par plantes : oxydation (azote oxydé en nitrate, soufre oxydé en sulfate) et chélation (transformation oligo-éléments : fer en succinate de fer ou citrate de fer). NPK est donc insuffisant et déséquilibre plantes.
Engrais nourrissent plantes; marnage et composte nourrissent sols (amendement). Abattage arbres et mise à nu sols ralentissent production argile car racines plantes descendent pas assez profondément : marnage (épandage argile calcaire).
Mat végé + animale déposée sur sol est transformée par micro-org : une partie minéralisée pour plantes, une partie nourrit faune, et une partie transformée en humus par champis et nourrit sol. Matériaux jeunes = riches en azote, pauvres en carbone > minéralisation et absence humus et perte mat org. Importance paille sous bêtes. Matériaux riches en carbone et pauvres en azote : pailles, bois raméaux, copeaux ou sciure de bois favorisent humification car riches en cellulose et lignine.
Podzols : sols de résineux dont pH peut descendre jusqu'à 3,5.
Faible pluviométrie > mat org se minéralise lentement. Agriculture plus difficile qd pluviométrie > 550mm/an (zone tempérée, méditerranéanne, tropicales ou équatoriales) : naturellement, seules forêts poussent pour absorber cette qté eau sans éroder sols par ruissellement : culture graminés (blé) en zones pluvieuses provoque donc érosion puis 2 milliard ha déserts créés en 4000 ans. D'où semis direct afin de ne jamais laisser sol à nu.
Par ex, en zone tropicale : association céréale + légumineuse pour fixer azote + légume.
Composantes principales pour culture plante : sol + climat + plantes associées.
Maraichers ont cherché sols sableux : simple support + engrais et phyto. Ok pendant vingt ans puis multiplication pathogènes par ambience vie microbienne, d'où usage important pesticides voire stérilisation sols entre cultures (vapeur, bromure de méthyle/dichloropropène).
Besoin choisir plante en fonction sol et climat. On peut jouer aussi sur sélection : par ex, blés de printemps. Facteur le plus difficile : rotation et association. Chaque plante a des exigences nutritives différentes : monoculture épuise les sols. Cette technique permet aussi de lutter contre parasites et mauvaises herbes. SDSC ajoute complexité par plante de couverture.
Atmosphère = atomes légers (carbone, oxygène, azote, hydrogène) capables former liaisons très fortes; sol = atomes lourdus (potassium, phosphore, zinc, etc.)
Photosynthèse fait pénétrer CO2 et H2O ds plante. Azote de l'air transformée en ammonium par bactérie puis ss forme acide aminé ou nitrate.
Eléments provenants du sol :
Mulching : apport couverture minérale organique.
Augmentation rendements surtout dûs à amélioration génétique : gaz cabonique de l'atmosphère = 88% alimentation végétaux, mais on ne peut pas faire gd chose. Par contre, on peut agir sur hydrogène (eau) et azote (microbes alimentées par légumineuses et algues vertes apportent ammonium). Autre avantage azote par plantes : apporté graduellement là où nitrate apporté d'un coup puis en partie lessivée.
Qualité des engrais est importante, ainsi que restitution éléments exportés : NPK insuffisant car plante besoin trente-deux éléments.
Terroir = climat + géologie + topographie + sol
Grand vin nécessite chaleur modérée, donc zones tempérées avec été ensoleillé et sept journées chaudes/nuits fraîches. Cépages : pinot noir ou chardonnay (nord zone tempérée), cabernet ou sauvignon (zone moyenne), grenache ou marsanne ou mourvèdre (zone méditerranéenne).
Trois types de roches ds le monde : 90% métamorphique (75% schistes, 15% granite), volcaniques (3%) et sédimentaires (7%, 80% st calcaires). Vigne (surtout vin rouge) est plante calcicole : peu de régions ds le monde peuvent donc en produire; vin blanc nécessite roches métamorphique (Alsace, Moselle, Anjou) ou volcanique (tokay de Hongrie).
Collines importantes : permettent rapide evacuation eau ds sol et donc réchauffement rapide du sol + bonne exposition soleil (surtout sud-est).
Donc, grand vin : climat tempéré + roche calcaire + pente bien orientée.
Facteurs du sol : perméabilité, présence cailloux en surface pour réchauffer vigne, argile en profondeur pour libérer eau lentement en été et éviter stress hydrique. Sols trop profonds interdisent arrêt croissance vigne nécessaire à maturation raisin. Sols trop riches en potasse = chute activité vins. Sols trop nutritifs favorisent maladies et déséquilibrent vins.
Bourgogne AOC : pinot noir pour rouge et chardonnay pour blanc.
Correlation type argile et couleur vins.
Enracinement profond donne goût terroir et évite stress hydrique en été (apporte minimum d'eau : poursuite maturation raisins malgré arrêt croissance bois).
Sol : dimension physique de texture/structure et chimique (chaque roche libère éléments selon composition.
Excès NPK provoque chute teneur oligo-éléments ds plantes par turgescence (forte absorption eau et dillution vins ou tissu des plantes).
Cépage = longue adaptation vigne à terroir.
Ts vins st auj corrigés grâce à sucres (chaptalisation), acide tartrique, contrôle températures et osmose inverse.
par Marcel Mazoyer et Laurence Roudart
En 50 ans, l'écart de productivité entre agriculteurs les moins et les plus productifs est passé de 1-10 à 1-500 (2.000?). Les plus productifs font environ 20.000 quintaux équivalent-céréal/travailleur/an (200ha/travailleur x 100qtx/ha).
Révolution verte : variante de la révolution agricole contemporaine : pas de grande motorisation + mécanisation : variétés à plus fort rendement potentiel riz, maïs, soja, etc. → engrais chimiques, produits traitements, etc. Aujourd'hui, environ 100 qtx/équivalent-céréal/ha avec outils manuels, et 500 qtx/équivalent-céréal/ha avec traction animale. Reste du monde : environ 10 qtx/équivalent-céréal/ha.
Traction animale/motorisée permet de gérer plus grandes surfaces/travailleur.
Agriculture conventionnelle : traction + plantes + engrais + produits phyto
Effet pervers des révolutions agricoles contemporaine/verte : chute des prix → meilleur approvisionnement des villes → exode rurale et bidonvilles → misère paysans ruraux, chômage
De tte façon, agriculture morderne = machines + phosphates (épuisement ressource)
Premiers systèmes de culture/élevage il y 10.000 ans (néolithique). Puis, système élevage pastoral + système culture sur abattis-brûlis d'où déforestation.
Définitions:
Les végétaux sont autotrophes : peuvent synthétiser leur propre substance organique à partir eau, gaz carbonique et autres éléments de l'atmosphère et du sol via énergie solaire
Les hommes et les animaux sont hététrophes : se nourrisent de la matière organique provenant des végétaux et des animaux qu'ils ont consommés.
La plupart des animaux sont de simples prédateurs mais qqs-uns rendent service (abeilles, etc.)
Symbiose : relation d'exploitation réciproque et obligée, par ex. bactéries fixatrices d'azote de l'air hébergées dans racines des légumineuses.
Seule une partie de la biomasse possède une fertilité utile.
Matière organique des plantes: eau (racines) et gaz carbonique (feuilles) → combinés dans parties vertes des plantes grâce à rayons solaires captés par chlorophylle (photosynthèse) → sucre + oxygène
CO² + H²O + lumière + chlorophylle → HCHO + O²
Sucres = glucose, saccharose, cellulose, amidon → matières premières fabrication autres substances organiques (lipides, protéines, acides nucléiques) → composées de carbone, hydrogène, oxygène, azote, phosphore, soufre + éléments métalliques (sodium, potassium, calcium, magnésium) + autres éléments (fer, chlore, fluor, bore, iode, cuivre, etc.) nécessaires à activation diverses réactions chimiques
eau et minéraux (racines) + gaz carbonique (feuilles) → plantes → sucres, oxygène, eau (respiration des plantes = oxydation/combustion de sucres)
oxygène et sucres → êtres vivants → eau + gaz carbonique
matière organique morte = carbone + hydrogène + oxygène + autres éléments → eau + gaz carbonique sels minéraux
Fertilité écosystème:
Les conditions climatiques (soleil, pluie) sont à peu près égales : la différence se fait par géologie (caractères physiques, chimiques, topographiques)
Altération roche-mère + décomposition litière → formation du sol : action agents climatiques, chimiques, biologiques. Roches compactes : fractionnement en particules minérales (cailloux, graviers, sables, limons et argiles), proportions entre classes particules = composation granulométrique (texture du sol).
Solubilisation roche-mère : libération sels minéraux sous forme soluble de l'eau (la plupart des sels minéraux absorbés par biomasse provenant solubilisation roche-mère, sauf sels azotés fournis à partir azote de l'air). Fertilité minérale sol fonction nature roche-mère et degré altération.
Fixation azote air:
Au début, roche-mère nue subit action agents chimiques + colonisation par bactéries fixatrices azote + mousses et lichens → formation litière qui se décompose en sels minéraux nutritifs → développement nouvelles espèces de plantes → litières régulièrement alimentées en matière organique
Décomposition litière :
Humus contient acides humiques qui accélèrent altération roche-mère et s'associent aux particules d'argile → complexe argilo-humique. Grand pouvoir absorption ions basiques de l'eau et sels minéraux → réservoir éléments nutritifs échangés avec ceux de la solution du sol. Ce complexe sert de lien entre particules du sol (sables, limons) → donne au sol une structure plus légère/meubre → meilleure pénétration racines + favorise vie micro-organismes du sol qui accélèrent solubilisation roche-mère.
Formation des sols:
Par temps pluvieux, drainage et lessivage appauvrissent couches superficielles du sol en sels et éléments fins; par temps sec, remontée capillaire de l'eau pompée par évaporation enrichissent les sols.
Équilibre pluie/sécheresse:
Altération roche-mère + fixation azote de l'air; décomposition litière → sol alimenté en minéraux fertilisants
La fertilité du sol se maintient s'il reçoit suffisamment de matières organique + minérale pour compenser perte humus par minéralisation et perte minérales par drainage/dénitrification et récoltes.
Peu de sols offrent récoltes suffisante chaque année juste par minéralisation roche-mère et fixation azote de l'air. Différentes méthodes pour renouveller fertilité:
Autres solutions:
engrais = matière miné/orga : minéraux nutritifs
amendements = mat miné/orga pour améliorer constitution et propriété physiques/chimiques
Les engrais organiques sont plus efficaces que les engrais minéraux et jouent le rôle d'amendement.
Pour accroître fertilité:
Stabulation = mise en étable
Déjection + litière → fumier
Charrue permet véritable labour et ensevelir fumier
Jachère : renouveller fertilité et nettoyer mauvaises herbes
Cheval : même force de traction mais va 50% plus vite que boeuf et travaille 2h de plus/jour
Fumier d'étable : fumure à effet prolongé
Potager : légumineuses alimentaires et légumes pour potages/soupes
Terres labourables : céréales
Labour:
Première révolution agricole:
=> On remplace jachère par plantes sarclées fourragères + prairies artificielles → développement élevage et production fumier: grande jachère 15 mois (prairie artificielle) et petite jachère 9 mois (culture fourragère fin été/automne) → nouvelle rotation sans jachère → augmentation élevage et rendement céréales
1ère révolution agricole = développement culture des plantes entièrement/partiellement destinées aux animaux → intégration + importante culture et élevage
Culture fourragères → développement élevage/fumier → culture céréales → augmentation productions alimentaires
Rotation céréales/fourrages
Prairies artificielles + plantes sarclées fourragères → absorption grande quantité minéraux fertilisants sans drainage/dénitrification → alimentation minérale fractionnée: fumier et engrais vert → augmentation matière organique
Légumineuses fourragères hébergent bactéries fixatrices d'azote dans nodosités racines → absorption azote air → synthétisation composés azotés qui nourissent la plante + absorption quantités plus importantes minéraux fertilisants → biomasse plus importante.
On peut aussi semer légumes fourragères sous couvert céréal du printemps en place (trèfle + orge, par exemple) → la céréale s'alimente en azote via racines légumineuses
Cultures exigeantes : exportatrices minéraux fertilisantes
Terres acides corrigées par amendements (sablage, chaulage, boues urbaines)
Mécanisation + motorisation + chimisation → libération et concentration sur qqs productions optimisées → 1 travailleur = 50-200 ha, 50-1000 qtx/ha, 2.500 à 20.000 qtx/travailleur
Tracteurs d'aujourd'hui : 4x4, 120 chevaux → un travailleur peut s'occuper de 200 ha.
Trois principaux minéraux fertilisants : azote, acide phosphorique, potasse
Engrais + sélections plantes → accroissement céréales (riches en sucre) et légumineuses (riches en protéines) → une part de + en + importante est consacrée à alimentation animaux (aliments dits "concentrés") → sélection animaux
Plus besoin de fumier, produits de traitement → rotation moins nécessaire
par Thierry Doré, Olivier Réchauchère, Philippe Schmidely
Une agriculture peut être intensive en...
... il faut donc préciser la définition utilisée car on ne peut pas être intensif en tout.
France : blé 25 qt/ha en 1960, 70 qt/ha en 1995
Critiques agriculture intensive :
Solutions:
agriculture bio:
pour apporter éléments minéraux : rotation culturales, recyclage éléments minéraux de l'exploitation (fumier + lisier), amendements extérieurs (composte). Pas d'éléments minéraux de synthèse (pourquoi?)
Pour éviter pesticides de synthèse : lutte biologique, choix espèces et variétés moins sensibles.
Pour élevage : interdiction traitements hormonaux, nutriments de synthèse et médicaments en usage préventif; usage espèces moins productives mais plus rustiques avec capacitiés adaptation.
Label AB : respect de pratiques, pas d'objectifs de résultats. En AB, ressources en azote via 1) fixation azote air par légumineuses (trèfle, luzerne), et 2) décomposition engrais et amendements organiques → nitrates absorbés par plantes
Objectif : ne pas fournir pus d'ions nitrates que nécessaire
Mais quid usage produits minéraux (sulfate de cuivre) notamment en viticulture/arboriculture?
Moindre consommation énergie fossile (moins d'hydrocarbures pour engrais azotés)
Pas d'engrais de synthèse → risque exportation phosphore/potassium → appauvrissement des sols
AB nécessite plus de travail → chute productivité
Êtres vivants : carbone, hydrogène, oxygène, azote (+ fer, phosphore, potassium, etc.)
azote : 75% volume air, eau du sol, notamment ion nitrate → absorbé par plantes
Cycle de l'azote: mort animaux/végétaux → décomposés par micro-organismes → azote sous forme minérale → gaz de l'air + dissoute dans eau du sol
Activités agricoles + élevage modifient cycles des éléments → accumulations
Azote gazeux : N², N²O, NO, NO²
Soluble dans l'eau : ion nitrate et ion ammonium
Fumiers compostes (apports organiques : amendements) : impact positif sur croissance plantes grâce à minéralisation azote qu'ils contiennent.
Fabrication engrais azoté à partir azote atmosphérique → hausse qtés engrais utilisés : France x10 1950-2000
Apport azote excédentaire → fuite dans atmosphère ou eaux souterraines de N²O (gaz effet serre) et NH3 (ammoniac : gaz pluies acides)
Augmentation nitrates dans eau boisson et azote dans eau rivières
Autres éléments (phosphore, soufre, cuivre, zinc, plomb, cadmium, arsenic, sélénium) sont moins mobiles que azote → concentration
25% rejets phosphore dans eau liés à activité agricole
Accumulation azote + phosphore : enrichissement eau en éléments minéraux → prolifération algues
Cuivre et soufre (arsenic autrefois) : produits protection contre maladies plantes (surtout viticulture)
Sol : 90-95% particules minérales (grains de quartz, argiles, etc.). Contient matières organiques : animaux, végétaux, micro-organismes → décomposition → humus + animaux + champignons
Micro-organismes transforment matière organique omrte en composés simples (à base de carbone, oxygène, hydrogène, azote, phosphore, potassium)
Sans sol, pas d'agriculture:
Humanité : [ cueillette → agriculture, chasse → élevage ] → modification fonctionnement du sol
Si nécessaire, modifs propriétés physico-chimiques des sols (par ex, modif pH des sols acides par apport calcium)
Travail sol pour modifier agencement terre et favoriser infiltration eau, germination graines et croissance racines, enfouir graints et certains parasites, éliminer plantes spontanées
Disparition couche superficielle sols par érosion:
Autre altération : tassement. Diminution porosité sols → diminution rendements et ruissellement eau → érosion
Autre phénomène : salinisation sols
Érosion + tassement + salinisation = désertification → aridité
Autre altération : accumulation polluants dans sols : métaux (cuivre, cadmium, zinc, etc.) et molécules organiques (produits phyto, épandages, etc.)
Diminution taux matière organique du sol (apports paille + fumier inférieurs à pertes par minéralisation) → dégradation des sols
À côté constituants minéraux, matière organique joue rôle important : capacité retenir eau et éléments minéraux, résistance au tassement, réservoir temp. azoté, création porosité, réservoir biodiversité
Cultures : 200-900 litres eau régions tempérées pour produire 1kg de biomasse. 1.000m3 eau habitant/an pour produire alimentation moyenne.
Eau pénètre par racines, remonte dans plante, ressort par feuilles, surtout via orifices "stomates". Si manque d'eau, stomates se ferment → blocage transpiration afin conserver eau. Impossible de les garder fermées en permanence parce que c'est par les stomates que pénètre le dioxide de carbone nécessaire à synthèse constituants plante via photosynthèse → plante croît moins vite.
Sol : réservoir eau, et dépend composition sol (argile = bonne rétention, limoneux/sable = moins bon) + profondeur + degré tassement
→ invention méthodes irrigation:
Eau irrigation trois sources : cours d'eau; souterraine (nappes phréatiques); retenues
17% des terres cultivées dans le monde sont cultivées (France 10%, soit 2.7 millions ha)
Prélèvements eau dans le monde : industrie 20%, besoins domestiques 10%, irrigation 70%
Paysan africain outils manuels surfaces réduites : 1 tonne céréales/an. Paysan occidental : 2.000 tonnes/an.
Sol pauvre en calcium, phosphore, potassium, magnésium (éléments majeurs composition minérale des plantes) = production faible
Prairie temporaire : rotation → trèfle blanc sans engrais azoté, plus fertile grâce à matière organique
Maïs hybride peut être planté dans toute la France.
Ensillage : stockage maïs broyé pour bêtes
Maïs ensillage : nourriture bovins à partir années 60 → maïs (glucose) + soja (protéines) → fin pâturage → destruction environnement (haies, arbres) pour machines → érosion, perte matière organique et minérale
Maïs fourrage : plusieurs années sur même parcelle : terre à nu oct-juin → lessivage du sol et perte nitrates → nappes phréatiques, cours d'eau
Maïs hybride ne se ressème pas → bon business
Système paddock : 50kg engrais azoté/ha x 10 passages → 500kg/ha → pollution
Azote minéral se lessive plus que azote organique
Blé : régulateur de croissance pour réduire taille → épis plus gros
1950 : 8 millions d'agriculteurs pour 40 millions de Français → 5 bouches/agriculteur
2000 : 100 bouches/agriculteur
"On sait produire bp avec bp": aujourd'hui
France : chaque paysan produit 8t/ha, 100ha → 800t/an. Asie/Afrique : 2t/ha, 0.8ha → 1.6t/an
La France importe 3/4 protéines alimentation animale, principalement soja Brésil/Argentine → limitation performances élevages
Un adulte : 1kg de céréales par jour.
Légumineuses:
Tubercules, racines
Huiles (oléagineux) : 1 litre huile = 7.200 Kcal pour 1,50€. 1 kg sucre = 4.000 Kcal. 0,5kg pain = 1.200 Kcal. 100g viande = 200 Kcal. 1kg légumes = 250 Kcal.
Maïs : 1ha produit 2x plus d'oxygène qu'1ha de blé, et 4x plus qu'un 1ha de forêt et donne 1 tonne d'humus dans sol
Céréales France : environ 8t/ha, soit 80qt/ha.
Pesticides les plus utilisés:
Bio:
Blé actuel : 2x plus court qu'il y a un siècle → permet concentrer forces sur production grains.
Hybrides en général stériles → faut racheter semences
Céréales ont du mal à fixer azote de l'air → rotation des cultures + épandage excréments animaux (guano, etc.).
Engrais azotés : synthèse ammoniac au début du XXème siècle, mais coût élevé aujourd'hui → légumineuses
Agriculture raisonnée : "integrated farming"
Seule une petite partie production agricole est exportée : les pays du sud doivent se nourrir eux-même à cause du coût.
L'air et l'eau sont des milieux minéraux, très résistants parce que basés sur des attaches atomiques. Le sol est un milieu fragile parce qu'organo-minéral.
Les bactéries sont capables de transférer l'azote de l'air dans les plantes (symbiose avec légumineuses).
Les champignons transforment les déchets organiques en humus, chargés négativement. Les racines et les microbes attaquent roche → créent de l'argile, qui sont des cristaux qui nourissent les plantes.
Humus et argiles sont chargés négativement, et reliés par calcium ou fer pour créer le complexe argilo-humique.
L'agriculture détruit les sols depuis 6000 ans : déserts, dust bowl, érosion hydrique
Toujours maintenir de la végétation sur le sol : humidité + les racines tiennent le sol. Sol mort → plus de galeries → érosion → boue
Irrigation = mort des sols (l'eau de pluie est pure, distillée, alors que l'eau des nappes est chargée de minéraux calcium magnésium → salinisation sols).
L'irrigation des sols en été provoque la minéralisation des matières organiques puis leur mort. Intérêt des arbres pour protéger le sol du soleil : des sols nus dans les tropiques montent à plus de 50° à midi (pasteurisation à 41°C → la chaleur tue toute vie des sols); un paillis/mulch maintient la température en dessous de 30°.
Haïti et Madagascar : plus grosses catastrophes écologiques
Passer de l'agronomie à l'agrologie.
Processus de destruction des sols:
Destruction par les engrais chimiques : détruisent l'humus créé par champignons en transformant la lignine des arbres.
Champignons:
maintenir un ratio carbone C/azote N élevé est primordial : si trop d'azote → multiplication des bactéries → minéralisation puis perte de la matière organique + augmentation du gaz carbonique qui contribue au réchauffement planétaire.
La matière organique retient les argiles; perte de calcium qui ne lie plus argile et humus → l'argile part → érosion (argile en suspension dans l'eau → gros dégâts; densité argile = 4, d'où grosse force érosive).
Appauvrissement des sols → baisse de la qualité nutritive des aliments.
Forêts : branches et feuilles tombent → litière attaquée par la faune épigée qui la décompose en matière fécale, c.a.d. élément plus fins → attaquée par champignons → humus
Le labour est une catastrophe:
Au printemps, l'humus est minéralisé par les bactéries → éléments minéralisés recapturés par les racines des arbres 1) horizontales sous l'humus et 2) verticales qui plongent vers la roche, l'attaquant pour la transformer en argile
humus ↔ vers de terre = calcium ↔ matière organique du sol, racines
"Cailloux qui remontent" = sols qui s'en vont
Les microbes...
Ions négatifs : par oxidation, l'azote est transformée en nitrate, le soufre en sulfate, et le phosphore en phosphate. Assimilation par fixation d'oxygène, d'où importance de garder des sols aérés
Par leurs feuilles, les plantes prélèvent du carbone + oxygène transformé en sucre, et de l'hydrogène transformé en oxygène.
Le NPK est insuffisant : les plantes se nourrissent de beaucoup d'oligoéléments → perte de goût et carences alimentaires.
Odeur choux/asperges due à soufre/azote des engrais synthétiques
Les plantes ont besoin de carbone, pas d'engrais chimiques
Deux solutions pour maintenir des sols vivants:
Ne pas brûler ou enfouir la paille → la laisser sur le sol.
Plantes capables de pousser sur des sols dégradés : brachria (?)
Semoir à disque pour semer sans labourer
Etapes pour regénérer les sols : fin du labour → TCS → semis direct sous couvert (plus besoin de NPK), BRF
Graminés ont racines profondes, donc bonne survie si sécheresse. Graminés = essentiel prairies, steppes et pampas; pollen s'envole facilement.
Zizanie : nom du riz sauvage, du sumérien "zizan" = ivraie, mauvaise herbe -> si présente ds blé, consommation farine provoque ivresse. Ryegrass ( fr. ray-grass) = seigle sauvage
Blé = 100 qtx/ha, soit 1kg/m2, en dix mois. Graines à 60cm du sol donc facile à récolter, et facile à stocker. Racines nombreuses et puissantes : 1ha blé = 1t1/2, maïs 1t, sorgho 2t (d'où capacité résister stress hydrique)... mais 5-6t pour brome, chiendent ou ivraie. Cette masse de matiere organique = stabilité sol, mais pose pb pour nouveau semis après moisson car décomposition -> engins à dents ou disques pour fragmenter touffes desséchées.
Blé hiver supporte -15C; si trop froid, attendre dégel et semer blé de printemps.
Sur 10 plantes les plus cultivées, quatre céréales après canne à sucre : maïs, blé, riz, et orge (bière).
Blé, riz et sorgho st à l'origine des plantes spontanées, herbes folles; en Turquie et Syrie, on trouve encore champs naturels d'engrain (un des blés archaïques).
Agriculture subsistance nécessite moins d'énergie, mais agriculture mécanisée allège peine agriculteur. Agriculture = sedentarité et meilleure alimentation -> augmentation fécondité femmes mais forte mortalité enfants à cause pollution eau et transmission maladies animaux à humains
Céréales ont cycle de vie court et nécessitent ensoleillement, d'où déboisement et incendies, lutte contre herbes spontanées indésirables, puis semis et irrigation. Meilleurs emplacements pour céréales, alors que pâturages et bois st tolérés.
Grosse graine levant rapidement = plus d'amidon, pour une taille d'embryon constante, d'où déséquilibre glucides/protéines -> domestication légumineuses et un peu de viande.
Torchis : mélange paille + boue.
Toit de chaume : botte de paille conduisent eau vers extérieur si disposées en pente.
Seigle = seule céréale qui pousse sur sols acides.
Triticum = blés sauvages
Grande glaciation Europe -> blé se développe au Moyen-orient
Sumer : Irrigation peut provoquer salinisation terres (eau riche en gypse + évaporation)
Torrefaction grains supprime balle qui entoure grain.
Blé tendre est riche en gluten et permet pains arrondis.
Champs ds Croissant fertile dès 8500 ans Bc, en Europe 3.000 ans plus tard (marche : chevaux encore en Ukraine, roue pas inventée).
Épeautre : croissance rapide et récolte en été (alternative si semis hiver ratés).
Défrichement par feu : mélange cendres et litière riche en humus = bonnes récoltes pendant 2-3 ans.
Lœss : (all.) limons déposés par vents sur plateaux près déserts ou anciens glaciers; généralement bonne terre à céréales car limon conserve humidité, mais sensible à érosion.
Premières rizières au Japon en -3.000.
Repiquage riz demande bp de main d'œuvre mais moins de semence que blé semé à la volée + rendements bien supérieurs. Riz précoce du Laos permet trois récoltes par an ds le sud de la Chine.
Afrique : sorgho, mil, puis fonio, tef, éleusine.
Forêt tropical africaine = obstacle à diffusion céréales vers sud; alternative, igname (riche en amidon).
Nigeria : pays + peuplé (160m habitants), carrefour agricultures savane/forêt = sorgho/mil/maïs vs. igname/manioc/taro.
Madagascar : culture du riz, apporté par Malais
Afrique du sud : climat méditerranéen > blé + maïs apportés par Hollandais
Mexique : téosinte = ancêtre maïs. Graines plus grosses = plus gde qté amidon. Terrasses sur pentes réduisent érosion.
Régions équatoriales pas adaptées graminées.
Arbre à pain= jacquier; fruit riche en amidon, alternative à farine blé
Terres acides amendées par marne (argile calcaire).
Triticum = groupe blés durs; siligo = blé tendre ou froment.
Romains : pain plus facile à transporter que bouillies; boulangers grecs maîtrisent levain (fermentation farine millet par moût raisin).
Avant Moyen-âge, refroidissement climat : épeautre seigle avoine remplacent blé tendre; forêt reprend terrain d'où reconstitution sols. Francs préferent garder bétail ds étables/enclos là où Romains les laissaient aux champs. Semis de septembre : orge, seigle, blé tendre, épeautre; printemps : avoine, millet, sarasin.
Moyen-âge : blé tendre et siègle remplacent épeautre + orge. Le mot "bled" (blé) apparaît.
Assolement triennal apparaît 9-10ème siècle.
Chaume : champ laissé en jachère. On y envoie paître les moutons pour éviter repousse ronces, taillis puis forêt. Charrue + amélioration du harnais augmente puissance traction cheval.
Cathédrales en Picardie, Beauce et Normandie grâce à capacités céréalières qui permettent nourrir ouvriers.
En 1564, médecin du roi Charles Étienne publie premier traité agro en français "L'agriculture et Maison rustique".
Refroidissement climatique Louis XIV jusqu'au 19ème siècle, d'où perte forêts pour bois.
"Bled de Turquie" : maïs
Agriculture française avt Révolution en retard sur agri UK : semi à la volée, chaulage contre insectes et maladies, binage et arrachage main pour mauvaised herbes, charrue ne remplace araire qu'au 19ème siècle.
? Efficacité azote organique vs. engrais minéral ?
À partir 1860, exode rural pousse à amélioration productivité ds agriculture .
Région entre Loire et Belgiqie : terre limoneuse, bien adaptée à gdes cultures (blé pour moitié, puis à partir 1950, maïs hybride/orge pour brasserie). À côté, cultures matières grasses : tournesol et colza. Céréales auj : 1/3 terres agricoles, 9 millions ha; céréales de + en + pour élevage.
Auj, fréquent de cultiver blé un an sur deux sur même parcelle. Autrefois, impossible : épuisement sols + champignons; solutions : jachère et rotation cultures (Egypte antique : alternance blé/trèfle; et en Europe, déjections animales, mais nécessite immobiliser gdes surfaces).
GB : fin jachère grâce à rotation des cultures conduit à enclosure pour empêcher éleveurs de laisser bêtes pâturer librement.
Terre dure = inadaptée à semis.
Cheval de labour apparait nord france au Moyen-âge; plus fort et plus rapide que boeuf.
Chaque récolte de grains = certaine qté d'éléments minéraux extraits du sol à tt jamais.
Justus von Liebig publie en 1840 "La chimie organique appliquée à la physiologie végétale et à l'agriculture" : réfute théorie de l'humus nourrissant directement plantes + insiste nécessité compenser sels minéraux.
Pour travailler sur phosphates (alternative à guano), John Bennet Lawes crée labo à Rothamsted et invente superphosphates (peu utilisés en Europe au début à cause abondance bétail). Découvre autre composant cendres : potassium.
Mines de phosphate néammoins développées en Picardie par Saint-Gobain pour satisfaire besoins engrais pour cultures betteraves et blé. StG avait déjà développé l'acide sulfurique pour améliorer superphosphates.
Azote air peut être recomposé par décharges électriques orages ou bactéries Rhizobium (vivent ds racines certaines plantes comme trèfle) ou Anabaena (fougères flottantes de rivière). Azote de synthèse (minéral) très instable (accident AZF) et nécessite bp d'énergie (gaz naturel ou charbon).
Haber obtient Nobel de chimie en 1918 pour synthèse ammoniac à partir azote de l'air.
Humus important car stocke eau et minéraux.
Semoir en ligne inventé en 1701 par Jethro Tull; gain temps + régularité + moindre qté graines
Auj, 180-300 grains de blé au m2.
Riz souvent semé ds pépinière puis repiqué après un mois : grosse charge de travail mais optimisation place + semence. Riz repiqué : 60kg graines pour un hectare rizière et 60qtx; pays mécanisés : 150-200kg par hectare eg 80qtx.
Céréales d'hiver ont besoin du froid pour vernalisation; mûrissent en été comme celles du printemps, mais génèrent meilleur rendement : interceptent rayonnement solaire durant tt printemps + eau abondante.
Céréales hiver et printemps forment épis en main-juin. Période maturation est critique pour générer sucre et protéine, d'où tentation d'arroser en été.
Mauvaises herbes font perdre 1/3 rendement potentiel céréales.
Premier désherbant chimique : sulfate de cuivre. Puis acide sulfurique dilué comme pesticide en 1911, puis gde qté après guerre mais pas encore aussi efficace que pesticides plus tard à base hormone. Désherbant d'auj : 150g mat active/ha. Coquelicot signe résistance adventices, mais vulpin et ivraie st pires (faux blé).
Eau est facteur limitant céréales. Maïs habitué au Mexique à recevoir pluie en été; particulièrement sensible au manque eau durant période avt épanouissement fleurs mâles. En France : 1kg matière sèche maïs nécessite 500-700 litres mais majeure partie rejetée et blé nécessite encore plus. Semis précoce réduit risque perte due à chaleur d'été.
Culture riz nécessite réguler hauteur eau ds rizières selon avancement culture. Si barrage impossible, réservoirs ("tank" en hindou).
Céréales moins sujettes à maladies que vigne ou pomme de terre mais qqs maladies existent.
Régulateurs de croissance permettent contrôler longueur tige pour éviter verse et obtenir épis plus lourds. Alternative : variété résistante à verse + semer moins densément + modérer apport azote.
McCormick développe première moissoneuse mécanique aux US milieu 19ème. Tracteurs : Fiat, John Deere et Massey-Fergusson.
Rendement blé : Picardie 85qtx, Brabant belge et Norfolk anglais 100qtx.
Même avec variétés améliorées, 30-40% perte sans traitement.
Érosion des sols visible ds le monde entier. Solutions:
Autre avantage humus : couleur foncée donc sol se réchauffe plus au printemps, et conserve un peu d'humidité pour plantes.
? Avec couverture et rotation trèfle etc., peut-on se passer d'engrais organique ou minéral ?
"Aujourd'hui on estime que le tiers des terres cultivées en France n'est plus labouré" p158
Tj rouler aux mêmes endroits : controlled traffic farming
Pb majeur agriculture intensive : spécialisations gdes cultures/élevage , élevage = usines à azote et phosphore, difficulté de s'en débarasser; de plus, alimentation maïs réduit qté paille pour absorber lisier. Blé tendre en FR consomme un peu plus d'azote que le maïs.
Blé + légumineuse ds le même champ pour alimentation bétail avec peu d'engrais azoté.
Solution astucieuse pour climat européen : choisir plante qui gèle (sarrasin, phacélie, nyger) comme couvre-sol pour empêcher herbes plus tenaces; dès première gelée, plante disparaît. Autre avantage des couverts : piegent nitrates.
Pas de bonne récolte sans pluie abondante et regulière.
Salinisation résulte svt climat aride + irrigation avec eaux souterraines salines.
Pour blé 90qtx, huit traitements nécessaires; vigne 12, pdt 16, pommiers 36.
Photosynthèse transforme gaz carbonique en amidon et cellulose.
Production engrais azoté : 1,8kg ev pour 1kg engrais. Tracteurs souvent surdimensionnés -> Coop d'utilisation du matériel agricole (Cuma).
Albert Howard Uk : agriculture bio
"blés de force" canadiens importés pour améliorer qualité panifiable; très panifiables car riches en gluten en raison rendements faibles (20 qtx).
Raoul Lemaire produit le Calmagol (calcaire, magnésium, oligo-éléments); lithothamme : algue riche en magnésium et oligo-éléments; méthode Lemaire-Boucher. Georges Racineux, collaborateur de Lemaire, part créer l'Union française d'agriculture biologique (Ufab). Création association Nature et progrès, hostile au groupe Lemaire, et obtient homologation propre cahier des charges.
Blé bio est pauvre en protéines en raison faibles apports azote.
Itinéraires techniques = modes de culture.
Apport azote dès départ risque favoriser adventices.
Voie intermédiaire prônée par Institut technique des céréales et des fourrages/Itcf, renommé Arvalis.
Pionnier sélection variétale : Louis de Vilmorin au 19ème siècle; administre un commerce de graines à Paris quai de la Mégisserie; station de recherche à Verrieres-le-buisson.
Blés anciens montaient jusqu'aux épaules et versaient donc facilement.
Riz nain chinois dee geo woo gen
Pour fabriquer hybrides maïs, faut supprimer fleurs mâles sur plants qui jouent rôle de mère; au début, fait main, puis insertion stérilité masculine
Hétérosis = surcroît vigueur dû à hybridation.
Chute intérêt en France pour le maïs première moitié du 20ème siècle : seulement 15 qtx/ha, peu panifiable, moisson pas mécanisée. Changement en 1944 avec maïs hybrides et nvx débouchés (pop-corn, corn flakes). Note : "corn" UK "grain, surtout blé" mais US "maïs".
Maïs hybride US trop tardifs pour mûrir ds plupart régions FR : Inra développe le Lacaune, puis développement coopératives Euralis, Maïsadour et Limagrain.
Hybrides sont moins performants dès la deuxième génération, d'où rachat. Hybrides st plus performants mais imposent contraintes (conditions favorables, semis de précision, désherbage chimique, irrigation), d'où intérêt pour variétés paysannes. Blés de semence paysanne ne versent pas parce que cultivés sur terres maigres, mais rendement 15-30 qtx/h.
50% du blé semé en Fr est autoproduit.
Vente ou échange semences produites à la ferme reste interdite pour variétés récentes, donc protégées par certificat d'obtention végétale.
1962 : accords Dillon exonèrent de droit de douane exportations US de drèches de maïs et tourteaux de soja vers Europe.
Chine : 1ha de riz rapporte 350$/an vs. 1600-3000$ pour légumes près villes.
Forte utilisation engrais : Chine premier producteur céréales devant US.
Soja et maïs souvent cultivés en alternance.
Gluten : sous-produit extraction amidon; concentré protéines.
Chiffre farine (55 etc.) : pureté en amidon. 80 est recommandée.
Pain au levain utilisé jusqu'à ce qu'on isole les levures pour les élever. Acidité pain levain provient dégagement acide acétique lors fermentation.
Levure : champignon microscopique.
Maïzena : amidon maïs très pure; contrairement à farine de blé, permet lier sauce en la laissant translucide; pour éviter grumeaux, tj délayer avec eau avant usage.
Pâtes vient de l'italien pasta, au blé dur éventuellement avec œufs; nouilles vient de l'allemand knödel puis nudel, au blé tendre (mais blé dur en Fr auj à cause loi).
Couscous : plat berbère; semoule blé dur. Ailleurs en Afrique, semoule orge, mil, maïs, épeautre.
Étuvage riz (passage vapeur riz non décortiqué) origine Inde fait migrer vitamines et minéraux du son vers amande en améliorant qualité nutritive; grain durcit donc moindre perte lors décorticage, se conserve plus longtemps et cuit plus vite.
Avoine concurence blé et orge par système racinaire secrétant sustance qui inhibe leur germination. Avoine complément nécessaire pour chevaux de trait. En suisse-allemand, "müesli" = petit purée.
Comme on doit semer maïs sans trop le serrer, tentant d'intercaler autre culture. Séchage maïs ds silos-caged (cribs) plus économique qu'au gaz.
Orge pousse bien sur sols salins.
Quinoa : 15% protéines, absence gluten, ts acides aminés, minéraux, potassium, calcium, magnésium, 6.5% lipides, plante énergétique.
Riz superhybride 180qtx. Rizières permettent élever poissons.
Sarasin préfère étés arrosés et pas trop chauds, et les sols acides et maigres.
Contrairement à blé, sègle parvient à maturité même durant météo capricieuse.
Triticale = hybride sègle+blé. Résiste au froid et excès d'eau. Panifiable et presque aussi énergétique que blé. Surtout pour alimentation animale.
Sorgho peut détoxifier sols gorgés d'azote.
Ensilage : stockage et conservation fourrages