PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES TERRES ARABLES

Pesanteur spécifique. — S’il n’y a pas grand intérêt à connaître exactement la densité des terres arables, qui varie de 2 à 2,5, il est souvent important de savoir le poids que présente un certain volume de terre bien tassée; ce poids est de 2 kilogrammes par litre environ pour les terres sablonneuses sèches et de lkil,5 pour les terres argileuses; mais il dépasse 2kil,5 pour les sables humides et atteint 2 kilogrammes pour les terres argileuses saturées d’humidité.

Imbibition des terres par l’eau. — Schubler, qui a étudié, il y a déjà bien des années, les propriétés physiques des terres arables, les mesurait en pesant d’abord un filtre humide, en y introduisant ensuite un poids connu de terre desséchée, puis en y ajoutant de l’eau, de façon que la terre fut bien imbibée; on a tend que l’eau cesse de couler par le bec do l’entonnoir, et Ton pèse de nouveau. Il a trouvé que l’état physique des matières en expérience a bien plus d'influence sur la faculté de retenir l’eau que la composition chimique, puisque 100 kilogrammes de terre calcaire retiennent 85 kilogrammes d’eau, tandis que 100 kilogrammes de sablo calcaire n’en absorbent que 29. L’humus prend un poids d’eau presque double de son poids quand il est saturé d’humidité; une terre ordinaire saturée d’humidité en retient, d’après Schubler, à peu près le tiers du poids total.

MM. Lawes et Gilbert ont reconnu, par des expériences faites directement sur le sol, qu’une terre arablo drainée pouvait retenir, quand elle était saturée d’humidité, 25 °/o d’eau; après une longue sécheresse, ce même sol, qui portait une récolte de blé, n’en renfermait à la surface que 6 %, mais encore 10 % à une profondeur de 0'",75 environ [Ann. agronom., t. I, p. 560J.

Faculté hygrométrique des terres. — Go n’est

pas seulement la pluie qui humecte les terres, elles jouissent aussi de la propriété de condenser la vapeur d’eau qui existe dans l’air. On peut le démontrer à l’aide d’une expérience imaginée par Babo [ Lettres sur l’agriculture moderne de Justus de l.iebig, p. 42]. Dans un flacon renfermant de l’air entièrement saturé de vapeur d’eau à une température de 20° environ et qui, par suite, donne un dépôt de rosée par le moindre abaissement de température, on place une centaine de grammes de terre préalablement séchée à une température qui ne dépasse pas 30 ou 40°, et l'on remarque bientôt qu’elle absorbe complètement la vapeur d’eau, et qu’on peut abaisser la température du flacon au-dessous de zéro sans déterminer la moindre apparence de rosée. L’absorption de l’eau est accompagnée d’une élévation de température ; dans une de ses expériences , Babo vit la température s’élever de 20° à 31° dans une terre riche en matières organiques, mais ne monter qu’à 27° dans une terre sablonneuse.

M. Hervé-Mangon a reconnu qu’on observe encore cette élévation de température quand on ajoute de l’eau à l’état liquide à une terre dans laquelle la tension de vapeur n’est pas égale à celle de l’eau pure pour la température à laquelle on opère ; c'est à cette cause qu’il faut, d’après lui, attribuer l’élévation de température que l’on remarque dans la terre arable, quand il pleut après une sécheresse, même si la pluie est moins chaude que le sol lui-même.

Schubler avait observé cette propriété de la terre d’absorber l’humidité en exposant5 grammes de terre distribués sur une surface de 0m,36 carrés dans de l’air saturé à une température de 19°; après 72 heures les terres étaient saturées, l’argile avait pris 0sr,245 d’eau, le sable calcaire 0&r,015, l’humus 0-r,600, une terre arable 08r,100, enfin le sable siliceux n’avait pas absorbé la moindre trace d’humidité.

Dessiccation des terres exposées à l'air. — L’air sec enlève aussi à la terre arable une partie de la vapeur d’eau qu’elle renferme. Dette propriété, inverse de la précédente, présente également un grand intérêt; pour la mesurer, Schubler employait le procédé suivant : Un disque métallique muni d’un rebord et offrant très-peu de profondeur était suspendu au bras d’une balance. Sur ce disque, on étendait aussi uniformément que possible la terre préalablement imbibée d’eau; on en déterminait le poids; puis on procédait à de nouvelles pesées, après un séjour de 4 heures dans une chambre dont la température était entretenue à 18°, 75. On obtenait ainsi le poids d’eau évaporée. On terminait ensuite par une dossiccation complète à l’étuve, et l’on pouvait reconnaître la fraction de l’eau totale que la terre avait perdue.

On a obtenu les résultats suivants :

Quantités d'eau perdues pendant 4 heures ô 18*,7S, rapportons

h 100 d’eau contenues

Désignation des terres, dans la terre.

Sable siliceux 88,4

Sable calcaire 75,9

Gypse 71,7

Argile maigre 52,0

Argile grasse 45,7

Torre argileuse 34,9

Argile pure 31,9

Calcaire en poudre fine 28,0

Humus 20,5

Terre de jardin 21,3

Terre arable d'Hofwyl 32,0

Terre arable du Jura 40,1

On reconnaît que le sable abandonne facilement

l’eau qu’il renferme, tandis que l’humus, au contraire, le retient énergiquement. Les terres qui, à 0"',53 de profondeur, retiennent habituellement de 15 à 20 % d’eau, sont réputées terres fraîches; colles qui en renferment moins de 10 % sont considérées comme terres sèches. Lorsque la proportion d’eau s’abaisse au-dessous de 10 % dans la couche de terre située à 0m,00 de profondeur, les végétaux commencent à y jaunir.

Dans les observations faites à Grignon pendant l’été de 1870, qui a été remarquablement sec en mai, juin et juillet, on a trouvé que la terre de la superficie jusqu’à 0"',lt) de profondeur ne renfermait que 0,5 °/o d’eau; aussi les graines de betterave n’ont germé qu’autant qu’elles ont été arrosées; mais, malgré cette sécheresse prolongée, la terre prise à 0n,,10 et au-dessous renfermait 9 % d’eau.

Les terres, en se desséchant, éprouvent un retrait sensible, qui est la cause des crevasses qui se montrent dans le sol après les sécheresses quelque peu prolongées. On a évalué ce retrait en mesurant des prismes de terre humide avant et après leur dessiccation à l’ombre :

1000 p. cubes

Désignation des terres. se réduisent à

Chaux carbonatée en poudre fine . 950

Argile maigre 940

Argile grasse 911

Terre argileuse 88G

Argile pure 817

Humus 848

Terre de jardin 851

Terre arable d'Hofwyl 880

Terre arable du Jura 905

Le gypse, le. sable siliceux et calcaire ne figurent pas dans ce tableau, parce qu’ils n’ont présenté aucune diminution de volume. L’humus a éprouvé le retrait le plus fort; réciproquement, il se gonfle considérablement lorsqu’on le mouille, ce qui explique l’exhaussement qu’on remarque dans certains sols tourbeux à l’époque des pluies.

Propriétés calorifiques de la terre arable. — Pour déterminer ce qu’il appelait la propriété du sol de retenir la chaleur, Schubler notait le temps du refroidissement d'un même poids de différentes terres renfermées dans une môme enveloppe et chauffées à une même température. Cette expérience ne donne que la résultante de plusieurs actions distinctes. « Pour étudier les propriétés calorifiques d’un terrain, dit JL Hervé- Mangon, il faut déterminer sa chaleur spécifique, qui permet de connaître la quantité de chaleur nécessaire à la production d’un changement donné de chaleur sensible; sa conductibilité, qui permet d’apprécier la rapidité de la transmission de la chaleur dans le sol ; le pouvoir rayonnant do sa surface à l’état naturel où elle se trouve dans les champs. »

Tel est le programme tracé par le savant professeur du Conservatoire des arts et métiers ; lorsque les nombreuses déterminations qu’il comporte seront exécutées, elles éclaireront singulièrement une question des plus importantes et qui aujourd’hui est à peine étudiée. En attendant la publication des travaux qu’a entrepris M. II. Mangon, nous donnerons ici les résultats obtenus par Schubler, sur la chaleur spécifique des terres arables.

Pour mesurer la faculté qu’ont, les terres de retenir la chaleur, Schubler plaçait un thermomètre au centre d’un vase de 595 centimètres cubes de capacité, rempli de la substance à essayer. La température initiale étant portee à 62°, 5, on cherchait pour chaque substance le temps nécessaire pour qu’elle s’abaissàt à 21", 2,

la température de l’air ambiant étant maintenue

calcaire

Désignation dos terres. étant 100.

Sable calcaire 100,0

Sable siliceux 95,6

•Gypse *. 73,2

Argile maigre 76,9

Argile grasse 71,1

Terre argileuse 68,4

Argile pure 66,7

Calcaire en poudre Gne.. 61,8

Humus 49,0

Terre de jardin 64,8

Terre arable d’Hofwyl ... 70,1

Terre arable du Jura .... 74,3

Faculté Temps que 505 cc.

de retonir de terre la chalour, mettent ô se refroidir celle du sable de 62*, 5 à 21*,

l’air ambiant étant à 16*,2.

On voit que le sable se refroidit avec lenteur. On a remarqué, en effet, depuis longtemps, que les terrains sablonneux échauffés par le soleil durant le jour conservent même pendant la nuit une température assez élevée.

Échaufl'ement de la terre exposée au soleil. — Parmi les propriétés calorifiques importantes des terres, se trouve encore celle de s’échauffer plus ou moins vite sous l’influence du soleil, et d’élever leur température à un degré plus ou moins élevé. Los différences que l’on observe sont dues : 1° à l’état de la surface des terres ; 2° à leur composition; 3° à la quantité d’eau qui s’y trouve et qui, par son évaporation, tend à abaisser la température; 4° à l’angle d’incidence des rayons solaires. Cette dernière condition a une influence particulièrement sensible, et chacun sait que dans nos régions septentrionales, les coteaux inclinés au midi, qui reçoivent normalement les rayons lumineux, sont aptes à des cultures qui échouent sur les terres plates, et à fortiori sur les versants exposés au nord.

Schubler a déterminé la température qu’acquièrent diverses variétés de terres exposées au soleil dans les mêmes conditions et pendant le même temps. Il a obtenu les nombres suivants :

Terre humide.

Terre sèche.

Tompérnturo maxlma de la couche supérieure du sol, la température moyenne de l'air ambiant étant SS*

Désignation des terres.

Sable siliceux gris jaunâtre.

Sable calcaire gris blanchâtre Gypse clair gris blanchâtre

Argile maigre jaunâtre

Argile grasse

Terre argileuse gris jaunâtre Argile pure gris jaunâtre . . .

Terro calcaire blanche

Humus gris noir

Terre de jardin gris noir.. . .

Terro arable d’Hofwyl grise Terre arable du Jura grise..

Nous terminerons cet exposé des propriété! physiques des terres arables en indiquant d’après Schubler, comment on a pu mesurer lt ténacité des terres arables et leur adhérence ai bois et au fer.

q n DES. teri,es. — Pour la déterminer

Schubler modelait en prismes de mêmes dimension! es terres humides qu’il voulait éprouver; quanc lu dessiccation avait eu lieu , il enlevait les ouïes, plaçait les deux extrémités des prisme: mu*n 63 suPPorts de bois, puis suspendait ac milieu un plateau chargé de poids jusqu’au moment ou la rupture avait lieu. 1

... f“r mesurer l’adhérence de la terre au bois et

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sion au plateau d’une balance sensible; la terre étant maintenue à son maximum d’humidité, on appuyait le disque de façon à déterminer l’adhérence, puis on chargeait le plateau opposé de poids de plus en plus forts, jusqu’au moment où l’adhérence était vaincue. j1

A quoi est due cette ténacité des terres arables, c’est ce qui a été mis particulièrement en lumière depuis quelques années par les travaux de M. de Gasparin et par ceux de M. Schloesing. M. de Gasparin analyse simplement les terres par lévigation comme on le fait depuis longtemps, et sans chercher à distinguer, comme le fait M Schlcesing, le sable fin do l’argile : la ténacité de la terre est due, en effet, pour le savant d’Orange, au rapport qui existe entre le gros sable et l’impalpable, destiné à combler les vides du premier et à donner à la terre une plus ou moins grande ténacité (>); pour M. Schlcesing, au contraire, la ténacité est due surtout à la présence do l’argile et à celle des matières ulmiques. Si la terre arable ne renfermait aucun sel soluble et qu’elle reçût de l’eau de pluie pareillement exempte de sels solubles, l’argile délayée par les eaux serait entraînée jusqu’à la mer; mais habituellement il n’en est pas ainsi : l’eau de pluie se charge dans le sol do bicarbonate de chaux qui suffit pour coaguler l’argile et la maintenir à l’état de ciment qui réunit et agglomère le gravier avec lequel elle est mélangée. Par des essais synthétiques, M. Schlcesing a reconnu qu’il fallait environ 11 parties d’argile excessivement plastique de Vanves pour donner au sable une agglutination suffisante ; or, en examinant ensuite des terres arables de diverses provenances, M. Sclilœsing a reconnu que des terres qui ne renfermaient que 5 à 10 % d’argile résistaient à l’eau calcaire comme l’auraient fait des mélanges artificiels plus riches en argile, et qu’après des lavages prolongés, on n’y voyait aucun symptôme de séparation entre les différents éléments. Ces résultats divergents annonçaient qu’une matière différente de l’argile pouvait encore exercer une action agglutinative, et M. Schlcesing résolut d’examiner à ce point de vue les propriétés de l’acide ulmique préparé comme nous l’avons indiqué plus haut.

En mélangeant du sable ou du calcaire à de petites quantités d’un de ces humâtes, de façon à former un mélange homogène, on remarque que ces terres artificielles résistent à l’eau calcaire comme celles qui renferment de l’argile; quand on ajoute aux mélanges précédents de l’argile en petites quantités, les effets de ces matières colloïdales se sont ajoutés et les terres ont résisté aux épreuves habituelles sans se délayer.

Les agriculteurs ne se bornent pas à dire que le terreau donne du corps aux terres trop légères ; ils lui reconnaissent une propriété contraire dans les terres fortes, en prétendant qu’il les ameublit. M. Schlcesing a reconnu, en effet, que si une argile pure et sèche, réduite en un mélange de poudre et de petits fragments, se ressoude quand, après l’avoir humectée, on la laisse se sécher sans remuer, mais qu’il n’en est plus ainsi pour les mélanges d’argile et de matières ulmiques ; les argiles reprennent en séchant d’autant moins de cohésion que la proportion d’humate est plus élevée. « A voir les effets des humâtes, on dirait que ces colloïdes emprisonnent l’argile comme en un réseau, et lui enlèvent la propriété de se distendre sous l’action de l’eau et de se souder ellemême en séchant.

« Les humâtes du terreau sont un ciment né-

(1) Voyez Détermination des terres arables dans le laboratoire, par M. de Gasparin. Masson, 181-1.

TERRE ARABLE

cessaire principalement dans les sols qui no sont pas positivement argileux; d’où résulte qu’il faut entretenir leur provision, sans cesse attaquée par la combustion lente, au moyen des engrais d’origine végétale, dont le plus important est lo fumier. Exclusivement employés, les engrais minéraux peuvent bien tromper le cultivateur par de belles récoltes pendant quelques années ; celui-ci reconnaît son erreur quand sa terre effritée, manquant de terreau, a perdu la qualité essentielle de rester meuble sous la pluie. Ainsi, les effets physiques du terreau reconnus de tout temps, mais non précisés, se joignent à ses propriétés chimiques, si essentielles au développement des plantes, pour en faire un élément indispensable de la terre végétale. »

Classification des terbes d’après ledrs propriétés phïsiques. — Depuis longtemps les cultivateurs ont distingué les terres en deux grandes variétés : les unes, renfermant une quantité notable d’argile, sont les terres fortes; celles qui, au contraire, sont particulièrement riches en sable, sont les terres légères.

Nous avons vu que les propriétés de ces deux substances sont presque constamment opposées. Tandis que les terres très-argileuses, retenant l’eau, sont parfois inabordables en hiver, que leur travail est difficile, qu’elles se fendillent et durcissent par la sécheresse, les terres siliceuses, au contraire, se dessèchent rapidement, et si elles sont presque toujours abordables et d’un travail facile, elles laissent filtrer l’eau et les principes solubles qu’elles renferment : c’est donc du mélange en proportion convenable du sable et de l’argile que dépendent leurs qualités et la nature des plantes qu’il faut y cultiver.

D’après Thaer, les terres très-riches en argile (*), ne renfermant pas :)0 % de sable, sont surtout propres à la culture de l’avoine; toutefois, quand la proportion d’humus est un peu notable, on peut déjà cultiver le froment. Quand la proportion de sable est do 30 °/0, la culture de l’orge réussit mieux que celle du froment. Quand l’argile et le sable sont en parties égales, ou qu’il y a 40 de l’un pour 60 de l’autre, et réciproquement, toutes les cultures sont possibles. Quand la proportion de sable dépasse 60, la réussite du froment n’est plus assurée, mais le sol convient encore à l’orge et particulièrement au seigle. Quand le lavage accuse dans une terre GO % de sable, il est très-difficile d’en tirer parti.

Schwerz, admettant comme son prédécesseur Thaer qu’il est convenable de juger le sol d’après ses produits, adopte comme échelle de comparaison la culture des céréales, en prenant pour termes extrêmes le froment et le seigle : le premier réussissant dans les mauvais terrains argileux, le second végétant encore dans les sols sablonneux les plus médiocres. Dans ces terres limites, ajoute M. Boussingault, auquel nous empruntons ce passage, le froment et le seigle viennent fort mal, à la vérité ; mais entre ces deux extrêmes se trouvent comprises toutes les variétés de sols qui résultent du mélange des terres les plus fortes, les plus tenaces, avec les terres les plus légères, depuis l’argile la plus consistante jusqu’au sable mouvant. Dans ces sols mixtes, de qualités intermédiaires, lo froment et lo seigle s’avancent graduellement l’un vers l’autre en recrutant l’orge, l’avoine, le sarrasin, jusqu’à ce qu’ils se rencontrent au milieu de l’échelle dans un terrain neutre qui permet la culture de toutes les céréales.

(1) Il faut entendre ici sons le nom d'argile, le mélange de sable fin et d’argile qui reste en suspension dans l'eau quand on fait l'analyse par lévigation ou par le procédé Mazuro.

Schwerz a disposé la façon suivante :