PLANTES

cultivées.

Trèfle...

Trèfle.. .

Proment Froment Pois....

DURÉE

de

la culture

2 mois,

3 mois, a mois, 3 mois

3 mois

POIDS

de la graine.

POIDS

AZOTE

AZOTE

de là récolte.

dans la graine.

dans la récolle.

ou perte en azote.

gr 0, 120

gr -r- 0,010

2,3oo

— 0,oo3

+ o,oo3

On voit : i" que, cultivés dans un sol absolument prive d engrais d'origine organique et sous les seules influences de 1 air et de l'eau, le trèfle et les pois ont

acquis, indépendamment du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène, une quantité d'azote appréciable par l'analyse; 20 que le froment, cultivé dans les mêmes conditions, a pris à l'air et à l'eau du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène, mais que l'analyse a pu accuser un gain ou une perte, sans qu'on puisse toutefois en conclure définitivement que cette céréale ne possède pas la faculté de fixer une certaine quantité d'azote (1). Quant à l'origine de l'azote assimilé dans ces circonstances, l'analyse a été impuissante pour la signaler, car ce principe avait pu entrer directement dans l'organisme des plantes, ou bien, comme l'avait pensé Théodore de Saussure, il pouvait provenir des vapeurs ammoniacales dont l'atmosphère n'est jamais entièrement privée, quoiqu'elle n'en contienne qu'une proportion infiniment faible. Ainsi, en i838, par suite des recherches que j'avais entreprises, la question se trouvait posée en ces termes : L'azote , assimilé par une plante cultivée à l'air libre dans un sol privé de matières organiques, provient-il du gaz azote ou de l'ammoniaque? J'ajouterai que, depuis, les expériences tentées pour la résoudre ont conduit à des conclusions entièrement contradictoires.

Si l'on considère combien est faible la proportion des substances azotées élaborées par une plante placée dans un sol stérile, alors même que la végétation a été prolongée pendant plusieurs mois, on est peu disposé à croire à l'intervention du gaz azote de l'air; car si ce gaz intervenait, on ne voit pas pourquoi l'assimila-

(1) Annales de Chimie et de Physique, 2e série, t. LXVII, p. 52.

tion en serait aussi restreinte, puisqu'il domine dans

la composition de l'air. On conçoit mieux, au contraire, l'exiguïté de la dose d'azote assimilée dans l'hypothèse de l'intervention unique des vapeurs ammoniacales, par cette raison que l'atmosphère ne renfermant, pour ainsi dire, que des traces de carbonate d'ammoniaque, elle ne peut fournir qu'une quantité très-limitée d'éléments azotés à une végétation accomplie sous les seules influences de l'air et de l'eau.

La première idée qui se présente à l'esprit pour décider si l'azote fixé provient de celui que l'atmosphère renferme à l'état gazeux, c'est de disposer un appareil dans lequel la plante croîtrait dans de l'air dépouillé d'ammoniaque et qu'on renouvellerait sans cesse pendant le jour, afin de lui assurer assez d'acide carbonique comme source de carbone.

Cependant, en y réfléchissant, on doit craindre qu'une semblable disposition n'offre pas toutes les garanties désirables ; car, si l'air traverse l'appareil avec une grande vitesse, et il devra en être ainsi dans le cas où l'on n'ajouterait pas de gaz acide carbonique, on ne serait pas certain de retenir toute la vapeur ammoniacale, tous les corpuscules organiques dans le système purificateur consistant naturellement en une série de tubes à ponce sulfurique. Il y a plus : en supposant même que la purification de l'air ait été complète et que, cependant, il y eût eu de l'azote fixé pendant la végétation, tout ce qu'il serait rigoureusement permis de conclure, c'est que cet azote ne proviendrait pas de l'ammoniaque; car, pour admettre qu'il ait fait partie de l'air a l'état gazeux, il faudrait être à même

(6 d'affirmer que, indépendamment des composés ammoniacaux volatils et des poussières d'origine organique, l'atmosphère ne contient pas, en proportion assez faible pour échapper aux procédés ordinaires de l'analyse, d'autres principes capables de concourir à la formation des substances azotées dans les végétaux. Aussi serait-ce seulement dans le cas où l'expérience établirait qu'il n'y a pas assimilation d'azote, que la méthode pourrait être considérée comme satisfaisante. Par ces motifs, dans les recherches que j'ai entreprises, j'ai préféré faire vivre la plante dans une atmosphère qui ne fût pas renouvelée ; mes expériences, commencées en j85i, ont été continuées jusqu'en i853.

L'appareil employé dans l'été de i85i, fia% r PL 1, consiste en une cloche de verre A, d'une capacité de 35 litres, reposant sur trois dés en porcelaine b, b, b, placés dans l'intérieur d'une cuvette en verre C.

Sur un support en verre S, formé par un vase renversé, se trouve un autre vase en cristal E dans lequel on entretient de l'eau pour arroser, par voie d'hnbibition, le sol contenu dans ]e pot P où la plante se développe.

Dans la grande cuvette C, il y a de l'eau assez for. tement acidifiée par de l'acide sulfurique; l'orifice de la cloche A plonge de 2 à 3 centimètres dans la liqueur acide.

Au moyen du tube recourbé ii', on peut introduire de l'eau dans le vase E. Le tube hh\ muni d'un robinet, est mis en relation, quand cela est nécessaire, avec un générateur de gaz acide carbonique.

La graine est plantée en P dans une substance terreuse qui a subi une chaleur rouge. La calcination a lieu dans P, qui est un creuset percé à son fond, afiu de permettre à l'eau de pénétrer dans le sol. On évite ainsi de transvaser la matière terreuse après quelle a été calcinée. Le refroidissement du creuset-pot a lieu sous une cloche, en le plaçant sur un support en terre qu'on a aussi fait rougir. Lorsque la température du sol est suffisamment abaissée, on humecte avec de l'eau privée d'ammoniaque, dans laquelle sont délayées les cendres que l'on veut faire agir sur la végétation.

Le creuset-pot étant mis daus le vase E, on fait tomber assez d'eau pure par le tube il' pour que son fond y plonge de i à 2 centimètres. Les tubes une fois fermés en i zlxn.h, l'orifice de la cloche étant baigné par la liqueur acide contenue enC, l'air se trouve confiné en A, non pas cependant d'une manière absolue, et cela pour deux raisons : par l'effet du changement dans le volume de l'air résultant des variations de température et de pression, et par la diffusion opérée à travers la liqueur acide; mais, dans l'un et l'autre cas, l'air extérieur ne pénètre que très-lentement dans l'intérieur de la cloche, en abandonnant nécessairement l'ammoniaque et les poussières au bain qu'il est orcé de traverser.

Lorsque la graine a été déposée en P et qu'elle a germé, quand les parties vertes commencent à se manifester, on introduit par le tube h h' assez d'acide carbonique pour que l'atmosphère confinée contienne plusieurs centièmes de ce gaz. L'acide carbonique extraitdu marbre est d'abord lavé daus une dissolution

tube h d traverse un long tube à ponce sujfariqué Ces précautions sont nécessaires pour obtenir duTz acide carbonée exempt de vapeurs acides et d'à m mpmaqua. Comme, durant tout Je cours dW expérience, ce gaz tend à disparaître, d'abord parce 3 1 es consommé parla plante, ensuite, et surtout Pa la *ffi«» dont j'ai par,é, et qui s'opère dCan^

faut de temps a autre, déterminer la proportion d cide carbonique que renferme l'air de la cloche A cet effet, on adapte en h un tube qu'on engage sont une eprouvette graduée posée sur une petite cuve pneumatique, on fait l'opération le matfn, lor Z 1 a mosphere de la cloche A, condensée pendant^ mut, est sur le pomt d'être dilatée par Action des rayons solaires. On ouvre le robinet k, afin de faire entrer dans l'eprouvette graduée l'air qu'on doit exa! miner On sait, après l'examen, s'il y a Jieu d^tro, dmre du gaz acide carbonique dans l'appareil. La latitude est grande, car la végétation s'accomplit également bien, soit que l'atmosphère ne contienne°aue i centième de gaz acide, soit que ce gaz y entre pour 8 centièmes; cette dernière proportion, rarement atteinte, n a jamais été dépassée.

C'est dans des appareils semblables à celui que je viens de décrire que les expériences ont été faites en i85i et i85a. Les graines étaient mises dans de la pierre ponce amenée à l'état de petits fragments qu>on débarrassait des parties trop ténues par le tamis, puis laves, calcinés et mis à refroidir, en prenant les précautions indiquées précédemment. J'ai toujours intro-

(9) duit dans le sol ponce, après la calcination, de la cendre obtenue du fumier de ferme par une incinération opérée à une température peu élevée. L'engrais avait d'abord été haché? bien mêlé, séché, puis brûlé. Comme il est parfaitement établi que le fumier convient à toutes les cultures, ses cendres renferment naturellement toutes les substances minérales nécessaires à la plante. Suivant le volume du sol, on ajoutait depuis i jusqu'à 10 grammes de cendre de fumier, et, le plus souvent, de la cendre provenant de plusieurs des graines sur lesquelles l'expérience était faite.

La ponce étant bien humectée avec de l'eau exempte d'ammoniaque, on la laissait séjourner sous la cloche A pendant vingt-quatre heures, avant d'y planter la graine, parce que j'avais eu l'occasion de remarquer que la germination ne réussissait pas toujours lorsqu'on plaçait la semence dans le sol ponce, immédiatement après avoir ajouté l'eau.

L'appareil était solidement établi sur une dalle enfoncée dans le sol d'un jardin, à peu de distance d'un mur recouvert par une vigne. Trois traverses en bois fixées en terre permettaient d'assujettjr la cloche A au moyen de plusieurs fils de laiton ; il est à peine nécessaire d'ajouter que, à l'époque des chaleurs, on recouvrait l'appareil d'un écran en calicot, afin de préserver la plante d'une insolation trop forte.

Le principe fondamental de la méthode consiste, comme je l'ai dit, à déterminer la quantité d'azote contenue dans une graine, puis ensuite la quantité d'azote renfermée dans la plante issue d'une graine semblable à celle sur laquelle a été faite la première

( io) détermination, la végétation s'étant d'ailleurs accomplie dans de telles conditions, que tout concours de substances organiques azotées ait été sévèrement éloigné. Il s'agit, en effet, au moyen de l'analyse, de rechercher s'il y a dans la récolte une quantité d'azote égale ou supérieure à celle que renfermait la semence.

La proportion d'azote contenue dans la même graine varie naturellement, suivant l'état plus ou moins avancé de dessiccation. Comme, au moment où l'on commence une expérience, il est indispensable de connaître exactement la teneur en azote, j'ai toujours, à un moment donné, pesé individuellement des graines de même origine, et immédiatement après les pesées, l'azote a été dosé sur plusieurs d'entre elles. Chaque graine de celles qu'on n'avait pas analysées étaitenveloppée dans un papier portant l'indication du poids et mise dans un flacon. On savait donc, d'après ce poids, ce que chaque graine conservée contenait en azote, et quand, plus tard, on l'employait dans une expérience, il était indifférent qu'elle eût perdu de l'humidité ; la quantité absolue d'azote n'ayant pas varié.

Lors de la récolte, on dose l'azote dans la plante, dans le sol, et même dans le creuset-pot, dont la matière, en raison de sa porosité, absorbe et retient de l'eau chargée de substances organiques.

La plante, après dessiccation dans une étuve entretenue à une douce chaleur, est coupée en très-petits ragments à l'aide de ciseaux; lorsqu'elle est ainsi divisée, et toutes les parties intimement mêlées, on peut en prendre une portion pour la soumettre à l'a-

nalyse, et conclure de l'azote trouvé à l'azote contenu clans la totalité. C'est même ainsi qu'on procède ordinairement, c'est ainsi que j'ai procédé autrefois; mais aujourd'hui je crois devoir critiquer cette pratique. La plante, bien que divisée et mêlée, n'est pas suffisamment homogène pour qu'on puisse être sûr, lorsqu'il est question d'une appréciation très-délicate, que la fraction sur laquelle on agit représente la constitution de l'ensemble. Il est préférable, ainsi que je l'ai fait dans ces nouvelles recherches, d'opérer sur la totalité de la récolte, en employant des tubes à combustion de grandes dimensions, et en exécutant au besoin plusieurs opérations. L'erreur dont le résultat est alors affecté, est celle qui est inhérente au procédé en lui-même, et, quelle que soit sa valeur, elle n'est pas multipliée par 3, par 4, par io, par ioo, selon qu'on a seulement analysé le tiers, le quart, le dixième, le centième de la plante récoltée. C'est particulièrement lorsqu'il s'agit du dosage de l'azote dans les débris organisés épars dans le sol où ont séjourné les racines, qu'il est important d'opérer sur de fortes proportions de matières. J'ai pu, au moyen de trèsgrands tubes en verre de Bohème, analyser, soit la totalité du sol, soit de fortes fractions, de manière que, dans les cas les plus défavorables, l'erreur du dosage était tout au plus triplée. En procédant autrement, en ne soumettant, par exemple, à l'analyse que i gramme de matière et faisant deux ou trois opérations, on pourrait arriver au résultat le plus erroné, par la raison que le sol desséché venant d'une seule expérience, pèse quelquefois près de i kilogramme. L'erreur faite, et il n'y a pas d'analyse qui en soit

exempte, serait donc, dans l'espèce, multipliée par 333 ou par 5oo, et, si on la suppose d'un demi-milligramme seulement, celle que l'on commettrait sur la quantité d'azote renfermée dans le sol pourrait atteindre de ogr, i5 à ogr, i5. Mieux vaudrait certainement ne pas tenir compte de la matière azotée retenue par la ponce ou par les vases; car dans les cas où la plante n'a pas langui, quand il n'y a pas eu chute de feuilles, que les débris de racines ont été soigneusement enlevés, la substance organique mêlée au sol est fort peu de chose, et la quantité d'azote qui entre dans sa constitution n'est pas de nature à changer le sens des résultats déduits des analyses comparées de la semence et de la récolte.

Le dosage de l'azote a été fait par la méthode de M. Warrentrapp, modifiée par M.Peligot. L'acide normal avait été préparé avec le plus grand soin; cependant, comme il s'agissait surtout de constater des différences, j'ai, autant que possible, employé le même acide pour doser l'azote dans les semences et dans les récoltes. Lorsqu'on devait opérer sur une forte quantité de ponce sol, ne renfermant d'ailleurs qu'une faible proportion de débris de plante, on faisait entrer 20 à 3o grammes de matière dans un tube, après les avoir bien mélangés avec la chaux sodée, et l'on recevait dans une seule pipette d'acide normal l'ammoniaque résultant de plusieurs combustions, afin d'atténuer ainsi l'erreur propre à la détermination du titre. En laissant refroidir lentement le tube en verre de Bohême dans lequel on avait brûlé la matière, on en évitait presque constamment la rupture; j'ai pu, à l'aide de cette précaution , faire servir le même

tube à huit ou [dix dosages de matières terreuses. J'ai apporté une attention toute spéciale smbalajage que l'on détermine à la fin de chaque analyse, par la décomposition de l'acide oxalique placé au fond du tube. On sait que le but de cette opération est d'entraîner dans la liqueur acide, avec l'hydrogène et la vapeur aqueuse produits dans cette circonstance, les dernières traces de l'ammoniaque formées sous l'influence de l'hydrate alcalin. Cette manipulation, quand elle n'est pas convenablement exécutée, affecte très-sensiblement les résultats obtenus. La perte en azote occasionnée par un balayage insuffisant est d'autant plus prononcée, que la substance examinée est plus azotée,ou bien, pour des quantités égales d'azote, que Ja substance qui les renferme contient moins de matières organiques capables de fournir du gaz hydrogène ou de la vapeur pendant la combustion. C'est ainsi, par. exemple, que pour une même quantité d azote, une substance très-humide donnera peut-être toute l'ammoniaque produite avant qu'on décompose 1 acide oxalique, tandis que si elle a été desséchée avant d'être introduite dans le tube^ on ne fera sortir toute l'ammoniaque qu'à l'aide d'un courant bien soutenu de gaz ou de vapeur aqueuse. La raison en est toute simple : c'est que, dans le premier cas, l'ammoniaque sera entraînée par la vapeur qui se développera pendant toute la durée de l'opération. D'après des essais fort nombreux, je suis fondé à croire que 1 gramme d'acide oxalique, en se décomposant, ne suffit pas toujours pour expulser complètement l'ammoniaque, lorsque l'on analyse une substance tenant o à 4 pour ioo d'azote; aussi ai-je employé au moins

o. grammes de cet acide, dans les dosages exécutés durant Je cours de ces recherches.

Bien que la chaux sodée ait été préparée soigneusement, et l'acide oxalique purifié par plusieurs cristallisations successives, je ne les ai jamais employés avant d'avoir fait préalablement un dosage à blanc, c'est-à-dire sans introduire dans le tube autre chose que ces matières elles-mêmes, afin de me convaincre de l'absence de toute substance azotée.

Si, dans un sol dénué de matières organiques, contenant des cendres de fumier et convenablement humecté avec de l'eau exempte d'ammoniaque, on sème dru des graines de bonne qualité, et qu'ensuite on enferme le semis dans une atmosphère confinée sous une grande cloche et pourvue d'une proportion convenable de gaz acide carbonique, voici ce qui arrive ordinairement : toutes les semences germent. A une certaine époque, la couleur des feuilles, la grosseur et la rigidité des tiges, en un mot, la vigueur de la végétation est comparable à celle d'une culture qu'on aurait faite dans un terrain fertile. Mais si, de cet état prospère, et avant la récolte, on voulait conclure que les plantes ont trouvé dans l'air confiné et dans l'eau dont Je sol est imbibé, tous les éléments qui ont concouru à leur développement, on s'exposerait à un mécompte que l'analyse ne tarderait pas à révéler. En effet, si les plantes ont acquis une grande vigueur c'est qu'en réalité elles n'ont pas végété dans un sol stérile : il suffit de les compter pour reconnaître que leur nombre est bien inférieur à celui des graines qu'on a semées; il n'y aurait pas eu place pour toutes, et celles qui ont succombé ont servi d'engrais à celles

(.5) qui ont résisté. Dans ce cas, l'expérience, bien qu'intéressante, devient complexe, comme je le montrerai dans ce Mémoire : le sol, naturellement, reste chargé d'une forte proportion de substances organiques ; en somme, on n'est plus en état de juger comment se comporte le végétal qui, à part la matière de son organisme, n'a pour se développer que de l'air atmosphérique, du gaz acide carbonique, de l'eau et des substances minérales.

Dans les recherches que je vais exposer, j'ai constamment obtenu un nombre de plantes égal au nombre, d'ailleurs très-limité, des graines que j'ai semées; j'y ai trouvé cet avantage, que le sol ne contenait que très-peu de débris organiques, parce que, ne portant qu'un ou deux plants, j'arrêtais la végétation quand je voyais diminuer la vigueur de la plante, avant que les feuilles commençassent à tomber. Les récoltes une fois desséchées avaient d'ailleurs un poids qui permettait de les analyser tout entières, en une ou deux opérations, considération essentielle et que je considère comme des plus favorables à la netteté des résultats.

PREMIÈRE SÉRIE, ANNÉE l85l.

Dosage de V azote des semences, dans l'état où elles ont éternises en expérience. — Haricots nains récoltés en i85o.

Dix centimètres cubes d'acide sulfurique normal équivalent à ogr,o875 d'azote.

co — =

.hv.