Nourrir l'humanité 1ES

NOURRIR L'HUMANITE Accroche : La contre-révolution verte La révolution verte a commencé dans les années 1970 : elle visait à produire de grandes quantités de récoltes, grâce à l'utilisation abusive d'engrais et de pesticides. Le but visé était de lutter contre la famine, mais on ne s'est pas soucié des conséquences environnementales d'une telle révolution ! Les pesticides permettent de tuer les nuisibles des récoltes : êtres vivants qui consomment les végétaux produits (insectes, champignons, rongeurs) ou qui prennent leur place (herbes). Les engrais permettent d'enrichir les sols en ions minéraux une fois la récolte passée ; les plantes cultivées prélèvent ces ions minéraux pour leur croissance. L'utilisation d'engrais permet de restituer aux sols ce qui a été exporté. Pesticides et engrais permettent donc d'améliorer le rendement des cultures, mais ne sont pas sans effet sur l'environnement et la santé. Cette révolution verte a entraîné une baisse de la biodiversité. La contre-révolution verte permettrait de produire des récoltes avec un rendement élevé « sans porter de nouveaux coups fatals à la biodiversité «. La réduction de l'utilisation des pesticides et des engrais ne conduirait pas forcément à une baisse des rendements, mais permettrait même de les augmenter, à condition de réaliser le mélange et la rotation des cultures. En Afrique, la culture en rangs alternés de mil et de haricots permet d'enrichir le sol en azote et e limiter le recours aux engrais azotés, nitrates notamment. Comment concilier durablement agriculture, santé et environnement ? Quels sont les aspects biologiques de la conservation des aliments ? I) Agricultures, santé et environnement -> Visite d'une ferme biologique et / ou d'une ferme raisonnée A) Les agro-systèmes : des écosystèmes cultivés 1. La consommation d'énergies fossiles (fuel) est nulle dans l'agriculture forestière sur brûlis. En effet, non seulement aucun moteur n'est utilisé, mais on ne fait pas non plus appel à des produits industriels (engrais, pesticides) dont la production, le transport, la commercialisation consomment de l'énergie. C'est tout le contraire dans l'agriculture industrielle (équivalent de 662 L de fuel par hectare et par an) car ses hauts rendements reposent sur une forte dépense énergétique directe (au champ du fait de l'utilisation d'engins motorisés) et indirecte (en amont du fait de l'utilisation d'engrais minéraux et de pesticides chimiques). Concernant la circulation de l'azote, l'agriculture sur brûlis exporte annuellement 19 kg dans les récoltes, et 75 kg s'échappent vers les rivières et l'atmosphère (lessivage des sols cultivés, dénitrification). Ces exportations ne sont plus que compensées par la fixation de l'azote atmosphérique par des bactéries vivant dans le sol des jachères (145 kg). Dans le cas de l'agriculture industrielle, les exportations dues aux récoltes sont de 7 500 kg (soit près de 400 fois plus) et autant sont dues aux pertes par lessivage et dénitrification (soit 100 fois plus). Dans ces conditions, la seule capacité des sols à fixer l'azote atmosphérique ne suffit pas et les exportations doivent être compensées par des importations équivalentes (15 000 kg sous forme d'engrais azotés). La productivité de la terre cultivée est de 10 q/ha/an en agriculture sur brûlis, et dix fois supérieure dans l'agriculture industrielle. Mais dans le premier cas, 1/30 seulement de la surface cultivable est cultivée, contre 90/100 dans le second cas. Le rendement réel est donc de 0,33 q/ha/an en agriculture sur brulis, et de 90 q/ha/an en agriculture industrielle (soit un rapport de 1 à 272). Le document 2 nous apprend que la biodiversité des punaises et des plantes herbacées diminue lorsque le pourcentage d'espaces semi-naturels décroît. Le nombre d'espèces d'oiseaux diminue quant à lui diminue au fur et à mesure que les apports d'engrais augmentent. Ces trois indicateurs révèlent que l'intensification des pratiques agricoles est défavorable à la biodiversité animale et végétale. 2. En agriculture industrielle, les rendements sont très élevés. Ainsi, ce sont 7 500 kg d'azote par hectare qui sont exportés annuellement par la récolte. Si l'agriculteur cessait ses apports d'engrais, le sol s'appauvrirait rapidement et verrait sa fertilité diminuer. Les rendements ne tarderaient donc pas à diminuer eux aussi. 3. En culture forestière sur brûlis, un hectare cultivé permet de nourrir 5 personnes : 1 agriculteur et sa famille. Pour un hectare cultivé, 29 hectares sont en jachère. La densité de population ne peut donc pas dépasser 5 personnes pour 30 hectares, soit 17 habitants par kilomètre carré. L'agriculture intensive permet, quant à elle, de nourrir 16 personnes par hectare cultivé, soit un peu plus de 14 personnes par hectare réel. La densité de population peut atteindre 1 400 personnes par kilomètre carré. A) Les impacts écologiques de nos choix alimentaires 1. Il faut environ 8 kg d'aliment pour bétail pour produire 390 g de viande. Il faut donc 20,5 kg de cet aliment pour produire 1 kg de viande. La valeur énergétique de l'aliment consommé pour produire 1 kg de viande est de 116 410 kJ. Le rendement énergétique de la production est donc de 6 300 x 100 / 116 410 = 5,41 %. En transférant l'énergie produite par la culture aux animaux d'élevage, c'est près de 95 % de l'énergie qui a été dissipée. Cela confirme que les élevages ont une efficacité énergétique très inférieure à celle des cultures. 2. La transition alimentaire chinoise n'est pas terminée : la part d'énergie d'origine animale peut encore s'accroître, comme le montre le graphe consacré à la situation française. Comme la population chinoise continue d'augmenter et si le niveau de vie se maintient ou s'améliore, la demande de viande devrait, elle aussi, poursuivre sa croissance. 3. Les informations apportées par le document 3 nous incitent à consommer des viandes dont la production se fait dans le respect des écosystèmes naturels, de la biodiversité, des ressources en eau et en sols. Le document 4 montre que chacun peut contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique en choisissant ses aliments selon leur<< bilan carbone >>. Dans cette perspective, la consommation de produits animaux devrait donc être réduite. B) Pratiques agricoles, santé et environnement 1. L'apport excessif d'azote sur les terres agricoles est une cause de l'eutrophisation. L'azote excédentaire résulte d'un mauvais équilibre entre les besoins des plantes (cultures, prairies) et les épandages d'engrais minéraux et d'effluents d'élevage. Les conséquences de l'eutrophisation sont la prolifération des bactéries, la consommation du dioxygène de l'eau, l'asphyxie de la faune aquatique et, finalement, sa disparition. 3. Le chlordécone est très peu biodégradable (forte rémanence) : il persiste dans l'eau, contamine les végétaux. Puis il subit une bioaccumulation : il est stocké dans les graisses des consommateurs. Les écosystèmes fonctionnant de manière pyramidale (il faut en moyenne 10 kg de nourriture pour produire 1 kg d'être vivant), la concentration du chlordécone est multipliée par 10 d'un niveau trophique au suivant, comme l'indique la pyramide du document 3. 4. Le chlordécone est toxique pour le système nerveux, le foie, les régulations hormonales et la reproduction. Il augmente le risque de cancer de la prostate. C) Améliorations génétiques, santé et environnement 1. Les gamètes mâles comme les gamètes femelles contenus dans les fleurs des individus F1 contiendraient quatre sortes de combinaisons génétiques équiprobables. On peut dresser un tableau de croisement de ces gamètes et montrer que seule 1 graine sur 16 présenterait la même combinaison génétique que les F1, et que 7 graines sur 16 conduiraient à la réapparition de caractères récessifs défavorables pour l'agriculteur (faible productivité et/ou maturité tardive). Cela poserait plusieurs problèmes à l'agriculteur : d'une part, tous les plants ne seraient pas mûrs en même temps, ce qui compromettrait la récolte, d'autre part, la productivité d'ensemble serait amoindrie. 2. Le témoin transgénique ne recevant aucun traitement herbicide a un rendement de 74,14 q/ha, nettement inferieur à ceux de cette même variété traitée à l'aide de divers herbicides. La résistance de cette variété aux herbicides est donc un atout pour l'agriculteur : le désherbage chimique améliore le rendement de sa culture. On constate aussi que la combinaison de plusieurs herbicides en traitement précoce (stade 2 feuilles) donne le meilleur résultat. Ainsi présentés, les résultats seraient en faveur de l'utilisation de cette variété transgénique et des herbicides qui lui sont associés. Le commentaire pourra aussi relever que cet essai a été réalise par l'industrie des semences et de la protection des plantes et non par un laboratoire indépendant. Ainsi, on peut noter l'absence d'expérience témoin qui aurait été réalisée avec une ou plusieurs variétés non transgéniques désherbées mécaniquement. 3. Dans le cas des cultures résistantes aux herbicides (document 2), l'impact sur la biodiversité végétale est évidemment très négatif, puisque la seule plante capable de pousser dans le champ est la variété cultivée. Quant aux espèces cultivées ou élevées, la généralisation des variétés et races transgéniques réduirait considérablement leur biodiversité : le document 3 nous apprend en effet que les OGM concurrencent les variétés classiques et de pays. De plus, il existe un risque de transfert de caractères transgéniques sur des organismes sauvages. 4. Des effets positifs sont attendus par les << pro-OGM >> concernant la qualité des produits alimentaires : lutte contre certaines carences, diminution de la toxicité de certains aliments... Inversement, les << antiOGM >> craignent que les aliments contenant des OGM puissent présenter des risques pour la santé. Du point de vue quantitatif, les << pro-OGM >> avancent que certaines variétés OGM seraient plus productives, par exemple grâce a une meilleure résistance aux contraintes de l'environnement. Mais les « anti-OGM « opposent à cet argument la grande pauvreté de la plupart des paysans du monde, qui ne leur permet pas d'acheter ou de cultiver convenablement ces variétés transgéniques. Bilan 1: pages 96 et 97 Lire : « Le sol, la terre et les champs « C. et L. Bourguignon « Cessons de tuer la terre pour nourrir les hommes « J.-M. PELT II) Aspects biologique de la conservation des aliments - Dans quelles conditions des microorganismes peuvent-ils contaminer des aliments ? - Quels procédés permettent d'éviter le développement de microorganismes dans les aliments ? - Les techniques de conservation modifient-elles les qualités des aliments ? A) Les aliments milieux de vie pour les microbes 1. Un aliment comme le camembert est propice au développement de microorganismes, car il contient du lait (acide lactique) dont se nourrissent certains champignons et bactéries. Le lait cru est particulièrement favorable. De plus, le camembert est affiné, ce qui laisse beaucoup de temps pour que les microorganismes puissent se développer. -> Fabrication fromagère à l'ENSAIA 2. Plusieurs facteurs peuvent favoriser le développement de microorganismes dans les aliments : aliments frais, non cuits, exposition prolongée à l'air libre, broyage qui augmente la surface de contact, manipulation par la main de l'homme. 3. Quelques exemples d'aliments particulièrement vulnérables : fromages, fruits et légumes, desserts lactés, viandes hachées... 4. Exemples de maladies microbiennes transmises par les aliments : entérites à campylobacter (infections alimentaires les plus fréquentes en Europe), salmonelloses, listériose, intoxications à staphylocoques, brucellose, toxoplasmose, botulisme, shigellose (dysenterie)... Certains virus sont également responsables d'infections alimentaires (hépatite A). On peut également citer les micro-algues toxiques (Dinophysis) parfois présentes dans certains coquillages et responsables d'intoxications alimentaires. B) Des techniques pour conserver les aliments 1. La croissance des populations microbiennes est particulièrement rapide car elle s'effectue par successions de divisions cellulaires. Or, ces divisions se font à un rythme en général rapide, par exemple une division toutes les 20 minutes si les conditions sont favorables. En doublant toutes les 20 minutes, la croissance n'est pas linéaire, elle est géométrique (ou encore exponentielle) : la population croît de plus en plus vite. 2. Les conditions favorables à la croissance des microorganismes sont, en général : - la présence d'une source de matière organique nutritive - une température ambiante de l'ordre de 20 à 40 °C - la présence d'air oxygéné - une teneur en sel réduite - une humidité importante. 3. Le lait pasteurisé a été chauffé modérément de telle sorte que la plupart des microorganismes qu'il contient au départ sont tués par la chaleur. Cependant, tous ne sont pas éliminés. Comme le montre le document 1, la croissance bactérienne, lente au départ, s'accélère de jour en jour. Le document 2 montre par ailleurs que le froid ralentit cette croissance. Conservé au frais, le lait pasteurisé ne contiendra donc que peu de bactéries au bout de quelques jours et pourra être consommé. Cependant, il devra être consommé relativement rapidement. 4. La confection de citrons confits met les citrons à l'abri de l'air (donc du dioxygène) et de tout contact avec le milieu extérieur : en effet, les citrons sont immergés dans de l'huile et le bocal est fermé. De plus, le milieu est dépourvu d'eau et est très salé : de telles conditions sont très défavorables au développement des microorganismes (Penicillium notamment) et les citrons ne moisissent donc pas. En réalisant des confitures, on élimine par la chaleur, au cours de la cuisson, tous les microorganismes. L'évaporation réalisée au cours de la cuisson a pour effet de créer un milieu à teneur en eau réduite, défavorable à la croissance des microorganismes (moisissures notamment). La fermeture hermétique des pots les met à l'abri de toute source de contamination. C) Une altération de la qualité des aliments 1. A propos des critères de choix des aliments, il convient de distinguer la perception par les différents sens (vue, gout, odeur, etc.) et de déterminer la part des facteurs culturels. 2. L'appertisation se traduit ici par une augmentation très importante de la teneur en sodium (multipliée par 74), une diminution de la teneur en potassium (divisée par 1,8) ainsi qu'une diminution de la teneur en phosphore et en vitamines. 3. Les procédés de conservation des aliments ont parfois pour effet de détruire une partie des vitamines présentes initialement. Dans un tel cas, il est judicieux d'ajouter des vitamines à l'aliment de manière a ce qu'il conserve ses qualités nutritionnelles d'origine. 4. La consommation d'aliments conservés peut parfois favoriser des troubles physiologiques : hypertension due à un excès de sel, insuffisance de vitamines, allergies à certains additifs. Bilan 2 : pages 124 et 125 Quelles agricultures pour demain ? Une agriculture industrielle de haute technologie ou / et une agriculture paysanne et écologique ?