SVT 1ère: LES CONSEQUENCES DES INTRANTS SUR L’ENVIRONNEMENT


Introduction


Les engrais sont des substances organiques ou minérales souvent utilisées en mélanges, destinées à apporter aux plantes des compléments d’éléments nutritifs, de façon à améliorer leur croissance, et à augmenter le rendement et la qualité des cultures sur la plupart des variétés de plantes. Les engrais furent utilisés dès l’Antiquité, où l’on ajoutait au sol, de façon empirique, les phosphates des os, calcinés ou non, l’azote des fumures animales et humaines, le potassium des cendres.

Ainsi on peut se demander quelles sont les conséquences des intrants sur l’environnement et quel est leur coût énergétique?

Pour  répondre à cette problématique nous verrons dans un premier temps les différents engrais existants, dans un second temps les effets des engrais sur l’environnement pour finir par leur coût énergétique.


I. Les différents engrais existants.


Afin d’obtenir de meilleurs résultats, les hommes apportent aux végétaux des compléments d’éléments nutritifs ou des engrais, en les incorporant au sol ou à travers l’eau d’irrigation. Les différents types d’engrais sont les engrais minéraux, organiques et organo-minéraux.


a. Les engrais minéraux

Les engrais minéraux sont formés grâce à des substances d’origine minérale. Certains, sont produits par l’exploitation de gisements naturels, comme la poussière de lave, la serpentine et la poudre de basalte.

Cependant d’autres engrais minéraux sont fabriqués par l’industrie chimique et prennent donc le nom d’engrais chimiques.

Certains engrais sont simples : ils possèdent uniquement soit de l’azote,soit du phosphore ou soit du potassium. Ils sont donc azotés, phosphatés ou potassiques.

D’autres sont composés : binaires (deux éléments primaires) ou ternaires. Ils sont fabriqués de manière à ce qu’ils soient assimilés très rapidement par les végétaux, permettant une grande efficacité.


b. Les engrais organiques :

Les engrais organiques sont d’origine animale ou végétale (pouvant pourtant être synthétisés comme l’urée). La plupart ont la propriété de favoriser la multiplication rapide de la microflore du sol et grâce à leur grosses molécules, d’avoir une décomposition lente.

Ils peuvent être :

-Des déchets organiques divers pouvant provenir de déchets industriels. Certains de ces déchets sont très riches en azote notamment les plumes et l’urée, d’autres en phosphore comme les os et les cornes torréfiées, ou encore en potassium tels que la cendre.

– Des plantes et déchets de plantes : ils peuvent être des déchets compostés. D’autres sont des préparations telles que des purins, des décoctions ou des infusions. Certaines plantes sont cultivées puis coupées avant de les laisser sur place ou de les enfouir. On appelle cette technique culturale : les engrais verts. Celles-ci sont classées en deux catégories :* les plantes à l’important système racinaire comme le seigle et la phacélie (amassent et libèrent des éléments minéraux se trouvant en profondeur, aèrent le sol et régularisent les nutriments en excédent),* les plantes de la famille des Légumineuses notamment le trèfle et la luzerne (apportent de l’azote grâce à leur capacité à récupérer l’azote de l’air). Ces plantes libèrent au fur et à mesure de leur décomposition des éléments nécessaires aux plantes et renforcent la vie et la structure des sols.


c. Les engrais organo-minéraux :

Les engrais organo-minéraux sont composés de matières minérales ainsi que d’un minimum de 25% de substances organiques d’origine animale ou végétale. Ceux-ci forment donc un mélange d’engrais minéraux et d’engrais organiques et agissent de manière douce et soutenue sur les plantes.


II. Les effets des engrais sur l’environnement.


a. Les effets sur l’Homme.

Tout d’abord, l’Homme peut souffrir des engrais soit directement, soit indirectement. Les plus touchés par les dégâts directs sont évidemment les agriculteurs. Des effets incertains sont constatés : ils pourraient être la cause de nombreuses maladies (maladie de parkinson, cancer, leucémie, etc…)

Les dégâts indirects que causent les engrais nous concernent tous. En effet, lors de l’infiltration dans le sol, les nitrates rendent l’eau des nappes phréatiques impropre à la consommation. Le danger est ici une intoxication par consommation et par accumulation d’éléments dangereux pour l’Homme (nitrates, azotes, etc..). La consommation d’animaux intoxiqués par ces mêmes éléments est aussi un dangersupplémentaire pour l’Homme. L’emploi intensif d’engrais azotés peut aussi causer des catastrophes écologiques pouvant être mortelles pour l’Homme.


b. Les conséquences sur l’environnement.

Pour favoriser la qualité et la croissance de sa récolte un agriculteur est aujourd’hui obligé d’utiliser des engrais. Le plus souvent, (sauf pour l’agriculture bio), les engrais utilisés sont les engrais minéraux car leurs prix sont  moins élevés que les autres types d’engrais. De plus, ils augmentent le rendement par hectare, beaucoup plus que tout autre engrais. Leur teneur en azote, nitrate et potasse étant très élevé, ils peuvent donc nourrir les plantes jusqu’à leur capacité d’absorption maximum.

La plante absorbe 89% des nutriments nécessaires à sa croissance, mais les 11% restants n’atteignent pas la plante et ont des effets destructeurs sur le biotope.

  1. Dépendance des sols.

Les éléments qui ne sont pas absorbés sont néfastes à tout l’écosystème entourant la plante, réduisant la quantité de micro-organismes (bactéries, champignons…) dans le sol, qui sont essentiels à la croissance de la plante. Cette destruction entraîne alors une dépendance aux engrais : plus le sol est pauvre en matière organique, plus les cultures ont besoin d’apports externes…


2. Stérilisation des sols

Couplé à un mauvais drainage, l’emploi intensif d’engrais risque la salinisation des zones trop arrosées, provoquant ainsi la stérilisation des sols et leur désertification.


3. La couche d’ozone

La couche d’ozone est aussi affectée par ce problème, car les phénomènes de dénitrification et de volatilisation de l’ammoniac contenu dans les engrais azotés génèrent des gaz à effet de serre environ 150 fois plus actifs que le CO2. Viennent ensuite les engrais de synthèse qui seraient irrémédiablement convertis en N2O, causant une attaque importante de la couche d’ozone.


4. Les nappes phréatiques

Les nappes phréatiques, qui sont situées seulement à une centaine de mètres de profondeur, sont les principales réserves d’eau que nous consommons.  Elles sont alimentées par l’eau de pluie qui s’infiltre dans le sol. L’eau de pluie emporte avec elle des particules de terre de sels minéraux, d’engrais ou de produits chimiques répandus sur le sol. Ainsi lorsque les terres agricoles sont saturées en engrais, l’eau emporte donc les NKP (azote, potassium et phosphate), qui polluent donc ces réserves en eau, la rendant impropre à la consommation. Les fleuves et rivières, étant alimentés par les nappes phréatiques, peuvent aussi être pollués. Les nitrates et les phosphates provoquent la prolifération des végétaux aquatiques. Lorsque ceux-ci meurent, leur décomposition consomme le dioxygène contenu dans l’eau, entraînant la mort de la plupart des animaux: c’est le phénomène d’eutrophisation. Cette pollution touche au final plusieurs écosystèmes : les mers, les océans, les fleuves, les forêts.

Plus généralement les conséquences de l’utilisation des engrais, qui peuvent comporter des risques, sont les suivantes :

-effets sur la qualité des sols, leur fertilité;

-effets liés au cycle de l’azote ;

-effets sur l’érosion ;

-effets liés à la dégradation des engrais inutilisés;

-effets liés aux autres éléments nutritifs : potassium, soufre, magnésium, calcium, oligo-éléments ;

-eutrophisation des eaux douces et marines ;

-effets sur la qualité des produits ;

-utilisation d’énergie non renouvelable ;

-pollution émise par l’industrie de production des engrais ;

-effets indirects sur l’environnement, par la mécanisation pour l’agriculture intensive, et les épandages.

c. Engrais naturels et environnement

L’impact environnemental d’un engrais diffère selon que le produit est chimique ou naturel.

Avantages de l’engrais naturel

Il est absolument fondamental de préférer l’engrais naturel car il ne contient pas de molécules chimiques, c’est-à-dire élaborées de façon industrielle. Ses particularités sont les suivantes :

  • Il est efficace.

  • Il ne brûle pas les végétaux.

  • Il ne pollue ni le sol, ni l’air, ni les eaux.

Culture des engrais verts

Il existe également un moyen de fertiliser le sol en pratiquant la culture des engrais verts. Elle a pour effets :

  • D’améliorer le drainage du sol.

  • De limiter l’érosion puisque les racines des plantes judicieusement choisies sont denses.

  • D’agir tel un fixateur d’azote dans le sol.

  • D’améliorer la structure du sol.

  • De lutter contre la prolifération des adventices, que l’on appelle un peu à tort les mauvaises herbes.

Engrais organiques

Les engrais organiques sont eux aussi naturels et permettent d’obtenir d’excellents résultats sans nuire à l’environnement. Il s’agit des fumiers. On distingue :

  • Les fumiers frais comme celui de cheval, d’âne, de volaille, de bovin, de chèvre ou de mouton.

  • Les fumiers compostés : un mélange parfaitement équilibré généralement constitué de fumiers de différentes origines.


III. Le coût énergétique

L’agriculture française représente environ 5% de l’énergie totale consommée en France.

Pour calculer l’énergie consommée pour les cultures, on comptabilise : les semences, les produits phytosanitaires, les engrais et les amendements. Les coûts énergétiques prennent en compte les consommations de la production de l’intrant jusqu’à son utilisation. Par exemple, ces résultats ne prennent pas en compte le retraitement de l’eau.

La fertilisation représente une très grande partie des consommations.

Les produits phytosanitaires sont tellement concentrés que la consommation énergétique pour la production reste minimale.

Les semences consomment également peu d’énergie malgré l’achat des semences sélectionnée.


a. les grands indicateurs étudiés

Plusieurs facteurs sont mis à l’étude pour déterminer le cout énergétique des engrais; Le fioul, les aliments achetés, la consommation électrique, les bâtiments, le matériel, et la fertilisation représentent les principales consommations énergétiques.

L’outil utilisé pour les bilans énergétique est le diagnostic PLANETE. Il prend en compte les entrées et les sorties d’énergie sur l’exploitation et les traduit en EQF: équivalent litre de fioul.

Le cout énergétique direct et indirect

En moyenne, 38 % de l’énergie consommée (principalement fioul et électricité́) correspond aux énergies directes liées aux processus de production. Les 62 % restants, appelés énergies indirectes, représentent les énergies qui sont liées à la fabrication des outils et intrants utilisés pour la production et donc externes à l’exploitation. Le type d’énergie utilisé varie fortement suivant l’usage : les tracteurs et engins automoteurs utilisent surtout du fioul domestique (88 %) et un peu de gazole non routier (9 %). Les bâtiments d’élevage consomment essentiellement de l’électricité (50 %) et du GPL (32 %). Les serres et abris hauts sont chauffés en grande partie au gaz naturel (67 %). Les véhicules utilitaires consomment presque exclusivement des carburants pétroliers : 96 % de gazole et 4 % d’essence.


b. Vers une agriculture durable

Comme dit précédemment il existe principalement deux types d’engrais : les engrais organiques et les engrais inorganiques ou chimiques. Les engrais minéraux sont obtenus par l’extraction de trois grandes familles de minéraux:

– l’azote qui est obtenu par extraction à partir de l’air, c’est la famille d’engrais la plus utilisée. Son obtention se fait par la synthèse de l’ammoniac et nécessite un apport important d’énergie, fournie par le gaz naturel. La disponibilité de cet engrais est donc directement dépendant de la disponibilité du gaz naturel et de son coût.

Pour produire de l’azote on a besoin d’une quantité conséquente d’énergie fossile

On note par ailleurs une augmentation de l’utilisation de l’azote dans les intrants

–Le Phosphore, obtenu par extraction minière de phosphate

–Le Potassium, également obtenu par extraction minière, dans ce cas de potasse.


Conclusion

En conclusion, nous avons montré que les différents types d’engrais sont utilisés de façon à augmenter la qualité et la quantité de la production. Cependant leur utilisation est très réglementée car les conséquences néfastes sur l’environnement sont nombreuses.

A l’Homme de choisir l’engrais qui concilie au mieux rentabilité et respect de l’environnement !

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