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====== production ====== ===== Définition ===== ==== Agriculture-Biologie-Écologie ==== Biomasse produite par un organisme, un écosystème naturel ou artificiel ou un élevage. **n. f.** **Voir :** [[glossaire:entrees:a:artificiel|artificiel]], [[glossaire:entrees:b:biomasse|biomasse]], [[glossaire:entrees:e:ecosysteme|écosystème]], [[glossaire:entrees:n:naturel|naturel]]. ===== Informations complémentaires ===== ==== Production de biomasse ==== Selon les espèces, la production de biomasse repose sur des phénomènes biologiques différents. Chez les autotrophes, elle est dite primaire. Celle effectuée par les hétérotrophes est dite secondaire pour les herbivores, tertiaire pour les carnivores les consommant et quaternaire pour les carnivores ayant des consommateurs tertiaires pour proies. Cette classification par niveaux trophiques (primaire, secondaire, etc.) n'est pas toujours possible. Par exemple, les omnivores ne peuvent être rangés à un niveau particulier, puisqu'ils sont consommateurs de producteurs de tous niveaux. Il en est de même des décomposeurs qui se nourrissent de cadavres d'organismes de niveau trophique quelconque, de litière, et de matière organique à différents stades de décomposition. **Voir :** [[glossaire:entrees:a:autotrophe|autotrophe]], [[glossaire:entrees:c:carnivore|carnivore]], [[glossaire:entrees:c:consommateur|consommateur]], [[glossaire:entrees:d:decomposeur|décomposeur]], [[glossaire:entrees:h:herbivore|herbivore]], [[glossaire:entrees:h:heterotrophe|hétérotrophe]], [[glossaire:entrees:l:litiere|litière]], [[glossaire:entrees:m:matiere_organique|matière organique]], [[glossaire:entrees:n:niveau_trophique|niveau trophique]], [[glossaire:entrees:p:primaire|primaire]], [[glossaire:entrees:s:secondaire|secondaire]]. === Production primaire === Primaire indique que cette production est à la base de toutes les synthèses des organismes de la biosphère. Elle est réalisée par les autotrophes, photosynthétiques ou chimiosynthétiques. La première étape de cette production est la synthèse de glucides simples par réduction du dioxyde de carbone (CO₂), au cours de la photosynthèse ou de la chimiosynthèse : c'est la production primaire brute (PPB). Puis, étape après étape, toute la matière organique nécessaire à ces organismes est synthétisée, et comme toutes les réactions d'anabolisme sont consommatrices d'énergie, une part de la PPB est consommée. La biomasse restante est la production primaire nette (PPN), notion s'appliquant tant à l'échelle des organismes que des écosystèmes. **Voir :** [[glossaire:entrees:a:anabolisme|anabolisme]], [[glossaire:entrees:b:biosphere|biosphère]], [[glossaire:entrees:c:chimiosynthese|chimiosynthèse]], [[glossaire:entrees:g:glucide|glucide]], [[glossaire:entrees:g:glucose|glucose]], [[glossaire:entrees:p:photosynthese|photosynthèse]]. === Efficacité photosynthétique === Les pertes d'énergie entre la lumière incidente et la synthèse des premières molécules organiques (glucose) se font à tous les niveaux du transfert d'énergie : capture des photons, transmission de l'énergie au sein des chloroplastes, synthèse des glucides. Le premier type de perte énergétique est lié à l'efficacité relative des structures chlorophylliennes à pouvoir capter des photons, puis à convertir leur énergie physique en électrons hautement énergétiques, pouvant circuler dans la membrane la plus interne des chloroplastes. Jusqu'à cette étape, les pertes sont d'environ 70 %. Elles s'expliquent parce qu'une part importante de la lumière qui a touché la surface de la plante (les feuille en particulier) n'est pas captée par la chlorophylle, mais absorbée par différents composants tissulaires (paroi et membranes cellulaires, hyaloplasme), et qu'en outre, seuls les photons correspondant aux lumières bleue et rouge sont captés par la chlorophylle et utilisés dans la photosynthèse. Les deux étapes suivantes, qui commencent une fois que les électrons hautement énergétiques ont été formés, conduisent à la synthèse des premiers glucides. Le métabolisme de synthèse étant très consommateur d'énergie, les pertes sont encore importantes. Ce travail métabolique correspond essentiellement au cycle de Calvin au cours duquel s'effectue la réduction du CO₂ atmosphérique, donnant les premières molécules de matière organique, lesquelles constituent la production primaire brute (PPB). Celle-ci ne représente plus que 1 % de l'énergie lumineuse incidente. Comme les plantes consomment, par la respiration, presque 90 % de l'énergie ainsi fixée lors de la production primaire brute (PPB), on ne retrouve, sous forme d'une nouvelle biomasse (stock de molécules, organites, cellules et tissus), qu'environ 0,1 % de l'énergie lumineuse incidente. C'est la production primaire nette (PPN). On notera que les valeurs données ne donnent qu'un ordre de grandeur d'une réalité très variable en fonction des espèces et des conditions offertes par l'environnement. **Voir :** [[glossaire:entrees:c:chloroplaste|chloroplaste]], [[glossaire:entrees:c:chlorophylle|chlorophylle]], [[glossaire:entrees:c:cycle_de_calvin|cycle de Calvin]], [[glossaire:entrees:e:electron|électron]], [[glossaire:entrees:g:glucide|glucide]], [[glossaire:entrees:h:hyaloplasme|hyaloplasme]], [[glossaire:entrees:m:membrane_biologique|membrane biologique]], [[glossaire:entrees:m:metabolisme|métabolisme]], [[glossaire:entrees:m:molecule|molécule]], [[glossaire:entrees:p:paroi_cellulaire|paroi cellulaire]], [[glossaire:entrees:p:photon|photon]], [[glossaire:entrees:p:producteur|producteur]], [[glossaire:entrees:r:respiration|respiration]]. **Fig. :** Représentation schématique du flux d'énergie (entrée et pertes) dans une chaîne alimentaire. (G. Lemée, Précis de Biogéographie, p. 192, Masson, 1967). {{p/image21.png?444x219}} === Production secondaire === La production secondaire est la synthèse de matière organique par les hétérotrophes. Secondaire indique que cette production est non pas d'importance secondaire, mais que les hétérotrophes ne peuvent l'effectuer que parce qu'ils ont ingéré, dans un premier temps, de la matière organique produite par des autotrophes (production primaire). Comme dans le cas de la production primaire, on doit distinguer l'énergie ingérée par le consommateur et l'énergie correspondant à la biomasse produite, ou production nette. Les pertes d'énergie entre le prélèvement de nourriture et la production de biomasse se font à plusieurs niveaux du métabolisme. En particulier, tout ce qui a été ingéré n'est pas assimilé et peut être rejeté (excréments). Dans la part assimilée, il y a aussi des pertes au cours du métabolisme en général. === Production primaire et conditions du milieu === La synthèse de matière organique exige que les organismes photosynthétiques reçoivent de la lumière. De plus, chaque facteur édaphoclimatique peut devenir un facteur limitant de la production primaire, par sa carence ou son excès. Globalement, les facteurs principaux de l'environnement sont les suivants : * la lumière : c'est le premier facteur. En fonction des espèces, la quantité nécessaire de lumière est différente ; l'ensoleillement est donc un facteur important de la production. C'est pourquoi, en milieu marin, la production primaire n'est significative que dans les 100 premiers mètres, au-delà, la lumière ne pénétrant plus ; * la température : selon les espèces, les températures optimales se situent entre 20 °C et 40 °C ; * l'eau : les exigences en eau (H₂O) sont très différentes selon les espèces. En outre, il est impossible de dissocier les exigences en eau des autres conditions, en particulier, la température ; * les éléments minéraux : l'absorption des éléments chimiques est une absolue nécessité pour la synthèse des molécules organiques contribuant à la production primaire. Certains éléments sont non remplaçables par d'autres éléments chimiques, ils sont dits essentiels. Les facteurs lumière et température font que les climats conditionnent la répartition géographique des végétaux. **Voir :** [[glossaire:entrees:c:climat|climat]], [[glossaire:entrees:e:element_chimique_essentiel|élément chimique essentiel]], [[glossaire:entrees:e:element_mineral|élément minéral]], [[glossaire:entrees:f:facteur_de_l'environnement|facteur de l'environnement]]. ==== Flux d'énergie et rendement ==== Les rendements concernent à la fois la production primaire et la production secondaire, à l'échelle de l'individu comme de l'écosystème. Nous avons vu ci-dessus que, chez les producteurs primaires, le rendement entre l'énergie incidente et la PPN n'est que de 0,1 %. La perte est donc de 99,9 %. Avec le niveau trophique suivant, celui des consommateurs primaires (herbivores, phytophages), la perte (entre ce qui est consommé et la biomasse produite) est de 90 %. C'est-à-dire, que 10 % sont transférés aux consommateurs secondaires (carnivores consommant les herbivores). À chaque nouveau transfert, d'un niveau de la pyramide écologique au niveau immédiatement supérieur, la perte d'énergie est identique (90 %). Pour connaître, ce qui reste de l'énergie incidente (lumière), à un niveau particulier d'une chaîne alimentaire, il faut faire les produits des pourcentages restants successifs, depuis la PPN : 0,1 % x 10 % x 10 %, etc. Au total, les pertes sont considérables et se font en grande partie par dissipation d'énergie sous forme de chaleur. Toutes ces valeurs sont des ordres de grandeur obtenus par des calculs comportant de nombreuses approximations. Par exemple, pour les préciser, il faudrait être en mesure de savoir exactement la part de l'alimentation que chaque espèce convertit en matière organique. **Voir :** [[glossaire:entrees:c:chaine_alimentaire|chaîne alimentaire]], [[glossaire:entrees:p:pyramide_ecologique|pyramide écologique]], [[glossaire:entrees:r:rendement|rendement]]. ==== Les installations hors-sol ==== En agriculture, le point de vue économique est à prendre en compte. Les systèmes d'élevage ou de culture hors-sol permettent des gains de production non négligeables et la question du rendement des méthodes et des installations intervient. Toutefois, l'impact environnemental des moyens mis en œuvre peut devenir négatif. En effet, les bâtiments (étables ou serres) sont thermo-régulés et ventilés, exigeant souvent des quantités importantes d'énergie fossile. Par ailleurs, les animaux, ceux-ci reçoivent une grande part de nourriture dans laquelle les aliments végétaux sont eux-mêmes issus de cultures intensives, utilisant de l'eau, des engrais et des pesticides. **Voir :** [[glossaire:entrees:e:energie_fossile|énergie fossile]], [[glossaire:entrees:e:engrais|engrais]], [[glossaire:entrees:h:hors-sol|hors-sol]], [[glossaire:entrees:p:pesticide|pesticide]]. ==== Rendements et besoins ==== === Besoins nutritifs === Les valeurs ci-après sont des moyennes, elles sont à reconsidérer en fonction des espèces élevées et des conditions d'élevage. Il faut 4 kg de céréales pour produire 1 kg de poulet, 6 kg pour 1 kg de porc et 13 kg pour 1 kg de bœuf. La question peut être abordée sous l'angle des protéines apportées par la nourriture : 10 kg de protéines végétales sont nécessaires pour produire 1 kg de protéines animales. === Besoins en eau === Selon les espèces, les besoins en eau peuvent être très différents. En outre, ils ne seront pas les mêmes dans un pays sec et dans un pays humide, même si la teneur en eau de la matière organique reste sensiblement la même. Par ailleurs, les systèmes d'élevage ou de culture consomment plus ou moins d'eau. L'élevage, par exemple, fait partie des activités utilisant beaucoup d'eau pour : * l'irrigation des pâturages et/ou des surfaces de production de fourrage ; * la consommation d'eau par les animaux ; * le nettoyage des structures aux différentes étapes de la production de la viande commercialisée (bâtiments d'élevage, abattoirs, salles de préparation de la viande). En Europe, pour 1 kg d'aliment produit, il faut environ : 150 litres d’eau pour la pomme de terre, 1 500 L pour le blé, 2 500 L pour le riz, 3 800 L pour la volaille, 5 500 L pour le porc et 15 000 L pour le bœuf. On peut dire que la production de 1 kg de protéines animales peut nécessiter jusqu'à cent fois plus d'eau que la production d'1 kg de protéines végétales. Face à ce constat, et dans un contexte d'explosion démographique, l'agriculture va devoir produire plus en consommant moins d'eau. Cette eau qui ne se retrouve pas dans le produit consommée est qualifiée d'eau virtuelle. **Voir :** [[glossaire:entrees:e:eau_virtuelle|eau virtuelle]]. ==== Conséquences des méthodes de production ==== Les méthodes de production peuvent avoir des conséquences importantes sur l’environnement et donc une forte empreinte écologique. **Voir :** [[glossaire:entrees:e:empreinte_ecologique|empreinte écologique]]. === Combustibles fossiles === La consommation de carburants par les machines agricoles, le chauffage des serres et des bâtiments d’élevage, a pour conséquence une émission importante de gaz à effet de serre. Par exemple, il faut en moyenne 25 kcal (kilocalories) d'énergie fossile pour produire 1 kcal de protéines animales, alors qu'il faut 2,2 kcal d'énergie fossile pour produire 1 kcal de protéines végétales. Convertir des céréales en viande consomme donc beaucoup de combustibles fossiles, augmentant ainsi les émissions de CO₂. **Voir :** [[glossaire:entrees:c:combustible_fossile|combustible fossile]], [[glossaire:entrees:g:gaz_a_effet_de_serre|gaz à effet de serre]]. === Les animaux d'élevage === La digestion des ruminants est productrice de méthane (CH4), gaz à effet de serre plus puissant que le CO₂.
 L'élevage est responsable de 80 % des émissions de gaz à effet de serre produits par l'agriculture. Si on ajoute à l'émission de gaz à effet de serre, l'impact des engrais et des lisiers sur les marées vertes, ou des pesticides sur la surmortalité des abeilles, nombreux sont les dérèglements des écosystèmes dus à l'agriculture ouvrant vers des risques systémiques plus globaux. Face à de tels effets négatifs de l'élevage sur l'environnement, la tendance, dans un futur proche, pourrait être par exemple d'influer sur les habitudes des consommateurs, pour qu'ils privilégient la consommation de volailles par rapport à celle d'autres types de viandes, et que l'agriculture biologique se développe. **Voir :** [[glossaire:entrees:a:agriculture_biologique|agriculture biologique]], [[glossaire:entrees:c:combustible_fossile|combustible fossile]], [[glossaire:entrees:r:risque_systemique|risque systémique]]. === Engrais et pesticides === Les engrais et pesticides utilisés pour améliorer la production modifient, en particulier, la composition biotique du sol, perturbant considérablement la vie de la faune. On observe une diminution du nombre d’invertébrés (insectes, annélides, etc.) qui sont essentiels pour conserver une texture aérée du sol et sa richesse en complexes argilo-humiques, paramètres indispensables pour qu'un sol soit fertile. **Voir :** [[glossaire:entrees:b:biotique|biotique]], [[glossaire:entrees:c:complexe_argilo-humique|complexe argilo-humique]], [[glossaire:entrees:f:faune|faune]], [[glossaire:entrees:f:fertile|fertile]], [[glossaire:entrees:t:texture|texture]]. ==== Conséquences du changement climatique ==== Les floraisons décalées, par rapport au calendrier classique, s'expliquent en général par des variations climatiques. Les floraisons automnales nécessitent un été chaud se poursuivant tardivement. Depuis une vingtaine d'années, les relevés portant sur les mêmes variétés d'arbres fruitiers ou de vigne donnent des résultats clairs : les floraisons sont de plus en plus précoces (d'environ quinze jours). Le réchauffement atmosphérique est très probablement la cause de ce changement. Les conséquences de celui-ci vont porter, immédiatement et pas nécessairement de manière négative, sur les aspects économiques. Ce qui est plus difficile à apprécier, ce sont les éventuelles conséquences relatives aux équilibres écosystémiques du fait de leur complexité. **Voir :** [[glossaire:entrees:c:changement_climatique|changement climatique]], [[glossaire:entrees:e:ecosysteme|écosystème]], [[glossaire:entrees:p:pollinisation|pollinisation]], [[glossaire:entrees:r:rechauffement_atmospherique|réchauffement atmosphérique]]. ==== Gestion de la production agricole ==== Au cours des années précédant 2007, les producteurs de lait étaient presque 5 000 à quitter la profession chaque année, se reconvertissant pour certains vers la production de céréales et d'autres vers celle de la viande. En France, le nombre de vaches laitières diminuait de façon régulière. Toutefois, en parallèle, le rendement par vache s’améliorait régulièrement. Mais, aussi bien pour le lait que pour le blé, la croissance de la demande des pays émergents (en Europe ou en Asie) n'avait pas été correctement évaluée. En 2007, le monde a réalisé que la production de plusieurs denrées alimentaires (blé, riz, lait, etc.) n'était pas au niveau nécessaire. Les producteurs de lait furent incapables de répondre à la demande mondiale. Entre 2007 et 2008, compte tenu du rapport entre l'offre et la demande, le prix du lait a augmenté de 37 % en France, alors qu'entre 2003 et 2006 il avait baissé de 10 %. En 2017, la production laitière mondiale est toujours en crise. Avec l'exemple du lait, on comprend l'importance des modèles prédictifs (modèles mathématiques utilisés pour faire des prévisions sur l'évolution d'un phénomène). Pour la viande, la demande mondiale a quintuplé ces cinquante dernières années. Cette tendance semble se poursuivre. Selon certains modèles, il faudrait que la production de viande à l'échelle mondiale progresse de 70 % pour répondre, en 2050, aux besoins alimentaires de la planète. C'est bien entendu impossible, tant la pression exercée sur la disponibilité des terres, de l'eau, des énergies fossiles, est déjà excessive, avec les conséquences que l'on connaît : le manque de terres arables, l'épuisement des ressources en eau, la pollution, le réchauffement planétaire. Aujourd'hui, il est urgent de limiter l'impact environnemental de l'agriculture. **Voir :** [[glossaire:entrees:m:modele|modèle]], [[glossaire:entrees:t:terre_arable|terre arable]].