CHIMIE AGRICOLE — ^08 — CHIMIE AGRICOLE

miste fait toutes sortes de combinaisons ; il mêle difl'érentcs matières pour les disposer les unes par les autres à manifester leurs qualités essentielles. (Daubenton, première leçon à l'Ecole normale, établie par la Convention. 6 pluviôse an III. Séances des écoles normales, tome I.)

Le rôle de la chimie dans la nature. — Il y a une chimie naturelle indépendante de l'art; la nature l'exerce par le moyen des différentes substances que l'air transporte, que l'eau charrie, et que la chaleur volatilise, calcine et vitrifie. Le laboratoire de la nature est aussi étendu que la région des nuages et que le globe de la terre; il est dans son sein, dans la profondeur des mines, sous les eaux des fleuves et de la mer, et dans les gouffres des volcans.

La nature travaille en secret et, à l'aide du temps, elle décompose les pierres ; elle forme des sels minéraux ; elle les détruit et les recompose par les différentes propriétés de ses agents. Le naturaliste observe leurs différents états et leurs divers effets ; mais la plupart de ces agents sont cachés et leur action est trop lente pour être aperçue. Le chimiste est plus prompt dans ses procédés^ lorsqu'il peut employer des agents plus puissants. Quelquefois il imite les opérations de la nature sans les connaître. On faisait le kermès minéral et le bloude Prusse, longtemps avant que l'on eût découvert qu'ils étaient formés naturellement dans le sein de la terre en Toscane et en Sibérie.

D'autres fois les chimistes, après avoir décomposé un corps, parviennent à le recomposer avec les mêmes substances qu'ils en ont tirées. La mine d'argent vitreuse donne, par l'analyse, du soufre et de l'argent; on fait une nouvelle mine d'argent vitreuse, en mêlant du soufre avec de l'argent en fusion On réduit l'eau en hydrogène et en oxygène : avec de l'hydrogène et de l'oxygène on fait de l'eau ; ces opérations paraîtraient incroyables sans la confiance que méritent les célèbres auteurs. (Daubenton, ibid.)

CHIMIE AGRICOLE. — Agriculture, II. — « L'étude de la physiologie végétale fait connaître les substances dont les plantes sont formées. C'est dans l'atmosphère et dans le sol qu'elles puisent ces substances, c'est donc là qu'il faut en rechercher l'existence. Dans l'atmosplière les plantes trouvent l'acide carbonique qu'elles décomposent en s'emparant de son carbone et dégageant son oxygène, l'eau à laquelle elles prennent son hydrogène, l'azote pur ou sous forme d'ammoniaque ou d'acide nitrique. Les racines des plantes absorbent de leur côté des éléments semblables dissous dans l'eau mêlée au terrain, et d'autres éléments fixes qui ne se trouvent que dans le sol. La variété de ces combinaisons, leur état complexe exigent une étude spéciale qui est une des principales branches de toute science agricole. » C'est dans ces termes que le comte de Gasparin a parfaitement défini le rôle que la chimie est appelée à jouer dans la science agricole. Elle réunit les observations faites sur les conditions de la production végétale ou animale, elle étudie la composition des produits de la végétation et celle des sols qui les ont fournis, elle tire de ces observations et de ces études les principes des lois qui servent de base à la production ; comme conséquence dernière, elle suggère des méthodes perfectionnées qui ont pour but ou d'améliorer le sol ou d'accroître la production. Ces quelques explications suffisent pour faire comprendre le grand rôle que la chimie est appelée à jouer dans les sciences agricoles. C'est dans le dernier demi-siècle que ce rôle s'est particulièrement dessiné après les travaux de plusieurs savants parmi lesquels MM. Boussingault, Chevreul, Dumas, en France, et Liebig, en Allemagne, ont occupé ou occupent encore le premier rang Aujourd'hui l'agriculture doit

à la chimie d'être sortie de la routine, de pouvoir diriger ses cultures de manière à obtenir le plus grand rendement possible de bons produits; c'est à elle aussi qu'on doit la connaissance des causes de la fertilité du sol et de la valeur des substances employées comme engrais ou amendements. Il n'y a pas de témérité à ajouter que la chimie fournira encore dans l'avenir de nombreux éléments de progrès nouveaux, car le voile qui cachait les lois de la production commence seulement à être déchiré.

On sait que les végétaux sont des corps vivants et organisés, tandis que le sol qui les porte appartient au monde inorganique. On sait aussi quo les substances organiques soumises à l'action de la chaleur sont plus ou moins rapidement brûlées et dissipées sous forme de gaz dans l'atmosphère, tandis que le caractère des substances inorganiques ou minérales est de demeurer fixes sous l'action de la chaleur. Si l'on soumet à l'action du feu des végétaux d'une part, et une certaine quantité de terre arable, c'est-à-dire de la couche superficielle où plongent les racines, d'autre part, on constate que ces deux substances renferment des matières organiques et des matières minérales, mais en proportions bien difi"érentes. La plus grande partie du végétal est formée de matière organique ; les matières minérales n'y entrent que pour une très faible proportion. Dans la terre arable, au contraire, la matière organique arrive rarement à la proportion de 10 p. 100; la matière minérale forme la plus grande partie de la masse.

La partie organique des plantes est formée par des combinaisons variées de quatre corps simples : carbone, hydrogène, oxygène et azote. Elle forme^ quand la plante est à l'état sec, 85 à 99 p. lOO du poids total, suivant les plantes. Pour pénétrer dans le végétal, ces quatre corps simples y entrent, pour la plus grande part au moins, sous ferme de combinaisons diverses. Le carbone est absorbé principalement sous la forme d'acide carbonique, l'oxygène et l'hydrogène sont absorbés sous forme d'eau, l'azote pénètre dans la plante sous forme d'ammoniaque ou d'acide nitrique. La plante absorbe ces combinaisons, les décompose à l'intérieur des nombreux vaisseaux qu'elle renferme, et recombine leurs éléments dans des proportions difi"érentes, de manière à former de nouvelles combinaisons. C'est sous l'action de la respiration par les organes aériens de la plante que se produit ce mouvement continu d'absorption dans le sol par les racines, et dans l'air par les feuilles et les autres parties do la plante. Les principes immédiats ainsi formés dans les végétaux sont entre autres :

La cellulose, qui constitue les parois des cellules, une grande partie de la substance du bois, de la paille, du foin, etc. ;

Les fécules, les gommes, les mucilages, le sucre de canne et le sucre de raisin ;

Des matières grasses liquides ou solides, des cires, des huiles et des résines;

Le gluten, l'albumine, la caséine. Ces trois dernières substances contiennent de l'azote, tandis que les autres n'en contiennent pas ; aussi les appelle-t-on substances azotées, ou composés quaternaires; leur rôle est capital dans la végétation. Ce sont elles, en effet, qui, d'après les faits observés par la science, provoquent les changements variés qui se produisent dans la sève de la plante et dans la contoxture de celle-ci aux dift'érentes époques de la végétation.

Il faut examiner maintenant la partie inorganique des plantes. Cette partie forme à la combustion le résidu désigné sous le nom de cendres. La quantité de cendre fournie par les plantes varie suivant la nature de celles-ci, suivant les parties qu'on examine, racines, tiges, feuilles, fleurs^

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fruits, et même suivant les individus d'une même espèce ou suivant l'âge de la plante. Les matières minérales dont les cendres sont composées sont tout aussi indispensables à la vie et au développement des végétaux que les matières organiques qui viennent d'être indiquées. Les corps simples qui entrent dans la composition des cendres sont, en dehors de l'oxygène et du carbone : le phosphore le potassium, le calcium, le sodium^ le soufre, le silicium, le magnésium, l'aluminium, le fer, le manganèse et peut-être quelques autres corps dont le rôle n'a pas encore été bien défini. C'est sous la forme de composés plus ou moins complexes que ces corps se retrouvent dans les cendres des plantes. Les combinaisons qui se rencontrent le plus souvent sont : la potasse, la soude, la chaux, la magnésie, l'alumine, la silice, les oxydes de fer, ceux de manganèse, l'acide sulfurique en combinaison avec quelques bases, l'acide phosphorique, des chlorures. Toutes ces substances sont empruntées au sol qui porte le végétal. Les diverses plantes cultivées doivent donc appauvrir le sol dans des proportions variables, suivant la nature des plantes et suivant l'abondance de la récolte.

On a été amené, par l'ensemble de ces considérations, à étudier d'abord la quantité de substances minérales assimilées par les diverses plantes, et ensuite la proportion des divers principes pour les cendres de chaque espèce.

Les recherches faites par les chimistes sur le premier point ont conduit à des résultats très remarquables. Pour la plupart des plantes cultivées, ces résultats sont consignés dans le tableau suivant; mais il faut prendre garde que ce tableau ne renferme que des moyennes, autrement dit le résultat de calculs faits sur un certain nombre de cas particuliers. Ces moyennes sont d'autant plus rapprochées de la vérité que le nombre de cas observés a été plus considérable. En résumé, on a trouvé, en moyenne, dans 100 kilog. des matières végétales suivantes, prises à leur état ordinaire de siccité, les quantités de cendres indiquées dans le tableau :

Froment 2 kilogrammes p. 100

Orge 3 —

Seigle 2 —

Avoine 4 —

Maïs 1.5 —

Fèves 3 —

Pois 3 —

Paille de froment 5 —

— d'orge 5 —

— de seigle 4 —

— d'a\oiiie 6 —

— déniais 5 —

Foin de prairie 5 à 10 —

— de tièfle 9 —

— de ray-grass 9.3 —

Pommes de terre 0.8 à 1.5 —

Caroltes 1.5 à 2.0 —

Bois de chêne 1.70 —

— de bouleau ((.83 —

— de saule 2.o0 —

— de sapin 1.30 à 1.60 —

— de hêtre 1.20 à 1.73 —

On voit que la quantité de nourriture inorganique exigée par les diverses plantes varie dans de grandes proportions : par conséquent, si la terre ne peut fournir quune faible porportion de ces substances, elle ne pourra produire en abondance que les plantes qui exigent le moins de matières minérales. C'est ce qui explique pourquoi les bois réussissent bien sur certaines terres incapables de porter de bonnes récoltes de plantes cultivées.

D"un autre côté, on voit que les pailles des ce réaies renferment beaucoup plus de matières minérales que les grains, d'où l'explication de l'avantage de l'emploi, dans les champs, du fumier, qui n'est autre chose qu'un mélange de paille fermentée avec les excréments des animaux. — En résumé.

toute plante doit trouver dans le sol, pour se développer régulièrement, une certaine proportion de matières inorganiques. Néanmoins, quand elle ne les y rencontre pas, elle peut vivre ; mais elle donne alors des semences ou graines d'une qualité médiocre,ettous les produits ontune moindre valeur.

La nature des cendres des plantes, c'est-à-dirfr les proportions dans lesquelles s'y rencontrent lesdivers principes qui les constituent, n'est pas moins importante. Deux plantes peuvent donner la même quantité de cendres, mais ces cendrespeuvent avoir une composition très différente. Dans les unes, on trouvera de la potasse en plus grande proportion ; dans d'autres, ce sera la silice qui dominera ; dans d'autres enfin, tel ou tel composé qui, dans les premières, ne se sera rencontré qu'à l'état pour ainsi dire infinitésimal.

Voici, pour les végétaux déjà indiqués plus haut, les moyennes des analyses faites par de nombreux chimistes sur la composition de leurs cendres. Comme pour le tableau précédent, il est essentiel de remarquer que les chiffres donnés sont des moyennes, et que les cas particuliers peuvent s'en éloigner dans des proportions parfois assez sensibles. Ce tableau est établi seulement pour les principales substances minérales que renferment les végétaux. lOO parties de cendres contiennent, en. moyenne :

Potasse. Soude ChauT. Mngnésie. j^'^'fg*

Froment 23.7 9.1 2.8 12.0 0.7

Orge 13.6 8.1 2.6 7.5 1.5

A-voine 26.2 » 6.0 10.0 0.4

Seigle 22.0 11,6 4.9 10.3 1.3

Haïs 22.5 12.0 1.4 16.2 0.3

Paille de fr.iment. 12 5 0.2 6.7 3.9 1.3-

— d'orbe 9.2 0.3 8.5 5.0 1.0

— d'avoine.... 19.1 9.7 8.1 3.8 1.8

— de seigle... 17.3 0.3 9.0 2.4 1.4-

— de maïs.... 9.6 28.6 8.3 6.6 0.8

Haricots 33.6 10.6 5.8 8.0 0.6

Pommes de terre.. 53.7 1.8 2.0 5.2 0.5

Acide Acide

pbospho- sulfuri- Chlore,

rique. que.

Froment oû.O 0.3 »

Orge 39.0 0.1 »

A-voine 43 8 » 0.3

Seigle 49.5 0.9 .

Maïs 44.9 2.8 0.2

Paille de froment 3.1 5.8 l.i

— d'orge 3.1 1.0 0.6

— d'avoine 2.6 5.3 3.2

— de seigle 3.8 0.8 0.5

— de maïs l'.l 0.7 1.3

Haricots 38.0 1.0 0.7

Pommes de terre 12.5 >> 4.2

Silice^

Ce tableau montre d'abord l'inégalité de composition des cendres des diverses plantes, et en outre l'inégale répartition des principes minéraux dans les diverses parties de la même plante. Pour ne prendre qu'un exemple, la presque totalité de la silice contenue dans une tige de céréale est localisée dans la paille, tandis que le grain n'en renferme qu'une très minime proportion. Par contre, le grain renferme au moins le double de la quantité de potasse que l'analyse indique pour la tige.

Ces principes étant posés, on peut calculer la quantité de matières minérales qu'une récolte déterminée emprunte au sol sur lequel elle a végété. Cette quantité indique la proportion dans laquelle le sol a été appauvri, et par suite la diminution de la fertilité ou de la puissance productive. L'épuisement du sol varie suivant les récoltes, au double point de vue de la quantité de matière enlevée et de la nature des produits ; cet épuisement peut devenir complet, au moins pour certains principes, au bout d'un temps plus ou moins long. De là, pour l'agriculteur qui cultive une portion de terre d'une étendue déterminée, la nécessité de restituer au sol, soit par les amendements, soit

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parles engrais, les principes que les récoltes successives ont enlevés, ou ceux qui y font naturellement défaut. Cette doctrine de la restitution, qui est née des recherches scientifiques modernes, a remplacé l'ancienne théorie d'après laquelle, par une suite de cultures convenablement disposées, on pourrait maintenir ou même accroître la fertilité d'un domaine. Sans doute, il se fait par les météores, par les eaux pluviales ou souterraines, urte certaine restitution indirecte : mais celle-ci est toujours loin de suffire aux besoins de récoltes abondantes. Les quantités ainsi apportées par certains agents naturels ont été déterminées par plusieurs savants, notamment par M. Barrai, €t il a été constaté qu'elles étaient tout à fait insuffisantes pour empêcher l'appauvrissement graduel du sol. L'épuisement du sol en principes nécessaires à la végétation est donc fatal, quand l'homme ne lui rend pas ces principes ; quelque lent qu'on puisse le supposer, il arrive inévitablement.

L'ensemble de ces faits, quand on les applique aux cas particuliers, permet d'expliquer pourquoi une récolte réussit où une autre manque, pourquoi la même récolte croît mieux sur le même terrain après un certain intervalle de temps, pourquoi enfin la rotation des cultures ou l'assolement est la condition indispensable d'une bonne agriculture.

Toutefois, il est nécessaire d'ajouter que l'épuisement d'un sol n'est jamais complet. Parmi les principes nécessaires à la végétation, il en est quelques-uns que l'on retrouve presque toujours en surabondance dans 1( 5 terres ; celles-ci n'arrivent donc pas à l'épuist ment pour ces principes. D'autres principes, au contraire, sont rapidement enlevés par la plupart des récoltes, et ce sont eux qui disparaissent des terres le plus vite. Les ijuatre principaux, parmi ces derniers, sont : l'azote, l'acide phosphorique, la chaux et la potasse. €e sont ceux-là que l'agriculteur doit rendre à ses fhamps. On verra, à l'article Engrais, comment <ette restitution peut se faire de la manière la plus avantageuse.

Mais, pour se rendre compte de la manière dont ■doivent être restitués les principes enlevés par les récoltes, il faut connaître la richesse plus ou moins grande du sol, sa contexture, etc. L'étude du sol ai'est donc pas moins indispensable pour le cultivateur que celle des plantes récoltées.

On a vu plus haut que le sol se compose toujours de deux parties : l'une organique, l'autre minérale.

La partie organique du sol est généralement <iésignée sous le nom d'humus. Elle est principalement composée par les détritus des végétaux et des animaux, que ces débris proviennent de la végétation même sur le sol, ou qu'ils aient été apportés par l'homme ca par les agents naturels. La proportion d'humus que renferme une terre est très variable ; dans les sols tourbeux, elle dépasse 50 p. lOO du poids total ; dans certaines terres préparées pour certaines cultures spéciales, elle peut atteindre 25 p. 100 ; mais dans les bonnes terres cultivées, elle dépasse rarement 10 p. 100, et la proportion descend parfois à moins de 2. L'humus est nécessaire à la végétation, à la fois par les principes qu'il renferme et par son action sur les principes minéraux, dont il modifie les qualités ou qu'il met en liberté.

Dans la partie inorganique de la terre, qui en constitue les cendres, il faut distinguer deux sortes de substances : les unes salines, qui sont solubles dans l'eau; les autres minérales proprement dites, qui sont insolubles dans l'eau. Dans la première catégorie, on rencontre généralement des sulfates i ou des nitrates de potasse, de soude, de chaux, ainsi que des chlorures. Quant à la partie insoluble, qui forme le fond vé-itable du sol, elle consiste principalement en sable sous forme de silice, en chaux | sous forme de carbonate de chaux, en alumine sous ;

forme d'argile ; à ces trois éléments viennent s'ajouter, suivant les circonstances, des oxydes de fer, du pliosphate de chaux, des traces de magnésie, en proportions plus ou moins élevées. La prédominance de l'un ou de deux parmi ces éléments, leurs combinaisons très variées, permettent de déterminer les caractères du si grand nombre de terres que l'agriculteur peut rencontrer, et d'en fixer la valeur. On trouvera à l'article sur les Terres arables les principales classifications de sols qui sont aujourd'hui adoptées.

Mais l'agriculteur ne doit pas considérer seulement la nature de la couche superficielle de la terre, il doit étudier aussi ce qu'on appelle le soussol, c'est-à-dire la couche sur laquelle repose immédiatement la terre arable. De la profondeur et de la qualité du sous-sol dépend, en effet, l'action des météores sur la terre arable et en particulier de l'eau pluviale. Si le sous-sol est très perméable, les eaux pluviales le traversent rapidement, elles entraînent les matières solubles contenues dans la couche arable, et empêchent la production de leur effet utile. Si le sous-sol est, au contraire, imperméable, l'effet contraire se produit, mais il peut causer un excès d'humidité qui est une entrave à la végétation. En définitive, deux terres arables d'une composition analogue donneront des résultats tout à fait différents, suivant la nature du soussol sur lequel elles reposent. Cette influence est d'autant plus grande que la couche arable est moins épaisse : on comprend facilement comment cette action se produit plus vite dans ce cas que lorsque la couche arable s'étend sur une épaisseur plus considérable.

La composition du sol est ainsi bien déterminée. D'un côté, l'humus ou matière organique ; de l'autre, les matières minérales formées de deux parties : les unes intégrantes, sable, argile et chaux en proportions variables; les autres composées de sels solubles divers. Ces sels doivent renfermer les principes nécessaires à la végétation .; et, en fait, l'analyse chimique dém(«itre qwe, dans la plupart des terrains, on retrouve les principes des diverses matières des cendres des plantes. Mais il ne suffit pas, pour qu'un sol produise certaines récoltes, qu'il renferme les principes des éléments inorganiques de ces récoltes ; il faut encore que ces principes s'y trouvent dans des proportions telles que les plantes puissent se les approprier facilement et au moment le plus convenable. D'un autre côté, il est indispensable, pour une végétation régu lière, que certains principes ne se rencontrent pas en excès dans le sol. Or, l'expérience a démontré, coxnme il a été dit plus haut, que, sauf de très rares exceptions, les divers principes nécessaires à la végétation se trouvent toujours en quantités suffisantes dans les terres arables, à l'exception de quatre : l'azote, l'acide phosphorique, la chaux et la potasse. C'est donc sur ces principes que doit porter principalement l'attention du cultivateur ; c'est à les fournir à celles de ses' terres qui en manquent que doivent tendre ses efforts. C'est par des fumures bien faites que ce but sera atteint, ou bien encore c'est par des amendements bien choisis que les défauts primitifs de la terre seront corrigés. Les faits prouvent, en outre, que le sol doit toujours renfermer un excès des principes nécessaires à la végétation. En effet, sous l'influence des agents atmosphériques et des saisons, les combinaisons et les décompositions dont la terre est le siège ne se succèdent pas avec la régularité qu'on peut obtenir dans un laboratoire ; il y a des pertes auxquelles il faut obvier par un certain excès de richesse.

Tel est l'état actuel de la science agronomique dans ses principes fondamentaux. En voici un résumé présenté récemment par un de nos chimistes les plus émincnts, M. J.-A. Barrai, auquel l'agricul-