PREMIÈRE NOTE
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La question de l'intervention de l’azote atmosphérique dans la nutrition des végétaux est certes une des plus importantes de toutes celles qui intéressent le chimiste et le physiologiste.
Depuis les recherches, contradictoires dans leurs résultats, publiées, il y a près de quarante ans, par Boussingault et
M. Ville, la question est restée à l’ordre du jour. Les chimistes,
connaissant l'azote comme un corps des plus réfractaires à se combiner, se sont rangés presque sans exception à l'opinion de Boussingault, consistant à refuser à l'azote toute participation à la nutrition végétale avant qu'il soit entré dans la molécule de lammoniaque ou de lacide nitrique.
La question, restée pendant une longue époque à l’état latent, est entrée depuis quelques années dans une phase nouvelle, et il faut bien convenir que la balance penche actuellement beaucoup du côté des azotistes.
Et cela, non pas dans le sens d’une fixation immédiate de l'azote élémentaire par les cellules (Ville, Franck), mais plutôt «le son intervention dans la nutrition végétale par voie indirecte. À cet égard, les uns discutent la question d’un enrichissement du sol par l’intermédiaire de micro-organismes, ou la fixation de l’azote par les matières organiques sous l'action de lélectricité (Berthelot, Dehérain, Gautier et Drouin, Tacke) ; les autres défendent l’opinion d’une fixation de lazote provoquée par des microbes vivant dans un état de symbiose à l’intérieur des
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tubercules radicaux des légumineuses (Hellriegel et Wilfarth , Bréal).
Quant au sol nu, son enrichissement par l'azote de air est nié par M. Schloesing, qui défend son opinion dans plusieurs notes présentées tout récemment à l’Académie de Paris. Le nombre de terres qu’il a étudiées, sous ce rapport, s'accroît, el il n'en trouve pas encore une sa qui, élant nue el sans végétation, fixe l'azote gazeux.
Il convient de mentionner également que plusieurs auteurs (Wolff et Kreuzhage, Atwater, Putensen) ont constaté dans les récoltes de certaines légumineuses plus d'azote que la somme de celui du sol (terre ou milieux de culture artificiels) et celui «es engrais, sans toutefois tenir compte des autres apports et des pertes d'azote et sans se prononcer sur l’origine du surplus obtenu. |
Telle nous paraît, condensée en quelques lignes, la situation actuelle de la question.
Le but de l'étude que nous avons l'honneur de présenter à l’Académie est de contribuer à la solution de la question de l'azote en établissant à ce point de vue le bilan complet d’une culture de lupin exécutée dans des conditions parfaitement déterminées 1.
Nous avons choisi le lupin parce qu’il est considéré par les azotistes comme le végétal doué par excellence de la propriété de puiser dans la source intarissable de latmosphère.
Pour établir l'énoncé de notre problème, appelons :
N’ l'azote total contenu dans la récolte ;
No — — la graine;
Ns : - le sol au début de l'expérience;
Ns' — — le sol à la fin de l'expérience ;
Ne donné par l’engrais;
Nr — contenu dans l'eau fe pluie (ammoniacal, nitreux, nitrique) ; ; Ne’ — contenu dans l'eau de drainage ;
Nx l'azote atmosphérique.
! Avec le concours de MM. Graftiau, chef des travaux chine et de Marneffe, assistant à la station agronomique, k
Nous pouvons de là tirer l'équation suivante :
Nr No + Ns+Ne+ Nr+ Ne—Ns — Nr, d’où Ne= Nr NE No — No — Ns — Ne — Nr.
À condition que chacun de ses termes soit fixé avec précision, cette équation nous permettra d'établir la valeur de Nx et de décider si, dans la production d’un certain poids de lupin réalisée dans les conditions de notre expérience, # y à eu où non intervention de l'azote atmosphérique.
Cette équation, qui doit nous donner une réponse catégorique pour les cultures sans engrais azoté et pour celle ayant reçu de l'azote nitrique, peut nous laisser en défaut pour celles dont la fumure contient de l’azote ammoniacal ou de l'azote organique. On sait, d’après les travaux de MM. Reiset, Ville, Lawes et Gilbert, Kônig, Morgen, Schloesing et Pichard, que la mitrification donne lieu à une perte en azote libre, insignifiante ou nulle dans la nitrification lente de l’azote organique du sol, peu élevée dans celle de Pammoniaque, assez importante dans celle des engrais à azote organique. Si la disposition de nos expériences nous assure de retrouver ou dans la plante, ou dans le sol, ou dans les eaux de drainage, l’azote nitrique résultant de cette oxydation, il n’en est pas de même pour un dégagement d'azote élémentaire dont la détermination nous échappe. Ün gain en azote constaté dans ce cas est donc nécessairement un minimum, à Moins que ce gain ne soit masqué par une perte en azote élémentaire.
Nous avons pour la première série d'expériences laissé de côté la question de savoir par quel mécanisme l’intervention éventuelle de l’azote élémentaire pourrait s’opérer. Nous avons, avant tout, voulu établir si la fixation de l’azote gazeux s'opère, car, comme nous l'avons reconnu plus haut, la Roue. est loin d’être tranchée.
Accessoirement, la disposition de nos expériences de nous permettre de vérifier l’affirmation de certains axotistes qui,
malgré les essais de culture de M. Proost 1 et d’autres, prétendent que la faculté de certaines légumineuses de transformer en substance organique l'azote élémentaire est tellement exaltée, qu’elles n’utilisent pas, ou au moins qu’elles n’utilisent
que dans une proportion absolument insignifiante, l’azote qui
leur est présenté à l’état de matière fertilisante. : Nos expériences ont été exécutées dans les cases de végétation dont nous avons donné le dessin et la description complète à l’occasion de notre travail : Contribution à la chimie et à la physiologie de la betterave à sucre 2. Nous rappelons que la
disposition de ces cases permet de réaliser les avantages sui-
vantis :
1° Séparation complète du sol expérimenté du sol environnant, des éléments fertilisants de celui-ci et des eaux qui y circulent.
2 Même exposition de toutes les cases à la pluie, à k. chaleur et à la lumière.
3° Les cases reçoivent exclusivement la quantité de pluie
tombée sur la surface de 1 mètre carré et tout danger de perte d’eau est écarté.
. Il en résulte que toutes les cases de végétation sont dans des
conditions absolument comparables.
Au point de vue spécial de notre étude sur la question de l'azote, nous ajoutons que les dimensions de nos cases de végétation présentent ce grand avantage, de permettre d'opérer,
pour chaque essai, sur un certain nombre de plantes à la fois (36)
et de se soustraire ainsi à l'influence due à l’individualité des sujets d'essai. Nous sommes convaincu qu’une des principales causes auxquelles il faut attribuer les conclusions contradic-
toires qui découlent si souvent de recherches de physiologie
consiste dans la non-observation de cette règle d'expérimen- {ation.
1 Revue des questions scientifiques, 1886.
2 Mémoires couronnés ou autres publiés par l’Académie royale de Bel-
gique, t. XLIIT, 1889.
Sol. — Chaque case dè végétation a reçu 1 mètre cube de sable lavé de Rœulx, absolument blanc, ne renfermant que quelques rares grains de glauconie.
L'analyse nous a révélé la composition suivante :
Sable
Sable frais. séché à l’air, FAR RS vent OA TP ME ARS CHE) 0.280 Mahéres orcaniquesi(} 21) Lu) 0. 0.380 0 400 BRAS PTE EXD RAR 0.090 0.095 Magnésie. ... . PRE APTE ee 0.019 0.020 Oxyde detfér et aiumine.) (er de 0.066 0.070 BRASSERIE DIR RU LAUNRN MRN ER 0.011 0 012 DOUdE 1: -. à PAS AR ARR AUS 0.035 0.035 Acide dE que” Re Ka 0.030 0 032 SU RUEIQRES LRO ROME ME ES 0.020 0021 .
SIDE 2 SIHCE ee Mo ER UN on + 045054 999.035
(*) Renfermant azote organique : 0.004699 f.
On reconnaît par cette analyse que le sable employé dans nos essais est, sans qu'il puisse être désigné comme absolument stérile, d’une pauvreté remarquable en éléments nutritifs. La récolte obtenue dans la case témoin (sable seul) confirme complètement les chiffres constatés au laboratoire. = Pour assurer le drainage, le fond des cases de végétation a . été rempli, jusqu’à la hauteur de 20 centimètres, de gravier
siliceux du Rhin, tamisé et lavé soigneusement.
! La quantité très faible d’azote contenue dans le sable échappant aux procédés de dosage habituellement usités, nous avons dû opérer sur une très forte prise d’essai que nous avons traitée comme suit, après avoir reconnu l'absence d’ammoniaque et d’acide nitrique : À kilogramme de sable a été soumis à une série de lavages à l’eau distillée. Chaque lavage a été suivi d’une décantation du liquide surnageant, chargé de matières orgäniques. Après une dizaine d'opérations dont la dernière a fourni un liquide à peu près limpide, on a obtenu un volume d’environ 2 litres que l'on à évaporé à sec au bain-marie et dont le résidu a été calciné avec la chaux sodée.
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Le poids du litre de sable ayant été trouvé égal à 1*,400, chaque case en contenait 1,400 kilogrammes renfermant au commencement de l'expérience 6sr.5786 d’azote (N°).
Une goutte d’un extrait de quelques kilogrammes de sable préparé à l’aide d’eau distillée stérilisée, introduite avec les précautions nécessaires dans un tube à gélatine Koch, a fourni,
trois jours après, plusieurs colonies de micro-organismes. La surface de la gélatine était couverte tout d’abord d’un léger
duvet blanchâtre analogue à un mycélium de champignon; finalement la gélatine s’est liquéfiée et la partie liquide montrait une magnifique fluorescence bleu-verdâtre ressemblant à une solution de sels d’urane. |
Malgré cette constatation et afin de prévenir l’objection que l’on aurait pu élever, que notre milieu de culture ne renfermait pas les microbes du sol cultivé, nous en avons inoculé une des cases artificiellement, d’après la méthode de M. Hellriegel, procédé qui a été employé déjà en 1885, avant les travaux de ce savant par M. Laurent au laboratoire de M. Errera !. À cette fin, elle a été arrosée quelques jours après les semailles de 1 litre d’extrait aqueux, obtenu en mettant en digestion, pendant 24 heures, 2 kilogrammes de terre d’une tréflière en pleme végétation avec 2 litres d’eau distillée stérilisée.
Une goutte de cet extrait nous a fourni après trois fois 24 heures six colonies de micro-organismes avec liquéfaction de la gélatine et coloration bleu-verdâtre, L'épreuve contradictoire avec l'extrait stérilisé n’a point donné de végétation, la gélatine restant absolument transparente et solide.
Engrais.— En prenant comme base la composition moyenne d’une récolte de lupin, c’est-à-dire 55.2 °/,, d'azote, 14.3. %,0 d'acide phosphorique et 10.2 °/,, de potasse dans la graine, et 9.2 0/, d'azote, 3.7 °/ d'acide phosphorique et 8.0 °/ de potasse dans la paille, et en prévoyant d’autre part une production, par case de 1 mètre carré, de 600 grammes de paille
1 Bulletin de l’Académie royale de Belgique, 3e série, t. XI, p. 1433,
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-et 150 grammes de grains, nous avons trouvé un besoin en engrais de 438.80 d'azote, 4#r.37 d’acide phosphorique et 6e.33 de potasse. Tenant compte du faible pouvoir absorbant du . sable et afin d'assurer à la végétation un approvisionnement
plus que suffisant, cette dose des trois principaux éléments nutritifs a été doublée.
Le calcul précédent ne mentionne parmi les matières mincrales que la potasse et l’acide phosphorique : les engrais choisis assuraient en excès la présence de la dose nécessaire de calcium, de magnésium, de sodium, de fer et de soufre.
Les cases ont donc été fertilisées de la manière suivante :
Case I : Sable (sans addition, témoin).
Case IT : Sable + 592.8 de scories de déphosphoration à 16.56 °, d’acide phosphorique et 64.4 °/}, de finesse au tamis à mailles de 0.17 millimètre + 738.3 de sulfate de potasse el de magnésie à 17.98 °}, de potasse anhydre.
Case LI : Sable + fumure minérale précédente + microbes du sol cultivé.
Case IV : Sable + fumure minérale précédente + 176.6 de nitrate de soude à 15.63 °/, d'azote nitrique.
Case V : Sable + fumure minérale précédente + 137&.5 de sulfate d'ammoniaque à 20.07 °/, d'azote ammoniacal.
Case VI : Sable + fumure minérale précédente + 995.7 de sang desséché à 12.93 °/, d’azote organique. |
Le sang desséché a été stérilisé pendant six heures dans une étuve maintenue à 120° C. |
Quant à la quantité d'azote, le seul élément qui nous intéresse dans nos essais, au point de vue quantitatif, les trois dernières cases en ont reçu chacune 278.60 (N°).
Les engrais ont été appliqués le 1% mai; ils ont d’ abord été mélangés avec le sable de la surface et enterrés ensuite à la profondeur de 18 à 20 centimètres. Des bandes de papier de
tournesol suspendues pour contrôle au-dessus du sable de la case à sulfate d'ammoniaque ne nous ont démontré aucun dégagement d’ammoniaque dû à la décomposition du sulfate par la chaux et la magnésie libres de la scorie.
Semences. — Les graines de lupin ea (Lupinus lutens) ont été choisies dans un lot de 2052 graines d’un poids total de 32928r,267 (poids moyen 08'.15705) et d’un pouvoir De natif de 100 0}.
Afin d’assurer autant que possible la production de plantes ouées d'égale vitalité, toutes les graines bien constituées dont le poids différait en plus ou en moins d’un vingtième du poids moyen ont été éliminées. [Il est résulté de ce triage de patience 6 lots de 36 graines chacun, dont le poids total et par conséquent le poids moyen des graines étaient très rapprochés, savoir :
gr. gr.
Case. [. 7. , 7.156121 Poids moyen 015708 Case I ras CE es 520000 0.1571 CASSAITLAS SRE | . 5.1506 0.1597 Case IV: : © , M 56801 — 0.1579 Case VPN AUS MST — 0.1546 CASENIL 2 PR NRC GUIE — 0.1558
La richesse en azote des graines de lupin’était, d’après la moyenne de trois analyses, de 5.90 °,, d'azote. Il à donc été fourni à chacune des cases, sous forme de graines :
gr.
Casel.. 4: LAURE MST MON 0839487 d'a20 en ONE Case II . SES UNS ME LT A MOSS TT Case IIT . Pt TU LAINE Case AVE re lee y” . 0.335 — Case V . de TA .. 4. 08282 — Case Tu PET AC A RE SR ME EN OS DEEE
Eau de pluie et eau de drainage. — La quantité de pluie tombée a été mesurée au pluviomètre. Immédiatement à côté de celui-ci, contre les cases de végétation et à la même hauteur, a été établi un grand pluviomètre collecteur en cuivre rouge nickelé, de 82 centimètres de diamètre.
