Exercice : Sol et agrosystème

Exercice : Sol et agrosystème Les agriculteurs utilisent toujours des engrais. On veut comprendre
pourquoi et mettre en évidence les conséquences éventuelles sur
l'environnement. Pour cela, on s'intéresse à la façon dont le sol peut fournir les éléments
N, P et K (éléments apportés par les ions minéraux du sol) nécessaires à la
culture du maïs.
Le maïs peut être utilisé de deux façons : récolte des grains (maïs grains
utilisé pour l'alimentation animale, l'industrie agroalimentaire et
cosmétique, alimentation humaine) ou récolte de l'ensemble de l'appareil
végétatif aérien (maïs ensilage utilisé après fermentation pour
l'alimentation animale). Les données fournies dans les tableaux joints présentent pour les 3
éléments étudiés la réserve minérale du sol, les apports naturels de
l'atmosphère, le lessivage des sols, les exportations et la restitution
dans le cas d'un champ de maïs grains, dans le cas d'un champ de maïs
ensilage.
1. Utilisez un logiciel de dessin ou de traitement de texte pour réaliser
un schéma à partir des données fournies présentant les différents
compartiments impliqués par des cases (sol, atmosphère, nappe,
végétaux, récolte) et les échanges entre ces compartiments par des
flèches (absorption racinaire, apport atmosphérique, lessivage,
exportation, restitution). Enregistrez votre schéma.
2. Utilisez un tableur pour construire un tableau présentant : les
apports atmosphériques (AA), les pertes par lessivage (L), les
exportations (Eg et Ee) et les restitutions (Rg et Re). 3. Utilisez le tableur pour calculer la quantité d'éléments absorbés par
le maïs dans le sol pour chaque culture (Ag et Ae). Comparez à la
réserve du sol. Justifiez l'utilisation par l'agriculteur des engrais.
4. Utilisez le tableur pour calculer les masses d'engrais à apporter pour
maintenir intact la réserve du sol et rendre possible la récolte de
maïs grain (MEg), de maïs ensilage (MEe). 5. Complétez votre schéma en faisant apparaître dans le cas du maïs
grain:
. les engrais et leurs apports au sol
. pour chacun des échanges les quantités d'éléments échangés.
6. Quelle est la conséquence sur l'environnement de telles cultures ?
Données fournies La réserve minérale des sols directement utilisable par les plantes varie
beaucoup d'un sol à l'autre. Le tableau ci-dessous fournit une estimation
moyenne pour 3 éléments : N, P et K. |Eléments |N |P |K |
|RS = Réserve du |15 |250 |500 |
|sol utilisable | | | |
|par les plantes | | | |
|en kg.ha-1 | | | |
Les valeurs fournies correspondent aux quantités d'éléments sous la forme
suivante : NO3-, P2O5, K2O. Le sol reçoit des apports naturels de l'atmosphère par la pluie (aérosols)
et par fixation de l'azote par les bactéries du sol. Ces apports sont
présentés dans le tableau ci-dessous. |Eléments |N |P |K |
|AA = Apports |30 |0 |2 |
|atmosphériques en | | | |
|kg.ha-1.an-1 | | | | Sous l'action de la pluie ou de l'arrosage, une partie des ions quittent le
sol pour la nappe phréatique : c'est le lessivage des sols. |Eléments |N |P |K |
|PL = Perte par |30 |0 |0 |
|lessivage en | | | |
|kg.ha-1.an-1 | | | | La matière récoltée contient une partie des éléments fixés par le végétal.
Le tableau ci-dessous fournit les exportations en éléments minéraux liées à
la récolte dans les deux cas de culture. |Eléments |N |P |K |
|Eg = Exportation |131 |27 |34 |
|maïs grains en | | | |
|kg.ha-1.an-1 | | | |
|Ee = Exportation |206 |36 |216 |
|maïs ensilage en | | | |
|kg.ha-1.an-1 | | | |
Résultats INRA, Station agronomique de bordeaux en 1983 Après récolte, une partie de la matière végétale restent dans le champ et
est minéralisée : une partie des éléments minéraux prélevés par la plante
dans le sol lui est restituée. Le tableau ci-dessous fournit la restitution
d'éléments minéraux après la récolte dans les deux cas de culture. |Eléments |N |P |K |
|Rg = Restitution |100 |9 |214 |
|après récolte de | | | |
|maïs grains en | | | |
|kg.ha-1.an-1 | | | |
|Re = Restitution |35 |2 |52 |
|après récolte de | | | |
|maïs ensilage en | | | |
|kg.ha-1.an-1 | | | |
Résultats INRA, Station agronomique de bordeaux en 1983