CHAPITRE VllL

DES Er^GRAIS PROVENANT DES MATIÈRES ORGANISËES.

Quelles que soient sa constitution et ses propriétés physiques, la terre ne donne des récoltes lucratives qu'autant qu'elle renferme une quantité suffisante de matières organiques, sous un état plus ou moins avancé de décomposition. Il est des sols favorisés dans lesquels cette matière, désignée sous les noms d'humus ou de terreau, existe naturellement; d'autres, et c'est le plus grand nombre, en sont totalement privés, ou n'en contiennent qu'une proportion insignifiante. Ces sols exigent, pour devenir fertiles, l'intervention des engrais ; rien ne saurait y suppléer, ni le travail qui les ameublit, ni le climat qui aide si puissamment leur fécondité, ni les sels ou les alcalis, auxiliaires si utiles de la végétation.

Ce n'est pas qu'une terre entièrement dénuée |de débris organiques ne puisse permettre à une plante de naître et de se développer. Nous avons vu précédemment que l'atmosphère, la lumière, la chaleur et l'humidité suffisent à son existence ; mais, dans une semblable condition, la végétation est lente, souvent

654 DIÎS ENGRAIS.

imparfaite, et l'industrie agricole ne saurait s'exercer sur un sol qui approcherait de ce degré de stérilité absolue.

Les végétaux^ considérés dans l'ensemble de leur constitution y contiennent du carbone, de l'eau toute formée ou ses éléments, de l'azote, du phosphore, du soufre, des oxydes métalliques unis aux acides phosphorique et sulfurique, des chlorures, des bases alcalines combinées à des acides végétaux. Plusieurs de ces éléments ne font pas partie de l'atmosphère, et dérivent nécessairement du soK Les engrais les plus communément employés ne sont d'ailleurs autre chose que les détritus des plantes,^ l^s dépouiller ou les excrétions des, animaux, renfermant, par le iait même de leur origine, la totalité, d^s principes. qui constituent les êtres organisés; et bien qu'il soit trèsprobable que cerjtaines familles ^^étales sont plus aptes que d'autres à s'apprQprier. l'azote ou les ^rapMrs ammoniacales de l'atmosphère, l'expérience prouve, que les débris organiques azotés .concourent de la manière la plus efficace à la fertilité du sot Nous sommcjs loin aussi de pfnivoijr affii^ner, que le carbone des plantes provient exclusivement de l'acide carbonique atmosphérique. Cet acide, sans aucun doute, en est la principale source, mais il ôst possible que certains éléments carbMrés des fumiers soient assimilés directement.

Les auteurs qui ont traité des engrais en ont généralement formé deux grandes claases : 1^ les fumiers d'origine oi^anique, dans lesquels on retrouve

.DBS BNORAIS* 665

tous les éléments de la matière vivante ; 2* les amendéments minéraux, saline ou alcalins^ qu'on a parti* çulièrement désignés sous le nom de stimcdants,' en leur accordant la faculté purement gratuite, de faci* liter l'assimilation de la nourriture que les plantes rencontrent dans les fumiers, en stimulant, en excitant leurs organes. Une telle distinction n'est réelle* ment pas fondée, et rien ne montre autant combien nos connaissances sur ce sujet étaient alors peu avancées, que celte tendance qu'ont eue les nleilleurs esprits, à rapprocher continuellement la nutrition végétale de l'alimentation des animaux.

Nous nommerons engrau^ tous les agents dont dispose le cultivateur pour réparer, conserver, augmenter la fécondité du sol. Pour nous, le plâtre, la marne, les cendres, sont des engrais comme le fumier de cheval, le sang, Turine : tous concourent au but qu'on se propose en les employant, et qui est d'aecroitre la production végétale. Le meilleur engrais, celui dont l'usage est le plus général, est précisément celui qui, par sa nature complue, réunit touK les principes fécondants exigés par les cultures ordinaires. Les cultures spéciales peuvent demander des engrais spéciaux; mais l'engrais normal, comme le fumier de ferme, par exemple, quand il dérive d'une bonne alimentation administrée à des animaux pourvus d'une litière convenable et abondante, offre la totalité des principes nécessaires au développement des végétaux. Un semblable fumier contient à la fois les éléments habituels de l'organisme des plantes, et

les substances minérales réparties dans leurs tissus. On y rencontre en effet le carbone, l'azote, Thydrogène et Toxygène, réunis aux phosphates, aux sulfates, aux chlorures, etc. Tout engrais, pour être immédiatement efficace, doit présenter cette composition mixte. Les cendres, le plâtre, la chaui, répandus sur un terrain stérile, ne ramélioreraieaf pas d'une manière sensible. Des matières organiques azotées qui seraient absolument privées de substances salines et terreuses, ne produiraient probablement pas un meilleur effet; c'est Tassociation de ces deux ordres de principes, dont les premiers dérivent en définitive de l'atmosphère, et dont les seconds appartiennent à la partie solide du globe, qui constitue Tengrais normal , nécessaire à l'amélioration des cultures.

La matière oi^anique morte, exposée aux influences réunies de la chaleur, de Thumidité et du contact de l'air, éprouve des modifications profondes, et passe, par une suite de transformations, à ud éfat de composition de plus en plus simple. Les tissus, tant qu'ils font partie des êtres animés,^ se trouvent protégés contre l'action destructive des agents atmosphériques. Cette protection ne s'étend pas au delà de l'existence des plantes et des animaux. I^ destruction commence avec la mort, si les circonstances accessoires sont suffisamment intenses; alors se réalisent tous les phénomènes de la putréfaction, de la fermentation putride qui engendre, aux dépens des éléments primitifs des êtres organisés, des corps moins

compliqués dans leur constitution, plus stables, et se présentant sous la forme qu'affectent généralement les corps inorganisés de la nature, Tétat gazeux et Tétat cristallin. Les substances minérales qui se trouvaient engagées dans l'organisme redeviennent libres, et sont ainsi restituées à la terre.

Les matières organisées les plus promptes à s'altérer, sont précisément celles dans lesquelles l'azote entre comme principe constituant. Abandonnées à elles-mêmes, en dissolution ou simplement humectées, ces matières donnent tous les signes caractéristiques de la putréfaction. Il s'en exhale une odeur des plus insupportables, et le résultat de leur décomposition poussée à l'extrême est, en définitive, une production de sels à base d'ammoniaque. L'eau, au milieu de laquelle le phénomène s'accomplit, ne le favorise pas seulement en atténuant la cohésion, en permettant aux molécules de se mouvoir plus librement; elle intervient encore par l'affinité même de chacun de ses principes, pour les éléments de la substance qui subit la fermentation putride. Proust a vu que, pendant l'altération du gluten plongé dans l'eau, il se dégage un mélange de gaz acide carbonique et de gaz hydrogène pur, phénomène qu'il explique par la décomposition du liquide ; en même temps il se produit des sels ammoniacaux, parmi lesquels se trouvent de l'acétate et du lactate, dont les acides ont pris naissance au sein même de la fermentation. Comme un exemple frappant de l'intervention de l'eau, dans le passage de l'azote à l'état d'ammo-

nîaque dans un eomposé quaternaire, on peot dioisir

la puIrélactiaD de Furée.

L^urée se rencontre dans rorine de lliOHiiiie et des quadrupèdes; sa composition^ suîrant M. Damas,

est :

Orboœ 20,0

Hydrogène . • • . 6,6

Oiygeoe 26,7

Azote 46,7

Les matières animales dissoutes dans Turine, comme le mucus de la Tessie, éprouyent au cooiact de Tair une modification qui les lait se compcHier comme ferment à Tégard de l'urée. Par leur influence, les éléments de l'eau réagissent sur cette matière et la transforment en carbonate d'ammoniaque. f,4^ ç|trbonate d'ammoniaque est composé de :

' , . . -a., . . iCarbone. 15,39

Acide carbonique 56,41 contenaat 1,^ , ./**

' Amnoniaque. . . . 43.50 cootenaoi } ^y**"«^« • • • J»^ ^ lAzole 35,90

iOO d'urée produisent par la fermentation 1 30 de carbonate d'ammoniaque.

Carbone. Hydrof . Ûiygcne. Ato'.e.

AtaotltipfnMMUoo, 100 d'orée cdoteoMcnt.. ÎO.OO 0,60 t0,7 40.7

Aprè«Uferoi.,l90deearb.d'aiiiiB.eontieoiient SO.OO 10,00 W.S 40,7

DibrcDce».... C0,0. +H9,4. +0M,6 A. 0,0

Ainsi, pendant sa transformation, Furée a gagné 3,4 d'hydrogène et 24,6 d'oxygène.

Dam l'eau, l'hydrogène est à l'oxygène : : 1 : 8.

Or* c'est précisément dans ce même rapport que se trouvent Thydrogène et l'oxygène acquis par l'urée, en passant à l'état de carbonate d'ammoniaque ; d'où il résulte que ce sont bien réellement les éléments de l'eau qui ont été fixés.

La putréfaction des substances azotées est loin de présenter toujours des résultats aussi nets; le plus ' souvent, en se putréfiant, elles passent par une série d'altérations encore très-obscures, avant de parvenir à la dernière limite, la production des sels ammoniacaux.

Un des caractères les plus saillants, les plus facilement perceptibles, est l'odeur fétide exhalée par les substances animales en voie de décomposition. L'odeur ammoniacale ne domine pas toujours, celle de l'acide hydrosulfurique est souvent très-prononcée ; mais ce n'est pas encore là Fémanation la plus repoussante : il se développe aussi dès principes nauséabonds, des miasmes d'une fétidité extrême, qui semblent être la matière altérée elle-même, entraînée par les gaz.

Le soufre, comme le phosphore, fait presque toujours partie des corps organisés ; toutefois, sa faible proportion serait insuffisante pour répandre l'odeur hépatique si intense que Ton observe fréquemment durant la putréfaction. Cette production d'acide hydrosulfurique tient à ce que les sulfates dissous dans un milieu où se trouvent des matières azotées en décomposition, éprouvent eux-mêmes une véritable réduction, passent à l'état de sulfures^ et dégagent

ensuite de l'acide hydrosulfurique par l'action de l'acide carbonique de l'almosphère, ou par celui qui se forme pendant la putréfaction de la matière organique ; c'est par une action semblable, exercée sur Je sulfate de chaux, que M. Henri a expliqué l'origine sulfureuse des eaux d'Enghien, près ï^aris; et M. Fontan, dans un intéressant travail sur les eaux minérales, a généralisé cette explication (!)•

La cause de la destruction des sulfates placés dans de telles circonstances se comprend aisément. Durant la décomposition des matières oi^anisées, le carbooe qui leur appartient forme du gaz acide carbonique, à la fois avec l'oxygène des matières elles-mêmes et avec l'oxygène de l'eau; il est probable que l'oxygène de l'acide sulfurique concourt également à cette formation, et que le soufre devient libre. L'hydrogène de l'eau décomposée, comme celui de la matière, se trouvant avec le soufre à l'état naissant, s'unissent pour former de l'acide hydrosulfurique, qui réagit aussitôt sur la base du sulfate, en produisant, comme on sait, de l'eau et un sulfure métallique. Ce sulfure, ne pouvant exister en présence du dégagement continu de gaz acide carbonique opéré au sein de la masse en putréfaction, donne pour résultat définitif, un carbonate d'une part, et de l'autre de l'acide hydrosulfurique.

La faculté que possèdent les corps organisés azotés de se décomposer spontanément en présence de l'eau

(1) Fontan, Annales de Chimie et de Physique, l. LXXIV, p. 22a, 2« série.

DBS ENGRAIS. 661

et SOUS rinfluence de la chaleur, parait dépendre de la tendance qu'a Tazote à s'unir à l'hydrogène pour former de l'ammoniaque. Cette tendance est peutêtre la cause déterminante du phénomène de la fermentation, pris dans l'acception la plus générale. Les corps organiques exempts d'azote se décomposent moins facilement, et le genre d'altération qu'ils -éprouvent de la part de l'eau et de lair diffère, à beaucoup d'égards, de la putréfaction des matières azotées. La difficulté que l'on rencontre , lorsqu'il s'agit de faire fermenter des substances végétales, en est une preuve. Cependant les débris végétaux, portés au fumier, renferment tous, sans exception, des principes azotés, souvent, il est vrai, en proportion fort minime ; mais noussavons qu'il n'y a pas d'exemple d'un tissu organique végétal qui en soit complètement privé. Les débris de plantes les plus riches en azote éprouvent certainement le plus promptement et le plus complètement la fermentation putride ; tels sont les choux, les feuilles de betteraves, etc. Les pailles, au contraire, lorsqu'elles sont seules, la subissent lentement et d'une manière imparfaite : le peu de principe azoté qu'elles renferment, s'altère et réagit sur le ligneux environnant ; mais l'effet s'arrête bientôt et cesse même entièrement si l'on ne fait intervenir des substances riches en azote. Le ligneux des pailles se trouve exactement dans la condition du sucre qui n'a pas reçu la dose de ferment nécessaire pour sa transformation totale en alcool. La plupart des substances organisées, qu'elles ap-

662 bSS BNGBAIS.

partiennent à l'un ou à Tautre règne^ quand elles

sont placées dans certaines conditions, éprouvent de

la part de l'oxygène des altérations profondes. Nous

. devons étudier ces altérai ions a^ec d'autant plus àv

jgoinque, dans la pratique agricole, on asuccessivement

\ intérêt à favoriser ou à prévenir les causes qui les font

paître, selon qu'il s'agit d'activer la décomposition

des débris v^é taux pour en fatra des engrais, ou de

, ^'entourer de toutes les précautioiis que la pmdenci*

suggère, . pour conserver intact lé produit des ré-

•coites.

. Les substance organisées, humectées et exposées à l'air 9 sous l'influence d*une température dont je .crois, d'après quelques essais, pouvoir fixer lemini- ..mum à 9"* ou 10% s'emparent de Toxygène, Tabsor^ .bent en partie, pour former de l'eau avec leur hydrogène, et de l'acide carbonique aux dépens de leur carbone. Lorsque ces matières sont accumulées en assez grande masse, la chaleur produite se dissipant moins rapidement, la température s'élève et favorise la réaction, au point souvent de faire succéder une combustion ardente, un incendie, à la combustion leiitaqui s'était manifestée d'abord. Ainsi, il il'est pas sans exemple de voir prendre feu au foin rentré trop humide dans le fenil ; et la température toujours élevée des chiffons humides mis dans le paurrissoir des papeteries, la production abondante d'acide carbonique qui a lieu dans cette circonstance, montrent que c'est avec raison que l'on i assimile ce genre d^action au phénomène de la combustion. •

DBS ENGRAIS. 663

Cette combustioB lente n'est pas particulière i aux substances oi^aniques azotées, celles qui sont piÎTées d'azote la subissent également. Cette altération âe la matière organique y cette combustion opérée à une basse température par l'action de l'air, diffère, dans ses résultats, de la décomposition effectuée au milieu d'une masse liquide ; nous avons vu, par exemple, que le gluten, en fermentant sous Teati, laisse dégager du gaz hydrogène. Or, Bertholeta établi qu'un corps azoté en putréfaction, dont toutes les parties sont en contact avec l'air, n'ajoute jamais de gaz hydrogène ni de gaz azote à l'atmosphère confinée dans laquelle il est placé (1). D'un autre c6lé, Saussure a montré que les substances organiques qui n'émettent pas de gaz hydrogène pendant leur décomposition spontanée, s'opérant dans un milieu exempt d'oxygène, ne changent point le volume ^ l'atmosphère dont ce gaz fait partie ;. ces mêmes substances condensent au contraire dé l'oxygène, lorsqu'elles sont arrivées à cette phase de leur altération oii elles exhalent de l'hydrogène. En poursuivant, avec une persévérante sagacité, l'étude de la putréfaction, de Saussure a découvert la cause de cette conh densation. Elle dépend de ce qu'une matière organique en voie de décomposition spontanée se comporte à quelques égards comme l'éponge de platine placée dans un mélange gazeux d'oxygène et d'hydrogène. On sait que le platine, récemment chauffé et introduit

(4) Saussure, Reékerches chimiques, p, 156.

dans un mélange de ces deux gaz, détermine leur union dans les proportions voulues pour constituer de Teau. Or, en substituant au métal des graines humides, préalablement privées de leur faculté germinative, le même effet est produit, les gaz se combinent, jusqu^à ce que l'un des deux ait complètement disparu. Quand cette combustion de Thydrogène, provenant de la décomposition des substances organiques, a lieu au sein de l'air atmosphérique qui contient de l'azote^ il est possible qu'il y ait production d'une faible quantité d'ammoniaque, en même temps qu'il se produit de l'eau. Et ce n'est sans doute pas aller trop loin, en supposant que des engrais très-peu azotés prélèvent , en fermentant , de l'azote sur l'air atmosphérique ; que pendant l'acte même de la végétation, l'hydrogène provenant de l'eau décomposée, ou bien encore celui qui fait partie des huiles essentielles formées par les plantes, peut, en s'oxydant de nouveau, introduire l'azote atmosphérique dans leur constitution.

Les matières organisées mortes, comme le bois, la paille, les feuilles, exposées humides et pendant longtemps à l'action de l'air, finissent par se transformer en une substance brune, presque noire quand elle est mouillée, friable quand elle est sèche, et que l'on désigne communément par le nom de terreau. C'est pour ainsi dire le dernier terme de la décomposition des matières organiques ; déjà le terreau semble appartenir au règne minéral, et, quelle que soit la diversité de son origine, il présente assez de caractères

propres pour le considérer comme une substance particulière. À la vérité, l'atmosphère continue à exercer son action sur le terreau ; ses éléments combustibles se dissipent en brûlant d'une manière lente, imperceptible, en donnant lieu à de l'eau et à de l'acide carbonique. Mais dans cette décomposition ultérieure, on ne remarque plus les produits fétides de la fermentation putride.

De la sciure de bois humectée, placée pendant quelques semaines dans une atmosphère d'oxygène, forme une certaine quantité d'acide carbonique, et le volume du gai ne diminue pas sensiblement; à sa surface le bois acquiert une couleur d'un brun foncé. Plusieurs expériences entreprises par de Saussure, prouvent que le bois mort ne fixe point le gaz oxygène de l'atmosphère ; il le transforme en acide carbonique, et l'action se passe comme si le carbone de la matière organique éprouvait seul l'effet de Toxygène : car le volume gazeux reste le même. Cependant la perte éprouvée par le ligneux durant son séjour dans l'air, est plus forte qu'elle ne devrait l'être, si du carbone seul était éliminé ; d'où Saussure conclut qu'en même temps que le ligneux abandonne du carbone, il laisse échapper de l'eau de constitution (1).

Comme conséquence de ces observations, la proportion relative de carbone doit augmenter dans le bois humide altéré par l'action de l'atmosphère, puisque par cette action on a constaté que le ligneux

(i) Saussure, Recherches chimiques, p. 147.

.|ierd pliis ^n télémento de l'eau qu'il ne perd en carboae. C*6st ce que confii^ment les analyses «uii- .yantes :

/ > Boif de cHêne. Id. poorri. Id. pourri.

Carbone :..» 62,5 53.« 86,î ..

Hydrogène el oxygène, eau.. 47,5 46,4 43^8

Le bois, en se décomposant sous l'eau, sans être en contact direct avec l'air, subit une modification différente ; il blanchit an lieu de noit^crr, et le carbone, loin d'augmenter, diminue. Saussure croit que ce genre d'altération tient principalement à la perle '

4es principes solubles et colorants du bois, princi]^es 4ïui renferment plus de carbone que le ligneux lùiméme ( 1 ) ; de sorte que le ligneux pur, exposé humide à l'action de l'air, donnerait un produit analogue à eelui résultant de sa décomposition sous l'eau. La vérité est que les chiffons de lin humecté, que Ton fait pourrir daus les fabriques de papier, donnent un produit blanc et très-peu cohérent. La masse s'échauffe beaucoup et perd environ 20 pour 100 de son poids initial. C'est précisément ce qui arrive au bois altéré par l'action alternative de l'eau et de l'air ;

il devient blanc et très-friable. Du bois de chêne

parvenu à cet état de décomposition contenait (2) :

(1) Saussure, Recherches chimiques^ p. 149.

(2) Liebig, Chimie organique^ inlroductiOD, p. 59. *'

Carbone 47,6

, Hydrogène 6,2

Oxygène 44,9

Cendres 1,3

Comparés à la composition du bojs de chêne inaltéré, ces nombres font voir que, pendant sa modification, le bois.a perdu du carbone, et que, d'un autre côté, il a gagné de l'hydrogène ; les éléments de Téau ont dû nécessairement intervenir et se fixer pendant la réaction. . ^ » »

Le ligneux, en pourrissaqt sous l'eau, n'est pas pqr (Cela même complètement à Tabri de l'atmosphère; Teau tient toujours de l'air en dissolution, et l'oxygène de cet air réagit certainement comme s'ilse trouvait à l'état gazeux.

La chaleur exerce sur tous les phénomènes de dé- . composition qui se rattachent à la fermentation, à la putréfaction ou à la combustion lente, une influence qu'on n'a certainement pas suffisamment appréciée. Des corps organiques, plongés dans une grande masse d'eau, ne sont pas exposés à des changements de température aussi variés, aussi brusques, que lorsqu'ils sont placés dans l'atmosphère ; leur décomposition est plus lente, plus uniforme; les produits aolubles qu'ils renferment, ou qui sont le résultat de leur altération, sont en grande partie dissous. La température peut amener ainsi de grandes différences dans le résultat final de la décomposition. La tourbe, provenant, comme on sait, de la destruction lente

des plantes submergées, ne semble plus se former dans les lacs des climats chauds ; on ne Ta peut-être jamais rencontrée dans les eaux stagnantes des régions équinoxiales; là, le ligneux parait totalement se dissiper en gaz acide carbonique, et en gaz des marais, source probable de Tinsalubrité de ces contrées. On n'observe des lacs à fond tourbeux que sur les plateaux très-élevés des Andes, dans des localités où la température moyenne n'excède pas 8 à 12* c.

Les alcalis, même à petite dose, contribuent puissamment soit à déterminer, soit à accélérer la décomposition de certaines matières organiques; il est plusieurs de ces matières qui n'éprouveraient aucun changement sans leur intervention, quelles que soient d'ailleurs les conditions favorables à la décomposition.

L'emploi des alcalis, comme moyen d'accélérer la destruction des matières organisées, est connu depuis longtemps des agriculteurs. C'est ainsi qu'ils stratifient les fougères, les pailles, les fanes ligneuses avec de la chaux vive pour en faciliter la désagrégation, et par suite la décomposition.

Un caractère propre à toutes les matières végétales en décomposition, et d'autant plus prononcé que le phénomène avance vers sa dernière phase, la production du terreau, c'est l'apparition d'une substance brune, peu soluble dans l'eau, mais se dissolvant aisément dans les alcalis. Cette substance, c'est Fulmine, que ses propriétés acides ont fait nommer acide ulmique. Elle fait partie du terreau, et Polydore

BouUay Ta constamment retrouvée dans les eaux de fumiers.

Vauquelin découvrit l'ulmine unie à la potasse en 1797, dans les produits de l'exsudation de l'ulcère d'un orme (1). En 1804 (2), Klaproth confirma cette observ)Bition. Plus tard, M. Braconnot parvint à préparer artificiellement l'ulmine en traitant le ligneux par un alcali (3). On se procure facilement cette substance, en chauffant dans une bassine d'argent, avec ménagement et en agitant continuellement, un mélange de parties égales de potasse et de sciure de bois légèrement humectée. Il arrive une époque où le ligneux se ramollit et semble se dissoudre subitement; la matière commence alors à se boursoufler; on cesse le feu. Le produit obtenu se dissout dans l'eau presque en totalité. La solution, d'un brun extrêmement foncé, contient comme produit principal de l'ulmine combinée à la potasse, que l'on précipite par l'addition d une quantité suffisante d'acide sulfurique faible. Après avoir été lavée et desséchée, l'ulmine est noire, fragile, et ressemble au jaiet ; encore humide, elle rougit le papier de tournesol ; sa dissolution dans la potasse forme avec plusieurs sels, et par voie de double décomposition, des ulmates insolubles. M. Péligot donne à l'ulmine la composition suivante (4) :

(i) Vauqaelin, Annales de Chimie, t. XXl, p. 39.

(2) Klaprolh, Gehien, Jowm,, t. IV, p. 329.

(3) Braconnol, AnncAes de Chimie et de Phys. , t. XLlll , p. 273.

(4) Péligot, AnnaUs de Chimie et de Physique, t. LXXUl, p. 244, 2* série.

Carbooe 72,3

Hydrogène. ..... 6,2

Oxygène 21,5 •

Les fumiers, le bois pourri, le terreau renferment toujours une substance brune dont les propriétés sont à très-peu près semblables à celles de l'ulmine obtenue par Faction des alcalis sur le ligneux.

Cependant il ne semble pas y avoir identité de composition, Thumus extrait du terreau renferme toujours de l'azote, M. Soubeiran Ta trouvé formé de :

Carbone 55,3

Hydrogène 4,8

Azote 2,5

Oxygène 37,4

iOO,0

Le terreau qui contient cette ulmine en abondance et sous l'état le plus convenable pour favoriser la végétation, doit par cela même être étudié avec attention. Son histoire a d'ailleurs été si habilement tracée par M. de Saussure, que la science actuelle ne pourrait ajouter que peu de chose aux déductions importantes que le célèbre auteur des Recherches chimiqties a fait ressortir de ses observations.

De Saussure définit le terreau végétal : la substance noire qui recouvre les plantes mortes, après qu'elles ont été exposées pendant longtemps à l'action combinée de l'eau et de l'oxygène (1). Ses expériences

(1) Saussure, Recherches chimiques, p. 162.

DBS ENGRAIS. 67 i

ont porté sur des terreaux presque purs, c'^st-à-dire* sépftïés à l'aide d'un tamis serré des débris végétaux qui y sont toujours méJés; on les avait recueillis' soit sur des rochers élevés, soit dans des troncs d'arbres, où ils n'avaient pu être jsouillés par des causes étrangères à celle de la décomposition spontanée qui les ayait produits. Tous ont paru fertiles, surtout lorsqu'ils étaient préalablement mélangés avec du gra-' vier, point d'appui pour les racines en même tempsqu'il permet Faccès de l'air. H faut cependant en ex-ceptér le terreau formé dans l'intérieur des arbres et dans une situation felle, que l'éau des pluies ne trouvait pas d'écoulement; alors les principes extractifs provenant en partie de la plante vivante obstruent' les pores du végétal auquel on applique ce terreau comme engrais.

En calcinant comparativement, en vases clos, divers terreaux et des plantes semblables à celles qui les' avaient formés, et en recueillant d'une part le charbon, de l'autre les matières volatiles et gazeuses, de Saussure a reconnu qu'ils contiennent, sous le même poids, plus de carbone et d'azote que les végétaux d'où ils dérivent. La plus forte proportion d'azote* dans la plante décomposée semble indiquer que, pendant leur altération, les végétaux ne laissent pas dé-' gager cet élément ; mais il faut ajouter à cette cause celle qui a son origine dans les dépouilles qu'abandonnent les insectes logés dans l'humus.

L'action des acides faibles sur le terreau se borne à dissoudre les parties métalliques terreuses et alca-

Unes. L'alcool agit à peine sur lui, en dissolvant quelques centièmes de matière résineuse. La soude et la potasse le dissolvent presque complètement^ en émettant des vapeurs ammoniacales; c'est que l'acide ulmique du terreau est combiné à l'ammoniaque. Les acides précipitent de cette dissolution une poudre brune^ combustible, possédant les caractères de l'ulmine. L'ulmine, séparée par cette voie, est loin de répondre au poids de la matière traitée par les alcalis. C'est qu'indépendamment de cette substance, le terreau renferme des substances qui ne sont pas précipitées de la dissolution alcaline.

Un terreau assez riche pour ne donner qu'environ ^/lo de cendres, n'a perdu que ^u de son poids par des traitements réitérés à l'eau bouillante. Ëpuisé par des lavages à l'eau, puis exposé à l'action hu* mide de l'air, pendant l'espace de trois mois, il a donné, par de nouveaux lavages, de la matière solu— ble ; cet effet s'est constamment reproduit. Ainsi, par l'exposition à l'air du terreau insoluble humide, il se forme une matière extractive soluble. Cette matière ' extractive n'est point déliquescente ; elle donne de l'ammoniaque à la distillation. La solution aqueuse, rapprochée à la consistance de sirop, est neutre aux réactifs; sa saveur est sensiblement sucrée (1).

On sait que les sels alcalins des sucs végétaux ne manifestent que très-rarement les réactions qui leur sont propres ; il faut incinérer la plante pour consta-

(1) Saussure, Recherches cMmqueSj p. 162-174.

ter leur présence. Il en est ainsi des sels engagés dans le terreau.

Le terreau, comme je l'ai déjà fait observer, est le dernier terme de la putréfaction des matières organisées : ses éléments, par leur stabilité» résistent à toute fermentation. De Saussure en a conservé intact pendant un an, dans des récipients pleins d'eau, fermés par du mercure, sans remarquer aucune émission de gaz. Cependant il est hors de doute que sa partie organique ne soit entièrement destructive, quand elle est humide, par l'action de l'air; avec le temps elle se dissipe, et il ne reste plus que les matières fixes, salines et terreuses qui s'y trouvaient. C'est ce que Bénédict de Saussure avait déjà conclu en observant la terre végétale dans les environs de San-Germano et de Turin (i). Cette destructibilité de la terre végétale, dit de Saussure père, est un fait sans exception ; et toutes les fois que les cultivateurs ont voulu suppléer aux engrais par des labours trop fréquemment répétés, ils en ont fait la triste ex- • périence; la terre s'est appauvrie graduellement et les champs sont devenus stér Jes. J'ajouterai que la nature du climat a une grande influence sur la dissipation des principes fertilisants du sol, et c'est cer-« tainement à tort que les Européens blâment les labours superficiels que l'on donne généralement aux terres des pays équinoxiaux. Il y est bien reconnu qu'un trop grand ameublîssement du fond est sou-

(t) Saussure, Voyages dans les Alpes ^ § 1319.

674 I>BS ENGRAIS.

vent préjudiciable ; même dans les terres irriguées^ où par conséquent T effet défavorable ne saurait être at* tribué à une dessiccation trop rapide. Quelques renseignements parvenus à TÂcadémie des sciences, sur la culture des possessions françaises en Afrique, fendraient à faire croire que la même cause produit les mêmes effets en Algérie, et que ce n'est pas sans raison que les Arabes donnent aussi des labours trèssuperficiels aux terres destinées à produire des céréales.

Le terreau se dissipe en brûlant lentement dans l'air ; au contact de l'oxygène, il donne naissance à de l'acide carbonique; imbibé d'eau distillée et placé dans des cloches posées sur du mercure, il produit un volume de gaz acide précisément égal a celui de l'oxygène qui a disparu. Ainsi le terreau ^ émet, en présence de l'air, du gaz acide carbonique, et le phénomène se passe encore ici comme si le carbone seul était brûlé. La perte éprouvée est plus forte *^H]ue celle qui devrait provenir du carbone ; Saussure en conclut qu'en même temps il y a perte des éléments de l'eau (1).

Le fait capital qui ressort des expériences de de Saussure, le résultat directement applicable à la théorie des engrais, c'est que le terreau se dissipe lorsqu'il est exposé à l'air, et que pendant la combustion lente qu'il éprouve, il devient une source continue de gaz acide carbonique.

(1) Saussure, Recherches chimiques, p. 179.

Pour compléter les notions propres à jeter quelque jour sur la nature des fumiers, il me reste à traiter d'un phénomène important qui s'accomplit dans les conditions favorables à la décomposition, à la putréfaction des matières organiques; je yeux parler de la formation spontanée de Facide nitrique, de la nitrification. L'acide nitrique résulte de l'union de l'azote avec l'oxygène. L'azote ne se combine pas directement avec l'oxygène ; il faut qu'il y ait au moins intervention de l'eau, et suivant Cavendisb, pour opérer cette union, on doit faire passer une série d'étincelles électriques dans un mélange humide des deux gaz. Cependant, en présence de bases terreuses ou alcalines, la réunion de l'azote à l'oxygène parait être singulièrement favorisée, puisque dans la nature les nitrates se rencontrent avec une certaine abondance ; mais les circonstances qui déterminent leur formation sont encore enveloppées d'une obscurité profonde.

On peut assigner aux nitrates trois origines distinctes :

1*" Des terrains, encore mal étudiés, laissent effleurir à leur surface, ou donnent par la lixiviation des quantités immenses de nitre. Telle est la source du salpêtre importé des Indes orientales. En Espagne, selon Proust, la terre de certaines localités des environs de Sarragosse serait une mine inépuisable de nitrate de potasse. J'ai vu près Latacunga, à peu de distance de Quito, sur un sol formé de débris trachy-

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tiques, une production semblable de nitre s*opérer pour ainsi dire sous mes yeux.

2* Sur la côte du Pérou, dans le désert de Tarapaca, à peu de distance du port de Iquique, on rencontre dans un terrain argileux, d'une époque extrêmement récente, de nombreux gisements de nitrate de soude analc^es et peut-être contemporains des gitesde sel marin que. Ton exploite sur la même côte, plus près de réquateur, dans le désert de Sechura. C'est, à ma connaissance, le seul exemple d'un gite minéral donnant lieu à l'exploitation d'un nitrate. Le nitrate de soude de Tarapaca arrive aujourd'hui en Europe en très-grande quantité ; ce sel remplace avec avantage le nitrate de potasse dans plusieurs arts chimiques, et tout récemment, on a fait en Angleterre des essais agricoles assez nombreux, dans la vue d'utiliser ce sel comme engrais. Jusqu'à présent ces essais ont donné des résultats contradictoires, et il faut attendre une expérience plus étendue avant de se prononcer.

3* Les nitrates provenant des matériaux salpêtres.

La plupart des terres exposées aux émanations des animaux, les décombres des bâtiments habités depuis longtemps, le sol des écuries, des étables, des caves, contiennent presque toujours des nitrates. Dans les contrées où les pluies sont rares, et où, par conséquent, les sels solubles s'accumulent dans le terrain, en Egypte, par exemple, les ruines des villes anciennes sont aujourd'hui de véritables nitrières. C'est de la formation du nitre dans ces conditions, que nous devons surtout nous occuper. Ce sel manifeste sa pré-^

sence dans nos exploitations agricoles, il prend naissance durant la confection de nos fumiers, au milieu de nos champs en culture ; nous le retrouvons enfin dans^les plantes, et nous sommes d'autant plus intéressés à découvrir son existence, à constater son action, que dans Fétat actuel de nos connaissances, il nous est encore impossible de dire si le nitre intervient comme auxiliaire dans les phénomènes de la végétation, s'il contribue à la production des principes azotés appartenant à l'organisation végétale.

Pour que les nitrates se forment, il ne suffit pas de la présence des matières organiques azotées ; il faut de plus que ces matières, pendant leur décomposition, se trouvent en contact avec des carbonates alcalins, calcaires ou magnésiens. Aussi a-t-on observé que les roches cristallines ne se nitrifient point aussi facile-

ment, quand elles sont exemptes des substances que je viens de nommer. Les roches calcaires et magnésiennes les plus favorables à la nitrification des émanations animales, des végétaux en putréfaction, ont peu de cohésion, elles sont poreuses, comme la craie, le tuf. Dans les contrées où le sol ne se nitrifie point naturellement, on s'applique à faire naître les circonstances favorables à la production du salpêtre ; on forme des nitrières artificielles. Dans tes pays du nord de l'Europe, là où la roche est granitique, on réunit en tas, dans une cabane bâtie en bois, un mélange de terre ordinaire, de sable calcaire ou de marne et de cendres lessivées. On arrose ce tas avec de l'urine d'herbivores ; de temps à autre

on remue le mélange en le changeant de place, pour faTonser l'accès de l'air, et dans la même intention on a soin de ne pas le comprimer ; le monceau a ordinairement de 8 à 10 décimètres de hauteur; il est disposé en talus sur tout le développement que comporte la longueur de la cabane. La pratique a enseigné que la ni trification s'opère mieux à l'ombre (i). En Prusse, on gâche avec de Feau de fumier un mé« lange composé de cinq parties de terreau, d'une partie de cendres lessivées et de paille. Ensuite on élève avec cette espèce de mortier des massifs de 6 à 7 mètres de longueur, sur 2 mètres de hauteur. Pendant la construction, on introduit en assez grand nombre des bâtons dans la masse, et on les retire lorsqu'elle a acquis une consistance suffisante pour qu'il en résulte des issues au moyen desquelles l'air puisse pénétrer. Ces murs sont placés dans des lieux humides, et recouverts de toits en paille pour les préserver à la fois du soleil et de la pluie. La masse est arrosée de temps à autre ; et après un an d'exposition, les matériaux sont suffisamment salpêtres pourêtre soumis à la lixîviation (2).

Nous voyons que dans les nilrières artificielles, on cherche à réunir les circonstances sous lesquelles les nitrates se forment dans le sol des écuries, dans les caves des habitations, en mettant en présence des matières oi^aniques très-azotées, et des carbonates terreux ou alcalins. La nécessité oii l'on est de faire

(1) Instruction sur la fabrication du salpêtre ; VarïSy 1820.

(2) Chaplal, Chimie appliqué' aux arts, t. IV.

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intervenir des substances d'origine animale, fkit pi*é« sumer que la plus grande partie de l'acide nitrique vient de l'azote de ces matières; mais nous ignonon» encore par quelle voie s'effectue l'acidification.

M. Liebig, en partant de ce fait, que les matière^ organiques azotées donnent toujours naissance à de l'ammoniaque pendant leur putréfaction ; considérant ensuite que, durant la combustion du gaz am* moniaque mêlé à un grand excès d'hydrogène^ il y a oxydation de l'azote, en conclut que la nitrification est le résultat de la combustion lente de l'ammoniaque issue des matières azotées en voie de décomposition. L'azote de l'ammoniaque s'oxyde effectivement à Taide de diverses conditions qu'il est facile de réaliser. En brûlant les substances animales au moyen de l'oxyde de cuivre, on sait de combien de précautions il faut s'entourer pour s'opposer à l'àppa^ rition de l'acide nitreux ; et en favorisant la produc-^ tion de <;et acide, par exemple en faisant passer un courant de gaz ammoniac sur du peroxyde de fer ou de manganèse placé dans un tube chauffé au rouge naissant, on obtient en abondance du nitrate d'ammoniaque. On arrive au même résultat, en soumettant à l'action de l'éponge de platine incandescente un mélange d'oxygène et d'ammoniaque gazeuse. La cause déterminante de l' acidification de l'azote engagé dans l'ammoniaque est probablement due à ce que, pendant la combustion, il se forme deux corps capables de s'unir immédiatement : d'une part, de l'acide nitrique; et de l'autre, de l'ammoniaque. Ce-

pendant le phénomène n'a lieu qu'à une chaleur su^ fisamment élevée. Â la température ordinaire, la combustion des éléments de l'ammoniaque n'a pas, que je sache, encore été observée; et dans une série d'expériences que j'avais entreprises, en me guidant sur des idées entièrement conformes à celles émises par Liebig, je n'ai pas réussi à former des nitrates, en laissant séjourner de la chaux, de la potasse dans une atmosphère composée d'oxygène et de vapeur ammoniacale.

Dans une communication faite à l'Académie des sciences, M. Kuhlman (1) a annoncé avoir œnstaté la présence du nitrate d'ammoniaque dans les produits de la putréfaction des matières animales. Si ce fait se confirme, si réellement l'acide nitrique est un des nombreux produits de la fermentation putride, la nitrification des terres en contact avec les matières organiques s'expliquerait tout naturellement. Je dois dire, cependant, que j'ai cherché en vain du nitrate d'ammoniaque dans le résultat delà fermentation putride du caséum.

Resterait néanmoins à concevoir la formation du nitre dans les localités nombreuses où il semble se former en l'absence de toute substance organique, comme dans les sols salpêtres de l'Inde, de l'Amérique et de l'Espagne. John Davy après avoir visité les ni trières de Ceylan, Proust après un long séjour dans la Péninsule, ont émis l'opinion que le nitre apparaît

(I) Kuhlman, Comptes rendus de V Académie des Sciences, 1841.

dans des terrains où l'on n'aperçoit aucun vestige de ces substances. L'assertion de Proust est suspecte, en ce que, dans son mémoire, il affirme que la terre voisine des ni trières est d' une grande fertilité, et qu'elle donne des récoltes abondantes sans jamais recevoir d'engrais. Or, jusqu'à ce jour, il est admis que tout terrain doué d'une grande fécondité doit contenir ou recevoir de la matière organisée morte. À Ceylan, selon Davy, les cavernes dont les parois se salpètrent av«c une si grande rapidité, sont surmontées d'un sol fertile, extrêmement boisé, dont les infiltrations peuvent pénétrer dans l'intérieur. Près de Latacunga, les observations que j'ai pu faire sur ces nitrières ne sont peut-être pas assez précises ; je crois cependant pouvoir assurer que le terrain n'est pas exempt de terreau ; çà et là on aperçoit des places couvertes de gazon. Il faut bien reconnaître cependant que, dans les localités que je viens de désigner, il existe une cause permanente de nitrificalion, puisque dans des terrains bien autrement fertiles le salpêtre n'apparaît, pour ainsi dire, qu'accidentellement, et jamais avec une aussi extraordinaire abondance.

Quoi qu'il en puisse être de la valeur des théories ingénieuses, mais encore bien incomplètes, de la nitrification, il est peut-être utile, dans des questions agricoles, de constater l'existence des nitrates contenus dans les terres. Wollaston a recommandé un procédé qui remplit bien ce but. Il est fondé sur la propriété qu'a l'eau régale, le mélange des acides chlorhydrique et nitrique, de dissoudre l'or pur, qui,

comme on sait, résiste à l'action de chacun de ces deux acides agissant isolément. La terre dans laquelle on soupçonne des nitrates est traitée par Teau distillée bouillante, puis jetée sur un filtre. On lave et Ton réunit les eaux de lavage à la liqueur filtrée. Par Vé^ yaporation, on réduit le liquide à un très-petit tolume, et on le met dans un verre à pied ; on ajoute de l'acide chlorhydrique, puis on introduit quelques petits lambeaux d'or battu ; on agite avec une baguette de verre. Si la liqueur contient des nitrates, les parcelles d'or battu se dissolvent.

Après avoir décrit les circonstances qui déterminent et les phénomènes qui accompagnent la décomposition de la matière organisée morte, il me reste à traiter des engrais en particulier, de leur préparation, de leur application et de leur valeur relative.

Dans le cas le plus général, l'engrais destiné à fertiliser la terre a pour origine les déjections des animaux entretenus dans un domaine agricole, et la litière employée dans un double but de propreté et de salubrité. Ainsi, les matériaux qui concourent journellement à augmenter la masse des fumiers sont la paille, les excréments et les urines des bêtes à cornes, des chevaux, des porcs, etc. Ces matières organisées contiennent, en outre, diverses substances minérales indispensables au développement des plantes. En eflet, toutes les déjections laissent, quand on les brûle, des quantités souvent fort considérables de cendres, dans lesquelles on retrouve les mêmes substances salines et terreuses qui préexistaient dans les

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fourrages coDsommés par les animaux. Les excréments varient nécessairement dans leur composition, suivant les aliments ingérés, la nature et l'état de santé de l'animal qui les rend. Ceux des herbivores n'ont point été suffisamment examinés; Thaër et Einhof ont seulement constaté que la bouse de vache renferme un ■ principe extractif en partie coagulable par la chaleur, et qu'il est possible d'en séparer des débris d'aliments. Toutes les matières fécales contiennent effectivement une certaine quantité de ces détritus échappés à la digestion, particulièrement chez les individus abondamment nourris. On y trouve quelquefois de l'albumine, mais la bile en fait essentiellement partie.

La hUe est sécrétée par le foie; c'est une liqueur amére, visqueuse, d'un jaune verdàtre, d'une odeur nauséabonde ; par ses propriétés et sa composition elle n'est pas sans analogie avec les savons.

La bile de bœuf renferme i

Cfaoléalede soude (sel à acide organiq.)- H,0

Mucus ; matières grasses 0,5

Substaaces salines 1,5

Eau 87,0

La composition élémentaire de la bile desséchée serait, d'après MM. Kemp, Strecker et Gundelach ;

684 DES BNCaAlS.

De boeaf. De pore.

Carbone 58,5 64,5

Hydrogène 8,3 8,8

Oxygène 22.6 11,9

Azole 3,7 3,3

Soude 6,5 ) , j k

Sel marin 0,4 (

Si les excréments consistent principaleaient en bile imprégnant la partie non digestible de la nourriture ingérée, les aliments très-abondants en ligneux, comme la paille, le foin, occasionneront plus de déjections que la pomme de terre ou la betterave dans lesquelles il entre bien moins de matières capables de résister à la digestion :

Ainsi, la ration d'une vache étant par jour :

Regain. Pomm. de terre. BettermrcB.

kil. kil. kiL

Elle arendu : Excréments humides. 24,0 12,9 7,25

Supposés secs 5,2 3,0 1,22

La matière non digestible était 3,4 0,54 0,9S

L'urine est la partie liquide des déjections ; sa composition varie suivant les animaux qui la sécrètent. Le principe qui caractérise celle des mammifères est l'urée, dont la composition a été donnée précédemment. L'urine des herbivores contient en outre de Tacide hippurique uni à la potasse, et, dans le cas le plus général, des bicarbonates alcalins. Aussi, quand on verse de l'acide chlorhydrique dans de l'urine fraîche de cheval ou de vache, il se fait ordinairement une effervescence des plus vives, et il se dépose.

au bout de quelque temps, des cristaux d'acide hippurique : c'est que ce dernier acide, se trouvant à l'état d'hippurate, est mis en liberté; et comme il est très-peu soluble, il apparaît sous la forme de cristaux. L'acide hippurique contient :

Carbone 60,7

Hydrogène 5,0

Oxygène 26,3

Azole 8,0

Le régime alimentaire exerce une grande influence sur la composition de l'urine, mais l'organisation de l'animal qui la sécrète influe également sur la nature des principes immédiats : ainsi, dans l'urine de l'homme, l'urée est presque toujours associée à l'acide urique. L'urine des oiseaux, des reptiles, renferme une très-forte proportion de ce dernier acide^ qu'on n'a pas encore rencontré dans celle des mam* mifères herbivores. Le phosphate basique de soude^ les phosphates en général, constamment dans l'urine humaine, manque dans l'urine des herbivores, du moins dans les conditions ordinaires de l'alimentation.

L'acide urique est formé de :

Carbone 36,0

Hydrogène 2,4

Oxygène 28,2

Azole 33,4

Je consignerai ici les résultats de l'examen que j'ai

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fait de la constitution de 1 urine des animaux de ferme :

Urine de porc. — Provenant d'un individu nouin uniquement avec des pommes de terre cuites, délayée? dans de Teau légèrement salée . Cette urine, d une limpidité parfaite, d'un jaune paie, d'une odeur faible, présentait une réaction alcaline très-prononcée à la température de 1 T. Un litre de cette urine a peb^ 1014 gramYnes.

Urine devache. — La nourriture consistait en regain et en pommes de terre. Un acide versé dans cell^ urine y déterminait une vive effervescence, sui\k d'un dépôt d'acide hippurique. La saveur était p\u\o amère qu'alcaline. A la température de 12*,2 un lilr d'urine de vache a. pesé 1040 grammes.

Urine d'un cheval nourri avec du trèfle vert et d l'avoine :

Très-alcaline, elle a laissé déposer, au momei même où elle venait d'être rendue, un sédiment ci\ caire très-abondant. Comme les derniers jets, éa par le cheval, sont troubles, il est évident que ce s< diment est déjà formé dans la vessie.

Le dépôt calcaire a été analysé séparément ; il co tenait, après dessiccation :

Garbonale de chaux 84,3

Garbonale de magnésie . . 1 5,7

L'urine séparée du sédiment calcaire avait u teinte pâle trèsrlégère qui, par l'influence de l'air

passé au brun foûcé. Cette forte coloration par Tintervention de l'oxygène est commune à l'urine de tous les herbivores.

Un litre d'urine, à la température de 22% a pesé 1,037 grammes.

Composition de» nrlnes eiiavUnéos; pour lOOO parties (1).

Urée

Bippurate de potasse

Laclates alcalins?

Bicarbonate de potasse

Carbonate de magnésie

Carbonate de chaux

Sulfate de potasse

Chlorure de sodium

Silice

Phosphate

Eau ; matières indéterminées. .