Sol et durabilité des écosystèmes terrestres

De quoi s'agit-il ?

Le champ cultivé, que les agronomes nomment aussi l’agrosystème, est un objet complexe sur lequel l’agriculteur agit pour en tirer une production répondant à un certain nombre d’objectifs (de quantité de récolte, mais aussi de qualité des produits récoltés, de respect de l’environnement, etc.). La notion d’agrosystème, objet d’étude de l’agronomie, découle directement de celle d’« écosystème », objet d’étude de l’écologie.
 
L’agronome y définit quatre composantes fondamentales : le sol et l’atmosphère (qui correspondent au biotope de l’écologue), la plante cultivée et l’ensemble des autres organismes vivant avec ce peuplement, dans le sol ou l’atmosphère (ces deux derniers éléments correspondent à la biocénose de l’écologue). La plante cultivée est ainsi placée au cœur d’un ensemble dont les autres composantes constituent le « milieu cultivé ».
 
Pour fonctionner, ce peuplement a d’abord besoin de lumière et de chaleur. Fondamentalement, l’agriculteur met en place une surface de feuilles pour capter la lumière (qui est le facteur limitant sous nos climats) et fixer le CO2, afin de fabriquer de la biomasse grâce à la photosynthèse. Mais pour que cela fonctionne il faut que le peuplement végétal trouve dans le sol l’eau et les éléments minéraux dont il a besoin pour sa croissance. Le problème finalement se ramène à une question d’offre (du sol), de demande (de la plante) et circuit de commercialisation (accès des racines à l’eau et aux éléments minéraux, cf. Matière et Matériaux [Belin], p. 100-106).
 
La demande du peuplement varie au cours du temps, au fur et à mesure que la plante croît. L’offre du sol évolue aussi au cours du temps : faible quand il fait froid et/ou sec car les micro-organismes sont peu actifs et les transferts par diffusion et convexion réduits en condition de sécheresse, forte quand la température et/ou l’humidité sont élevées. L’accès des racines à l’eau et aux éléments minéraux dépend non seulement du stade physiologique de la plante et de la quantité d’éléments nutritifs présents dans le sol, mais aussi des conditions de milieu (ainsi la structure du sol, l’excès d’eau, le pH, sont aussi importants que la quantité d’azote ou d’eau).
Enfin, les autres organismes vivant en marge de la plante cultivée exercent sur celle-ci des pressions de prédation ou de compétition pour les ressources.
 
L’agriculteur régule (pilote) ce système à l’aide de ses choix techniques qui peuvent être classés en fonction de la partie du système sur lequel ils jouent :
  • Actions sur le sol
    Travail du sol, amendements… ont pour objectif d’améliorer les conditions de fonctionnement des racines (amélioration de la structure du sol, diminution de l’excès d’eau, etc.) ;
    Fertilisation, irrigation ont pour objectif d’accroître la quantité d’éléments nutritifs disponibles ;
  • Actions sur la plante
    Les choix concernant la date et la densité de semis ou la taille ont pour objectif d’améliorer la capture du rayonnement lumineux.
  • Actions sur le climat
    Maîtrise des composantes climatiques dans le cas des cultures sous abri.
  • Actions sur les bioagresseurs
    Désherbage et protection phytosanitaire ont pour objectif de contenir les pressions des organismes qui concurrencent ou qui agressent la plante cultivée.
     

Que peut-on observer ?

On peut envisager de créer de petites expérimentations qui permettent de comparer l’effet d’apports de différents fertilisants, à différentes doses sur la croissance d’un certain nombre de plantes dans de petites parcelles, en créant de petits groupes responsables chacun d’une parcelle durant l’année scolaire.
 

Que peut-on mesurer ?

Que cherche-t-on à faire ?
Il est possible d'évaluer l’impact de l’apport de fertilisant sur la croissance des plantes.

Quel matériel ? 

  • Une parcelle cultivée élémentaire de 4-5 m².
  • Un lot de graines et un peu d’engrais.
  • Du matériel de jardinage.
  • De l’eau.

Quel déroulement ?
Implantation à la rentrée en automne (ou au printemps), dans un endroit abrité, de plantes à cycle court pour pouvoir récolter fin juin.
 

Quels prolongements ?

Très nombreux : cours sur la croissance des plantes, la photosynthèse, l’eau dans le sol, etc.
 
 

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