ORIGINE DES MATIÈRES AZOTÉES DE LA TERRE ARARLE

L'origine de la matière azotée, qu'elle renferme en proportions notables, n'est plus, au premier abord, aussi facile à déterminer. M. Boussingault a reconnu, en effet , que dans nos terres cultivées la quantité d'azote prélevée par les Récoltes qui se succèdent durant une rotation est supérieure à celle qui a été fournie par l'engrais, de telle sorte qu'on ne peut attribuer l'origine de la matière azotée aux résidus des anciennes fumures. L'excédant ainsi enlevé au sol par la végétation est souvent considérable, et pour l'expliquer il faut, ou bien admettre que les plantes prçnnent directement l'azote dans l'air et le fixent dans leurs tissus, ou bien que par suite d'une réaction encore mal connue, la terre arable se charge peu à peu d'azote atmosphérique et le transmet ensuite aux végétaux.

Nous avons vu plus haut (§ 21) que les nombreuses expériences tentées en France par M. Boussingault, en Angleterre par MM.Lawes, Gilbert et Puch, pour vérifier les résultats annoncés par M. G. Ville, ont échoué, et nous avons conclu que les plantes ne prennent pas directement l'azote de l'air; d'autre part, l'apport d'ammoniaque ou d'acide nitrique par les météores, pluie, neige ou rosée (voy. plus loin le chapitre Jachère) , est à peine suffisant pour combler les pertes occasionnées par l'évaporation de l'ammoniaque dans l'air, par l'écoulement des eaux superficielles et souterraines qui entraînent facilement les nitrates, enfin par l'émission d'azote libre qui se produit pendant la décomposition des matières organiques données comme engrais : de telle sorte qu'il est évident, à priori, qu'une cause puissante doit intervenir pour déterminer la fixation dans le sol de l'azote que l'analyse y décèle.

316 LA ÏEKKK AKABLE.

En rédécliissant aux circonstances dans lesquelles se produit l'union des deux éléments de Tair, on reconnaît qu'il accompagne habituellement l'oxydation d'une matière combustible. C'est ainsi que, sans parler de la combinaison directe de l'azote et de l'oxygène dans la célèbre expérience de Cavendish, ni de la formation de l'acide nitrique observée par les chimistes de la lin du xviii^ siècle, quand ils faisaient détoner de l'air avec de l'hydrogène, nous rappellerons que M. Chevreul a reconnu que, pai'mi les produits de la combustion d'une lampe fumeuse, se trouvaient des gaz nitreux ; M. Cloëz a montré que de la biique pilée renfermant des corps encore susceptibles de s'oxyder, imprégnée de carbonate de potasse et soumise à l'action prolongée d'un courant d'air, se chargeait d'une petite quantité de salpêtre dont tous les éléments sont saturés d'oxygène, tandis que, dans les mêmes circonstances, le biscuit de porcelaine ne donnait rien. En m'appuyant sur ces diverses expériences, je pensai que l'oxydation des matières organiques carbonées du sol arable pouvait déterminer l'union des deux éléments de l'air. Elle a lieu en effet : sous l'influence de la combustion lente des matières ulmiques, l'azote atmosphérique entre en combinaison, probablement pour former de l'acide nitrique, qui, au contact d'un excès de matière carbonée, se réduit et cède son azoté à la niatière organique. Cette dernière réaction a été établie par M. P. Thenard. En nous appuyant sur elle, nous pouvons essayer de déterminer l'origine de l'excès d'azote que nous trouvons dans les plantes et dans le sol sur les quantités fournies par les fumures. Examinons d'abord comment il est possible de réaliser la fixation de l'azote. Pour y réussir, nous avons employé diverses matières carbonées semblables à celles qui existent dans le sol ou dans le fumier : la combinaison du glucose avec l'ammoniaque, premier produit qui se forme pendant la confection du fumier ; l'humus du vieux bois, ou l'acide ulmique de la terre arable en dissolution dans la potasse ont été successivement enfermés dans des tubes avec un volume déterminé de gaz oxygène et azote : on maintenait au bain-marie pendant une centaine d'heures, et, quand après refroidissement on cassait la pointe du tube sous l'eau, on voyait le liquide monter, remplaçant une partie des gaz absorbés. Or, en mesurant les gaz restants, on trouve très-habituellement dans ces expériences que non-seulement tout l'oxygène a été absorbé, mais encore qu'une notable portion de l'azote contenu dans le tube a disparu également.

La condition pour que l'azote atmosphérique soit entraîné en com binaison, c'est qu'une matière organique se brûle à l'air: toute plante

qui abandonne des débris sur le sol qui Ta portée est donc l'occasion d'une fixation d'azote plus ou moins grande. Si une plante germe et se développe sur un sol encore vierge, à l'aide des nitrates formés par l'étincelle électrique, elle fixe pendant sa vie le cai-bone atmosphérique ; puis après sa mort, quand la matière organique se brûle lentement, elle entraîne la combinaison de l'azote, et se charge peu à peu de l'azote ainsi prélevé sur l'atmosphère. Celte réaction se continue pendant de longues années et finit par accumuler, dans les terres abandonnées à une végétation spontanée, comme les landes, une quantité d'azote suffisante pour qu'au moment du défrichement, le cultivateur puisse en tirer plusieurs récoltes de céréales sans faire intervenir d'engrais azotés ; c'est ainsi également que la prairie ou la forêt suffisent à l'exportation régulière du foin ou du bois, sans que jamais l'homme intervienne pour compenser les pertes d'azote qu elles subis* sent périodiquement et depuis un temps immémorial.

La puissance productive du sol de la forêt n'est cependant pas comparable à celle de la terre arable; les débris végétaux ne s'y trouvent pas dans un état aussi favorable à la combustion que ceux qui constituent le fumier que reçoit cette dernière : car on sait que si Ton détermine la nature des gaz confinés dans le tas de fumier, on n'y trouve que de l'azote et de l'acide carbonique. On sait encore que la proportion d'acide carbonique contenue dans l'air confiné est plus considérable dans une terre récemment fumée que dans celle qui l'est depuis longtemps. Ce n'est donc pas seulement par les six millièmes d'azote qu'il renferme que le fumier exerce son action sur la végétation, c'est aussi par la matière carbonée en décomposition qui constitue sa masse presque entière. Enfouie dans le sol, cette matière s'y conserverait peut-être longtemps, si le cultivateur ne s efforçait de déterminer son oxydation; pour y réussir, il déchire la terre du soc de la charrue, il l'aère, il lui prodigue les façons; sous l'inlluence de l'air, la matière organique se brûle en donnant les quantités notables d'acide carbonique que les analyses de MM. Boussingault et Lcwy ont constatées dans l'atmosphère confinée dans le sol. Cette combustion détermine l'union des deux éléments de l'air, et à l'azote que renferme normalement le fumier vient s'ajouter celui qui, prélevé sur l'atmosphère, est dorénavant entraîné dans la série de métamorphoses qui le conduiront du sol à la plante et de la plante à l'aniuial. [Comptes rendus^ 1871, t. LXXllI,p. 1352.)

Nous connaissons donc aujourd'hui l'origine de la matière azotée de la terre arable ; nous reconnaissons que c'est dans l'air, dans le gise-

ment inépuisable de notre atmosphère, que les plantes prennent Fazote, mais seulement après que celui-ci a passé par quelques-unes des combinaisons qui existent dans la terre arable.

Quelques expériences déjà anciennes avaient fait prévoir les résultats plus précis auxquels nous sonunes arrivé récemment.

C'est ainsi que M. .Uulder a constaté que les substances végétales non azotées peuvent, sous l'influence de l'eau et de l'atmosphère, condenser une certaine quantité d'azote, et donner ensuite par la distillation sèche des produits ammoniacaux (Mulder, Jourti. fur prakt, ChemiCj t. XXXII, cité par Boussingault, Economie rurale^ t. I, p. 80). De l'acide humique pur, préparé avec le sucre et l'acide hydrocUorique, ayant été enfermé humide dans un flacon dont l'air occupait les sept huitièmes de la capacité, a laissé dégager après six mois, par l'action de la potasse, une quantité notable d'ammoniaque. M. Mulder a introduit dans des flacons des dissolutions de sucre de canne, de sucre de lait; les vases, parfaitement bouchés, renfermaient un volume d'air égal à celui des dissolutions. Dans les deux flacons, au bout de trois mois, de nombreuses moisissures s'étaient dévelop* pées. Soumises à la distillation, ces moisissures ont donné de l'ammoniaque en abondance.

Ces expériences rendent la fixation de l'azote probable, sans la démontrer. 11 est clair que les flacons ont été ouverts souvent : car, s'il s'est formé une quantité notable d'ammoniaque, il faut qu'il ait disparu une grande quantité d'azote gazeux; et si les flacons avaient été maintenus fermés, un vide partiel se serait fait, et il eût été impossible à la fin de l'expérience de les ouvrir sans les briser. Or l'auteur ne parle pas de ces particularités ; c'est donc qu il a ouvert souvent les flacons. Mais dès lors, en même temps que de l'air, il a pu entrer des vapeurs ammoniacales, qui ne sont pas rares dans un laboratoire ; on n'est pas non plus assuré que les matières primitivement employées étaient absolument exemptes d'ammoniaque, de telle façon que ces expériences rendaient la fixation de l'azote atmosphérique probable, sans la démontrer absolument.