Pourquoi sur Mars ou dans les déserts n’y a-t-il pas de sols bruns cultivables comme nous en avons dans nos forêts?
Les mots que vous devez savoir utiliser à l’issue de ce cours: Sol; interaction; roche; biosphère; eau; température; photosynthèse; biodiversité; agrocarburants.
Introduction:
Sur la Lune ou sur Mars, il existe un sol formé de poussières de sable et de cailloux. Autrement dit, il n’y a pas de sols présentant une terre cultivable: pourquoi ? Et surtout, qu’est-ce qui fait qu’il y en a sur Terre?
1-Un sol fertile : le produit d’une interaction entre roche et êtres vivants
- Observer des vers de terre
- Compléter des dessins d’observation fournis
- Écrire un article sur le rôle des vers dans le sol
- Analyser une expérience sur le devenir de pelures d’orange et le rôle des champignons
Un sol résulte d’une longue interaction entre les roches et la biosphère (=les êtres vivants), conditionnée par la présence d’eau et d’une température favorable à la vie. Un sol cultivable est lent à se former. Il est le produit de la dégradation des feuilles qui pourrissent grâce aux champignons et aux bactéries. Les vers de terre sont des acteurs essentiels de la fertilité d’un sol.
2-La déforestation, le mal du siècle
- Étudier la déforestation en Amazonie à l’aide d’observations satellite
Un sol cultivable est facilement dégradé par la déforestation et souvent détourné de sa fonction biologique, par exemple pour produire des aliments. Sa gestion est un enjeu majeur pour l’humanité. La biomasse végétale produite par l’agriculture est une source de nourriture mais aussi une source de combustibles (=le bois de chauffe) ou d’agrocarburants.
3-Les sols cultivables: une répartition inégale à la surface de la planète
- comparer des cartes
L’agriculture a besoin de sols cultivables et d’eau. Ces deux ressources sont très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantités limitées. L’agriculture entre en concurrence avec la biodiversité naturelle: l’utilisation de pesticides et d’engrais par l’agriculture intensive est à l’origine d’une perte de biodiversité estimée à plus de 50% en 50 ans.
Conclusion
- remettre dans l’ordre des dessins d’évolution d’un sol
Ainsi, s’il existe une couche de terre cultivable au niveau d’un sol, c’est parce que la matière végétale produite par les végétaux retourne lentement à l’état de matière minérale grâce à l’action des décomposeurs créant ainsi ce que l’on appelle l’humus, cette matière sombre qui ne peut donc exister sur Mars ou dans les déserts.
Expérience d’évolution des déchets organiques sur terreau
Observations à la loupe binoculaire d’échantillons de terre :
A la découverte d’un animal original: le ver de terre
Le ver de terre est un animal au corps mou mais ce n’est pas un mollusque comme la limace. Il nous montre beaucoup d’anneaux séparés par des cloisons, il fait partie de la famille des Annélides. L’essentiel de son corps est formé d’un long tube digestif qui commence par une bouche, un pharynx, un œsophage, un jabot, un gésier suivi d’un intestin se terminant par un anus. Étrangement, le tube digestif est entouré d’une multitude de cœurs reliés par un vaisseau dorsal et un vaisseau ventral. Sous le tube digestif, on voit une chaine nerveuse reliée à des soies latérales mais il n’y a pas d’organes sensoriels comme des yeux ou des oreilles. En somme, l’animal est un tube digestif servant sa nutrition ! Comme tous les êtres vivants, l’animal se reproduit. Le clitellum, une partie centrale qui semble moins annelée, sécrète un mucus permettant à deux vers de rester accoler pendant l’accouplement.
Annotez le document à partir des mots du texte:
Activité: Découvrir le rôle fondamental des vers de terre
Rédacteur du journal de votre lycée, dans le cadre de la semaine du développement durable, rédigez un article qui explique le bien fondé du vieux proverbe paysan : « Dame Nature sait comment s’obtient la fertilité de la terre, elle en a confié le secret aux vers de terre » et qui montre que les vers de terre sont une alternative possible à l’utilisation intensive d’engrais.
Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).
L’utilisation croissante d’engrais dans les cultures conduit souvent à une production agricole qui stagne. Une équipe de chercheurs est parvenue à mettre au point une méthode de fertilisation inédite, fondée sur les vers de terre, qui réduit l’utilisation des engrais.
Un sol poreux permet une bonne aération propice au développement des microorganismes.
- Pores : petites cavités susceptibles d’être remplies d’air ou d’eau.
- Porosité : rapport du volume des pores sur le volume total du sol.
Document 2 : transformation de la matière organique
Dans la plupart des écosystèmes, les vers de terre sont des facteurs clé dans la fragmentation de la matière végétale. L’activité conjointe des trois espèces de vers de terre (de surface, de petite profondeur, de profondeur) permet la dégradation fine de la matière organique ainsi que son enfouissement dans le sol en plusieurs étapes. Dans un premier temps, la litière à la surface du sol va être fragmentée par les vers de terre de surface. On estime que cette litière fragmentée sera à son tour consommée par les vers de terre de profondeur, la dégradant encore plus et permettant son enfouissement progressif dans le sol. Cette matière organique fortement dégradée et présente à différents niveaux du sol poursuit son cycle de transformation en matière minérale en étant ingérée par les vers de terre de petite profondeur.
La terre et la matière organique digérées par les vers de terre sont excrétées sous forme de turricules ou « déjections » à la surface du sol, mais aussi au niveau de toutes les galeries profondes. La présence de micro-organismes (bactéries et champignons) au niveau des turricules achève la minéralisation de la matière organique. Les vers de terre n’augmentent pas les quantités d’éléments nutritifs, ils les rendent assimilables par les plantes. Plus de 90% des galeries sont colonisées par des racines de plantes qui les utilisent pour pénétrer sans résistance dans les couches profondes du sol où elles trouvent des conditions nutritives idéales.
Document 3 : vers de terre et complexe argilo-humique
Les déjections des vers de terre (turricules) forment des agrégats issus du mélange de matière organique (humus) et de matière minérale (argile). L’accrochage des argiles (charge négative) avec l’humus (charge négative) se fait par des ions positifs.
La formation d’un complexe argilo-humique stable se réalise à l’intérieur du tube digestif du ver de terre, qui sécrète une « colle », la glomaline, qui stabilise le complexe argilo-humique et le rend résistant à la dégradation par l’eau.
Comprendre la déforestation en Amazonie
Comprendre et enseigner les sciences naturelles 
