DE L'AIR CONFINÉ DANS LA TERRÉ VÉGÉTALE

Par MM. Bohssingault et Léwy.

§ I. — Les matières organiques, quand elles sont soumises aux influences réunies de l'air, de l'humidité et d'une température convenable, donnent naissance à de l'acide carbonique, à de l'eau, et, si elles sont azotées, à de l'ammoniaque. Lorsqu'elles sont enfouies dans un sol suffisamment meuble, leur combustion est si manifeste, que, dans les pays chauds, il peut arriver, au bout de quelques années, qu'une terfe défrichée riche en humus se trouve appauvrie au point de ne pouvoir donner des récoltes sans l'intervention des engrais. C'est que s'il est vrai que le terreau humide se conserve, en l'absence de l'air, sans subir d'altération, sans qu'il y ait la plus légère émission de gaz, il ne l'est pas moins que sa destruction s'opère rapidement lorsque l'oxygène intervient. Cette destruction, on la constate dans les terrains chargés d'humus, toutes les fois qu'on essaye de suppléer aux amendements par des labours profonds et répétés.

Ainsi le terreau et l'humus, derniers termes de la putréfaction des substances végétales, le fumier, sont

( 77 ) autant de sources qui émettent de l'acide carbonique, et il est hors de doute qu'une part importante de l'efficacité des engrais d'origine organique doit être attribuée à cette émission, soit que le gaz acide, absorbé Par les racines, parcoure l'organisme de la plante, soit que, versé dans l'atmosphère environnante, la ] umière le décompose sous l'influence des feuilles qui e n assimilent le carbone. Il en résulte que l'air fixé «ans la terre est d'autant plus profondément modifié dans sa constitution, que c'est en grande partie aux dépens de son oxygène qu'est formé le gaz acide car- Wiique.

Que l'air confiné dans les interstices laissés par les Particules du sol n'ait plus exactement la composition d e l'air normal, c'est ce qu'on admettra sans la joindre difficulté ; on prévoit aussi dans quel sens

altération doit avoir lieu ; mais, à notre connaissance, °u ne possède pas encore une notion tant soit peu Précise sur ce qu'on pourrait appeler l'intensité de ''altération : à en juger d'après la facilité avec laquelle on suppose que s'exerce la diffusion des gaz «ans une terre ameublie, on serait disposé à croire Qu'elle est peu considérable. Aussi, toutes les fois qu'on a essayé d'évaluer la quantité de carbone qu'une surface de culture prélève sur un volume donné de

atmosphère on a négligé de tenir compte de l'acide carbonique émanant du sol, et l'on a pris pour base Ur uque de ces évaluations, toujours hasardées, la

r es-minime proportion de ce gaz contenue dans l'air.

L utilité, dans le fumier, des principes carbures

Propres à être modifiés en humus, en acides bruns.

I lt une combustion lente détruit ensuite, est si évi-

dente, qu'aujourd'hui un cultivateur exercé regarderait comme incomplet l'engrais qui en serait dépourvu. On peut donc concevoir chaque particule de fumier, d'humus, de terreau, comme un foyer d'où émane constamment du gaz acide carbonique, émanation bien faible, mais assez continue pour modifier la composition de l'air atmosphérique dont le sol est imprégné. C'est dans cette atmosphère souterraine que se développent et vivent les racines, et ces recherches établiront qu'elles y trouvent, en proportion notable, des principes assimilables qu'on ne rencontre qu'en infiniment petites quantités dans les deux véhicules les plus essentiels à la végétation : l'eau et l'air.

Il nous a semblé que, dans l'état actuel de la science;agricole, l'examen attentif de l'air confiné dans la terre végétale ne pouvait manquer d'offrir un certain degré d'intérêt.

§ II. — Les procédés très-simples à l'aide desquels on se procure l'air confiné des lieux habités, des mines, des fosses, etc., n'étaient pas applicables dans la circonstance actuelle. On ne pouvait pas davantage déplacer l'air en faisant passer de la terre sous une cloche renversée et remplie d'eau. D'abord, le gaz que nous tenions surtout à doser avec une grande exactitude est soluble; ensuite, il devenait évident qu'en remuant la terre sans aucun ménagement, on substituerait de l'air extérieur à l'air stagnant dont l'examen était précisément le but de nos recherches.

La condition à laquelle il fallait satisfaire autant que possible, s'il n'était pas donné de la remplir entièrement, c'était d'aspirer l'air confiné avec une ex-

( 79 ) trèine lenteur, afin qu'il n'y ait, pour ainsi dire, pas «appel de l'air extérieur. Nous décrirons maintenant

appareil que nousavonsemployé (Jig. i„ PL II) pour «oser directement l'acide carbonique, en même temps q«e l'on recueillait l'air confiné par une aspiration tellement modérée, que l'air du dehors, si tant est qu'il soit intervenu, n'en a probablement pas plus affecté la composition que l'effet produit par la diffusion des gaz; car on est bien obligé de reconnaître qu'à la surface d'un champ labouré il s'opère un échange continuel entre l'atmosphère souterraine et ' amosphère extérieure.

On prend l'air à 3o ou / t o centimètres de profondeur, suivant l'épaisseur de la terre végétale, au moyen d'un tube b, a l'extrémité duquel s'adapte' une Pomme d'arrosoir c, remplie de petits cailloux roulés u e quartz pour en diminuer la capacité. Ce tube ayant son robinet R fermé, est enterré vingt-quatre heures au moins avant de commencer une expérience jWO de laisser à l'air extérieur introduit en creusant emplacement occupé par le tube, le temps de se m el er à l'air confiné. La terre est fortement tassée et accumulée en forme de butte autour de l'axe du tube. A la suite du robinet R, on ajuste le petit ballon à r °binet cl dans lequel on a fait le vide. Viennent en- * u »e les éprouvettes E, E', contenant de l'eau de ar yte. F est un tube à ponce alcaline destiné à arrêtei ' l'acide carbonique que laisserait échapper l'eau de aspirateur A. Comme aspirateur, nous avons fait l,s age de flacons et de ballons en verre d'une capacité q«i a varié de 10 à 60 litres. Au robinet R'" par où s écoule l'eau dont la sortie détermine l'aspiration, est '

(8o) lié un tube g effilé de manière à obtenir un écoulement très-lent. Cet écoulement, ou, si l'on veut, la -vitesse avec laquelle l'air puisé dans le sol arrive dans l'appareil, n'a jamais atteint i litre par heure.

L'appareil étant monté, on ouvre successivement les robinets R, R', R", puis on règle l'écoulement par le tube g au moyen du robinet R". L'air parvenu dans l'aspirateur laisse ordinairement la totalité de son acide carbonique combiné à la baryte clans l'éprouvette E; il est très-rare que la dissolution E' soit troublée. Un fait qui nous a singulièrement surpris, c'est l'extrême facilité avec laquelle une mince pellicule de carbonate formée à la surface de l'eau de baryte, dans le tube conducteur i, arrête l'écoulement de l'aspirateur; cet obstacle, si fragile en apparence, est tel, qu'on ne parvient pas toujours à le détruire en exerçant une forte succion en g; mais il suffit d'imprimer une légère secousse à l'éprouvette pour dégager le tube conducteur.

Pour terminer une expérience, on ferme le ballon d qui renferme alors de l'air provenant de la terre végétale. Quant à l'air parvenu dans l'aspirateur et dont l'acide carbonique a été retenti dans la baryte, il y a, pour connaître la pression sous laquelle il se trouve, deux cas à considérer. Si l'aspirateur ne contient plus d'eau, il est clair que la pression de l'air qu'il renferme est égale à celle de l'atmosphère diminuée de la pression exercée par les colonnes de liquide i, i', i", i'"., et de la colonne de mercure qui exprime la tension de la vapeur aqueuse, l'air du flacon A étant saturé d'humidité. Si, au contraire, l'écoulement n'a été que partiel, si, par exemple, l'air privé d'acide

( 8. ) carbonique n'occupe dans l'aspirateur que Ja zone a > «', il est évident qu'il faut alors, pour avoir la Pression, non-seulement retrancher de la hauteur barométrique les pressions que nous venons d'indiquer, mais encore celle que représente la colonne d eau comprise entre a' et a". Un thermomètre t sus- Pendu dans l'intérieur de l'aspirateur donne la lem- Pérature; mais il est bon d'en avoir un autre au dehors, parce qu'il arrive quelquefois qu'il est imposable de lire les degrés du thermomètre placé à l'intérieur par suite d'une rosée qui se dépose sur les parois mternes du flacon A.

Le carbonate de baryte dosant l'acide carbonique de l'air confiné passé dans l'aspirateur est reçu sur un filtre où on le lave avec de l'eau saturée du même carbonate jusqu'à ce que cette eau ne fasse plus virer **u bleu le papier de tournesol rougi. Le carbonate de baryte détaché du filtre, après dessiccation, est-cal- Çmé au rouge avant d'être pesé. Le filtre, dont on connaît le poids des cendres, est brûlé.

§ III. — L'air confiné recueilli dans le petit ballon " est analysé en faisant réagir d'abord une dissolution de potasse pour fixer l'acide carbonique, puis en fai- Sa nt intervenir ensuite l'acide pyrogallique, afin d'absorber l'oxygène. Pour faire passer l'air du ballon d^s le tube gradué où doivent s'effectuer les réacl °ns, on adapte au robinet E" un petit tube courbe °nt une extrémité s'engage sous le tube plein de Mercure (fig. 2, PL IL) En chauffant le ballon, une Partie de l'air qu'il contient se rend dans le tube par n effet de dilatation; il est presque inutile d'ajouter " ll " faut commencer par laisser perdre un peu "• 6

de gaz, afin d'expulser l'air du tube conducteur.

§ IV. — La nature de notre travail nous obligeait, naturellement, à rechercher l'ammoniaque dans l'air confiné de la terre végétale. Afin de fixer cet alcali, on substitue au système établi entre le tube b, qui va chercher l'air dans le sol, et le tube A:, uni à l'aspirateur, une éprouvette en tout semblable à celle représentée en E', dans laquelle se trouve une dissolution d'acide chlorhydrique dans de l'eau exempte d'ammoniaque, préparée au moment même de commencer une expérience. Après avoir fait traverser, très-lentement, au moins 60 litres d'air confiné dans la liqueur acide, on l 'évaporait à l'étuve. Dans deux circonstances mentionnées dans ce Mémoire, le sel ammoniac obtenu a pu être pesé; mais dans la plupart des cas nous n'avons eu que des traces de ce sel, traces suffisantes cependant pour établir la présence constante de vapeurs ammoniacales dans l'air extrait du sol.

§ V. — Dans le calcul des résultats fournis par nos expériences, nous avons fait usage des données suivantes :

Coefficient de dilatation des gaz o ,oo366

Densité du mercure i3,6

Acide carbonique dans le carbonate de baryte. . . 0,2241

Poids du litre d'air ào degré et pression o' n ,76. i Er ,2gg

Poids du litre d'ac. carbon. à o° et press. o m ,76. i 6r ,g8o

§ VI. — Air confiné dans un sol récemment fumé.

Un sol léger sablonneux provenant de la désagrégation du grès bigarré (bunder sandstein), dans lequel on avait récolté des pommes de terre, a été amendé,

(83) 'e a septembre, avec du fumier à demi consommé, à raison de 600 quintaux par hectare. Six jours après, 7 septembre, on a monté l'appareil au milieu du champ. Le tube pour puiser l'air était posé à 35 centimètres de profondeur, dans un endroit où l'épaisseur d e la couche arable a 4o centimètres. La terre se trouait dans de bonnes conditions d'humidité; cependant d n'avait pas plu depuis environ trois semaines. L'ex- Penence a été mise en train à midi; l'eau de baryte de l'éprouvette s'est bientôt troublée. A 5 heures, Je précipité était assez abondant pour qu'on arrêtât aspiration.

En volume, lit

En poids, 6,7964 O, 22C)5

Air : à o degré, pression o->, 7 6 (1) 5,' 2 32

Carbonate de baryte obtenu, 1^,024= CO 2 . 0,116

"ans 1 00 parties d'air confiné CO 2 2,17

A 6 heures du soir, comme il commençait à pleuv °ir, on entreprit, à la même place, un nouveau dosa ge d'acide carbonique. L'aspirateur a coulé goutte a goutte pendant toute la nuit. La pluie avait cessé à x ° heures du soir. Le 8 septembre, à 6 heures du ttiatin, il y a eu pour résultats :

U) Expèr. n° i.

Air mesuré, 6 1 ,o4o. Température, i5 degrés.

Baromètre 743, o

Colonne de liquide soulevée dans les ffim éprouvettes i ï, i" i'", en mercure . 1 1 , 8

Colonne d'eau a' a" 2 3 ; q

Tension de la vapeur t i 2) 8 48 5

Pression 694 5

En poids.

septembre, ent été trèsît mouillée,

pas à l'eau s premières ippé de l'aondance fut expérience.

e. En poids, gr

Carbonate de baryte 2 gI ',o43 = CO 2 ... . o , a3 1

Cn ÏJ

c^ — Ë=l ~j — =1 co — =1

kO — =|

Elle a été faite à la même place, le 1 1 Dans les trois derniers jours, les pluies avai fréquentes. La terre se trouvait fortemer mais sa nature sablonneuse ne permettait de former des flaques. Dès le passage de bulles d'air dans l'éprouvette E, on fut fr bondance du précipité, et bientôt cette ab telle, qu'il devint nécessaire de terminer 1' L'aspiration, commencée à midi, a cessé à

En voium

Air : à o degré, et pression o m ,76 (3) 2,61

Carbonate de baryte, 2 B, ',493 = ac. carbon . 0,2g

2,8g5 3,9529 Dans 100 parties d'air, aride carbonique. . . 9,74 I 4> 1 ^

(1) Expér. n° 2. — Air mesuré, n'^o. Tempérai

mm

ure, i5 degrés.

697,7 à leur inscrip-

ire, 18 degrés.

Cn =1

(2) Les numéros d'ordre des expériences répondent tion sur le registre du laboratoire.

(3) Expér. n° 8. — Air mesuré, 3',o8g.. Températi

mm

co — 1

i— ' =1 kO EEl