PARTIE 1 (8 points) - NOURRIR L’HUMANITÉ
Agroforesterie
L’agroforesterie consiste à associer, sur une même parcelle, une culture (ou une prairie pour l’élevage) avec une plantation d’arbres en croissance (voir illustration ci-contre). On cherche à comprendre en quoi l’agroforesterie est un exemple d’agriculture durable.

 
Photo : Christian Dupraz – INRA (Institut National de la Recherche Agronomique)
 

Document 1 : l’agroforesterie : une première réponse à certaines difficultés actuelles
Jusqu’au milieu du XXème siècle, le paysage agricole européen se présentait sous forme de bocage : les parcelles cultivées étaient morcelées et bordées de haies ou de lignes d’arbres.
L’essor de la mécanisation et de l’industrie chimique a alors conduit à un arrachage massif des arbres de manière à pouvoir travailler de plus grandes parcelles.
On constate cependant à l’heure actuelle une stagnation des rendements, une régression de la biodiversité, une résistance croissante des ravageurs et des mauvaises herbes ainsi que parfois une pollution des nappes phréatiques par les ions nitrate NO3– .
Pour proposer des solutions aux problèmes rencontrés, des chercheurs de l’INRA ont mené plusieurs expérimentations de systèmes agroforestiers, dont une association blé-noyers, pendant plus de trente ans. Ils ont alors montré que pour des parcelles de même superficie, le rendement d’une parcelle agroforestière est globalement supérieur à celui cumulé d’une culture simple et d’une forêt isolée.
 
Document 2 : quelques échanges de matière


 
Document 3 : les ions nitrate dans le sol
Document 3a : concentrations en ions nitrate à proximité d’une haie (coupe verticale d’un sol) pour un apport d’engrais identique de chaque côté de la haie

Pour un système agroforestier blé-noyers, la distance entre deux rangées d’arbres est d’environ 25 m.
Source : d’après https://agro-transfert-bretagne.univ-rennes1.fr/
 
Document 3b : rôle du complexe argilo-humique

 
L’altération de la roche mère et la décomposition de la matière organique dans le sol conduisent à la formation d’un agrégat, le complexe argilo-humique (C.A.H.). Celui-ci joue un rôle important lors de l’échange de matière entre le sol et les végétaux.
 
Protocole de mise en évidence du rôle du C.A.H. :
On prélève deux échantillons d’un même sol. Sur l’échantillon 1 on verse une solution d’éosine, sur l’échantillon 2 on verse une solution de bleu de méthylène. La couleur de chacune de ces solutions colorées est due à une espèce ionique.
 
 
Propriétés des colorants et observations des tests réalisés sur le sol

Charge électrique de l’espèce ionique colorée   Couleur de la solution  Observation
Éosine négative orange filtrat 1 : orange
Bleu de méthylène positive  bleu filtrat 2 : incolore
 
   
 
COMMENTAIRE RÉDIGÉ :
Présenter un ensemble d’arguments en faveur de l’agroforesterie comme exemple de pratique agricole respectant la qualité du sol et de l’eau.
Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).
 
CORRIGÉ BARÊME OFFICIEL
Les éléments de correction :

Descripteurs (génériques)

Indicateurs (éléments de correction spécifiques à chaque sujet)

Rédaction de l’argumentaire
Qualité de l’argumentaire :
o Problématique énoncée et respectée

o Nombre suffisant d’argumentss'appuyant sur des éléments scientifiques solides (suffisants, pertinents), utilisés à bon escient en accord avec le sujet

- issus des documents

- issus des connaissances (qui intègrent les connaissances acquises dans d'autres champs disciplinaires)

(le candidat doit saisir des informations des documents et en faire des arguments sans qu'il soit exigé qu'il cite chaque document source de façon explicite)

o Texte personnel sans paraphrase ni citations intégrales des textes des documents

o Enchaînement cohérent des idées scientifiques avec utilisation rigoureuse des connecteurs logiques (« donc » et/ou de « parce que » ...) exprimant une relation de causalité

o Réponse à la problématique présente et correcte

Qualité de l’expression écrite :
o respect de la forme d’expression attendue

o qualité de l’orthographe et la grammaire ...

Problématique(s) possible(s) attendue(s) :

En quoi la présence d'arbres dans une culture enrichit-elle les sols et préserve-t-elle l'eau ?

Les arguments scientifiques sont suffisants si le candidat utilise les éléments incontournables suivants :

Issus des documents :
Document 1
- le rendement d'une parcelle agroforestière est meilleur que celui d'une parcelle partagée en culture simple et en forêt,
Document 2
- les racines du noyer dégradent la roche mère, produisant des nutriments disponibles pour la croissance ;
- les radicelles et les feuilles constituent une biomasse dégradée en nutriments (éléments N, P, K) disponibles pour l'arbre et pour les cultures ;
- les arbres absorbent une partie des engrais destinés initialement aux cultures, par exemple les ions nitrates.

Document 3a :
- la concentration en ions nitrate est très faible (<0,1 mg/L) sous une haie (jusqu'à 2 mètres de profondeur) sur une distance d'environ 12 mètres de part et de la haie alors que les ions nitrate restent fortement présents en surface (de 80 à 120 mg/L).

Document 3b :
- le filtrat 1 est orange, les ions négatifs n'ont donc pas été retenus par le CAH contenu dans l'échantillon 1 de sol ;
- le filtrat 2 est incolore, les ions positifs ont donc été retenus par le CAH contenu dans l'échantillon 2 de sol.

Issus des connaissances

- le lessivage est l'entraînement vertical par l'eau d'espèces chimiques non retenues par le CAH (le terme n'est pas exigible mais peut être cité) ;
- le développement est durable s'il permet la préservation de l'environnement.

Relations de causalité prouvées ou en débat :
- La biomasse racinaire et aérienne se dégrade et profite aussi bien aux cultures qu'à l'arbre, cela peut contribuer au bon rendement mis en évidence pour une parcelle agroforestière sans engrais supllémentaire (développement durable).

- Les arbres absorbent par leurs racines les ions nitrate provenant de la dégradation de la biomasse, ainsi qu'une part provenant de l'apport d'engrais destiné initialement aux cultures : la concentration en ions nitrate est donc inférieure à 0,1 mg/L à proximité d'un arbre, ce qui est très faible (inférieur au seuil de détection). Dans une parcelle agroforestière blé-noyers, les arbres sont distants d'environ 25 mètres. Or, on constate que l'absorption de ces ions se fait jusqu'à 12 m d'une haie.

D'autre part le CAH ne retant pas les ions négatifs, le phénomène de lessivage des ions nitrate de formule NO3- (négatif) peut conduire à la pollution des nappes phréatiques. On en déduit que les racines des noyers agroforestiers absorbent quasiment tout l'excédent d'ions nitrate et protègent ainsi les eaux (nappe phréatique) de la pollution par les ions nitrate (développement durable).

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Le barème :

L’argumentation permet à l’élève, en réponse à un problème scientifique, d’aboutir à une explication étayée par des éléments de preuves (ou arguments) mis en relation.

Argumentaire satisfaisant

  • problématique respectée,

  • bonne mise en relation des  arguments avec la problématique,

  • argumentaire correctement rédigé.

Argumentaire non satisfaisant

Problématique non prise en compte OU

Une mise en relation maladroite OU

Une réfdaction maladroite
Aucun argumentaire


Uniquement des idées juxtaposées sans lien entreelles ni lien avec laproblématique posée
Les éléments scientifiques (connaissancesissues des différents champs disciplinaires)sont solides (complets et pertinents). Des éléments scientifiques (connaissances issues des différents champs disciplinaires) incomplets

Des éléments scientifiques solides (connaissances issuesdes différents champs disciplinaires) bien choisis

Des éléments scientifiques (connaissances issues des différents champs disciplinaires) incomplets ou mal choisis


Des éléments scientifiques (connaissances issues des différents champs disciplinaires) corrects

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