Les intrants et extrants des agrosystèmes

Ce thème touche à des enjeux écologiques complexes qui nécessitent une approche concrète pour être compris. Les élèves retiennent mieux les mécanismes de pollution et d'érosion quand ils manipulent des données réelles ou observent des phénomènes directement.

• Seconde
• SVT Seconde : Comprendre le Vivant et son Environnement
• 3 activités
• 40 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Analyser les flux d'intrants (eau, engrais, pesticides) et d'extrants (récoltes, déchets) dans différents types d'agrosystèmes.
2. Comparer l'impact environnemental des intrants dans un agrosystème intensif par rapport à un agrosystème extensif.
3. Expliquer le lien entre l'exportation de biomasse (récoltes) et la nécessité d'un apport continu d'intrants pour maintenir la productivité.
4. Évaluer les conséquences écologiques de l'utilisation excessive d'engrais azotés sur la qualité des eaux de surface et souterraines.

Étude de cas

⏱ 50 min·Petits groupes

Étude de cas: La marée verte en Bretagne

À partir de documents sur le cycle de l'azote et de cartes de pollution, les élèves doivent expliquer le lien entre l'élevage intensif de porcs, le lessivage des nitrates et la prolifération des algues vertes sur les côtes. Ils proposent des solutions pour limiter ce flux.

Préparation et détails

Décrivez les principaux intrants nécessaires au fonctionnement d'un agrosystème intensif.

Conseil de facilitation: Pendant l'étude de cas sur la marée verte, demandez aux élèves de surligner les causes et conséquences dans des articles variés pour ancrer leur analyse dans des faits.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Puzzle

⏱ 45 min·Binômes

Expérimentation : L'érosion des sols

Les élèves comparent le ruissellement de l'eau sur deux bacs de terre : l'un nu (simulant un champ labouré) et l'autre couvert de végétation. Ils mesurent la quantité de terre emportée pour comprendre le rôle protecteur des racines et de la couverture végétale.

Préparation et détails

Expliquez pourquoi l'exportation de biomasse nécessite un apport constant d'intrants.

Conseil de facilitation: Lors de l'expérimentation sur l'érosion, insistez sur la prise de mesures précises à intervalles réguliers pour renforcer l'esprit scientifique.

Setup: Aménagement flexible pour faciliter les regroupements successifs

Materials: Dossiers documentaires pour les groupes d'experts, Fiche de prise de notes, Organisateur graphique de synthèse

• Comprendre
• Analyser
• Évaluer
• Compétences relationnelles
• Autogestion

Débat formel

⏱ 40 min·Classe entière

Débat formel: Abeilles vs Pesticides

Un groupe joue le rôle d'apiculteurs, un autre d'agriculteurs céréaliers et un troisième de scientifiques. Ils doivent débattre de l'interdiction d'un insecticide en utilisant des arguments sur les services écosystémiques (pollinisation) et les besoins de production.

Préparation et détails

Analysez les conséquences de l'utilisation excessive de certains intrants sur l'environnement.

Conseil de facilitation: Pour le débat Abeilles vs Pesticides, attribuez des rôles clairs (agriculteurs, écologistes, scientifiques) pour structurer les échanges et éviter les généralités.

Setup: Deux équipes face à face, le reste de la classe en position d'auditoire

Materials: Fiche de sujet de débat, Dossier documentaire pour chaque camp, Grille d'évaluation pour le public, Chronomètre

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Prise de décision

Enseigner ce sujet

Commencez par un exemple local ou familier pour ancrer les concepts, puis élargissez aux mécanismes globaux. Évitez de donner des réponses toutes faites : guidez les élèves vers des constats par l'observation ou la manipulation. La recherche montre que les activités pratiques réduisent les idées reçues sur l'impact des pratiques agricoles.

À quoi s’attendre

Les élèves doivent pouvoir expliquer les liens entre intrants agricoles et perturbations des écosystèmes, illustrer ces impacts avec des exemples précis, et proposer des solutions réalistes. Leur compréhension se voit dans leur capacité à appliquer ces connaissances à des situations nouvelles.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

During l'étude de cas sur la marée verte, certains élèves pensent que la pollution agricole reste cantonnée aux champs.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l'étude de cas sur la marée verte, utilisez la carte des bassins versants fournie pour montrer comment les nitrates, une fois lessivés, voyagent jusqu'à la côte. Faites surligner le trajet des polluants sur la carte.

Idée reçue courante

During l'expérimentation sur l'érosion, certains élèves croient que labourer améliore toujours la structure du sol.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l'expérimentation sur l'érosion, comparez les carottes de sol avec et sans labour. Demandez aux élèves de noter les différences de texture, de présence de vers de terre et de stabilité pour corriger cette idée reçue.

Idées d'évaluation

Vérification rapide

Après l'étude de cas sur la marée verte, présentez aux élèves un schéma simplifié d'une exploitation agricole en Bretagne. Demandez-leur d'identifier et de lister au moins trois intrants nécessaires à son fonctionnement et deux extrants produits, en justifiant leurs choix par des éléments du cas.

Question de discussion

Pendant le débat Abeilles vs Pesticides, animez une discussion collective en posant la question suivante : 'Si l'on exporte une grande quantité de blé d'une parcelle chaque année, pourquoi est-il inévitable d'ajouter des engrais pour maintenir la récolte suivante ?' Utilisez les réponses pour évaluer leur compréhension du cycle des nutriments.

Billet de sortie

Après l'expérimentation sur l'érosion, distribuez une fiche avec deux colonnes : 'Intrants' et 'Extrants'. Demandez aux élèves de classer une liste de termes (ex: pluie, maïs récolté, tracteur, lisier, pomme de terre, herbicide) dans la colonne appropriée. Ajoutez une question : 'Quel intrant est souvent utilisé en excès et peut polluer les rivières ?'

Extensions et étayage

• Challenge : Proposez aux élèves d'analyser un rapport scientifique sur l'impact des pesticides sur une espèce locale et de rédiger une synthèse critique.
• Scaffolding : Fournissez aux élèves en difficulté une carte des bassins versants de la Bretagne avec des flèches pour visualiser le transport des nitrates.
• Deeper : Organisez une sortie sur le terrain pour comparer deux parcelles voisines, l'une en agriculture intensive et l'autre en permaculture, en mesurant des indicateurs simples (biodiversité, taux de matière organique).

Vocabulaire clé

Intrant	Substance ou ressource apportée de l'extérieur à un agrosystème pour en améliorer le fonctionnement ou la production. Exemples : engrais, pesticides, eau d'irrigation.
Extrant	Produit ou déchet résultant du fonctionnement d'un agrosystème. Exemples : récoltes, résidus de culture, effluents d'élevage.
Agrosystème intensif	Système agricole caractérisé par une forte utilisation d'intrants et une production élevée par unité de surface, souvent au détriment de la biodiversité et avec des impacts environnementaux marqués.
Biomasse	Quantité totale de matière organique produite par les organismes vivants dans un écosystème donné. Dans un agrosystème, la récolte exporte une partie de cette biomasse.
Eutrophisation	Enrichissement excessif d'un milieu aquatique en nutriments (notamment nitrates et phosphates issus des engrais), provoquant une prolifération d'algues et une dégradation de la qualité de l'eau.