FORMATION DE L’HUMUS

A côté des phénomènes de putréfaction viennent naturellement se placer les phénomènes de combustion lente qui se produisent sur une immense échelle à la surface de tous les sols. Nous allons y retrouver en action les mêmes êtres que ceux que nous venons de rencontrer dans la putréfaction des matières animales. Nous allons y retrouver aussi la même confusion, provenant encore de ce qu’on n’a pas jusqu’ici étudié la question en faisant agir des microbes bien purs sur des espèces chimiques déterminées, et de ce qu’on s’est contenté d’envisager en gros les transformations d’un végétal ou d’une partie d’un végétal, en abandonnant l’ensemencement au hasard des germes apportés par l’air, le sol ou les eaux.

Aussi l’étude que nous allons en faire sera-t-elle à peu près calquée sur celle que nous venons de terminer. Nous ne nous préoccuperons que du sens général de l’action qui s’accomplit, des influences qu’elle peut subir de la part des agents extérieurs, et des caractères essentiels des corps auxquels elle aboutit. Quant à la nature intime de ces corps, à leur influence sur la végétation, à leur rôle agronomique, toutes ces questions, ou bien ne sont pas assez mûres pour être discutées, ou bien ne sont pas de notre domaine.

Les combustions lentes des matières végétales paraissent, comme nous l’avons dit, au premier abord, très différentes des putréfactions animales, et dans ses études sur ce sujet, Lieb^g les en avait toujours distinguées. Nous avons eu l’occasion de faire remarquer que l’un des caractères mis en avant pour cela, l’odeur si désagréable dans un cas, si faible dans l’autre, ne devait pas entrer en ligne de compte, parce qu’elle ne tient qu’à la différence de richesse en matière azotée. Les plantes et les graines riches en azote, les pois, les haricots, les asperges soumises à la macération, répandent une odeur plus putride que bien des matières animales.

Il ne faut pas attribuer plus d'importance à la dissolution, à la colliquation des tissus qui accompagne d’ordinaire les phénomènes de putréfaction. La pourriture qui se déclare quelquefois dans les tas de fruits ou de tubercules est tout à fait analogue à cette sorte de liquéfaction que peuvent subir dans certains cas les matières animales. Il faut reconnaître pourtant que les végétaux, en gé-

néral, se déforment moins que les animaux. Ils doivent cette résistance à la cellulose plus ou moins incrustée qui forme la base de leur organisation, et qui est, comme nous l’avons vu, une des substances les plus rebelles à l’action des infiniment petits; cette cellulose ouïes matières qui lui ressemblent sont en faible proportion dans les tissus animaux , qui sont très riches en substances azotées. Ces substances à leur tour sont rares et disséminées dans les végétaux, où la cellulose prédomine. Cette différence dans les proportions des éléments constituants donne à la putréfaction végétale des caractères spéciaux, comme nous allons nous en convaincre en étudiant à part la destruction des aliments azotés et celle des éléments hydrocarbonés.

Destruction des éléments azotr-i^. — La destruction des éléments azotés se fait dans les végétaux comme nous l’avons vu à propos de la caséine, et ils descendent graduellement l’échelle de décomposition dont nous avons indiqué les degrés principaux, pour aboutir en dernière analyse à du carbonate d’ammoniaque. Mais ce qu’il faut remarquer de suite, c’est que ilr. h les choses égales d’ailleurs, et à poids égal de matière azotée, olle sm’u décomposée et détruite plus vite dans le végétal où elle est disséminée que dans l’animal où elle est agglomérée, et où les premiers produits de sa transformation sous l’action des ferments gênent leur action ultérieure.

Si à cette première cause de dissémination vient se joindre, comme cela a lieu d’ordinaire, l’éparpillement des débris du végétal dans le sol, on comprend que la destruction de la matière végétale azotée pourra devenir très active. Il est important de prendre une idée de la rapidité de ce phénomène de combustion lente dans le sol, et nous pouvons pour cela prendre divers exemples.

Earth System. — Il existe, assez largement répandu en Angleterre et dans d’autres pays, un système d’utilisation des déjections humaines, au moyen de leur mélange avec de la terre desséchée. Ce système, imaginé par H. Moule, porte le nom A'Earth System, système à la terre, par opposition avec le Water System, ou système à Veau que nous examinerons tout à l’heure.

Voici en quelques mots en quoi il consiste. On fait sécher au soleil ou dans des fours de la terre commune, de préférence de la terre argileuse. Puis on la pulvérise grossièrement, l’expérience ayant montré qu’elle était plus active lorsqu’elle n’était pas trop fine, et on en recouvre soit directement, soit au moyen d’un appareil automatique, chaque évacuation alors qu’elle est encore fraîche, ou au moins avant qu’elle ait subi un commencement de fermentation. Les proportions sont à peu près de six à sept parties de terre pour une de matière solide; pour des raisons que nous allons indiquer tout à l'heure, les matières liquides se prêtent moins bien ’a ce mode de désinfection.

Au bout de quelques jours, le mélange ainsi formé peut être enlevé, il ne présente aucune mauvaise odeur. On peut s’en servir immédiatement et le répandre comme engrais, mais il est préférable de l’abandonner quelques semainee à lui-même à sec sous un hangar. Au bout de ce temps, la matière est devenue homogène et forme un compost qui peut à nouveau être desséché, pulvérisé, et servir une seconde fois, une troisième, jusqu’à une sixième fois

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aux mêmes usages. On peut ainsi augmenter la valeur agricole de l’engrais, et diminuer les frais dé transport.

Si on examine le mélange encore frais, au moment où on le retire de la fosse, on trouve les matières excrémenlitielles sèches et presque friables, parce qu’elles ont cédé leur eau à la terre sèche dont on les a entourées. Toute leur masse est pénétrée de mycéliums de mucédinées, dont les fructifications apparaissent dans toutes les fissures, et les colorent de teintes diverses. Il est évident qu’il se fait là une de ces combustions actives que nous savons pouvoir être produites par les végétaux cryptogamiques. L’air pénétrant partout, l’odeur est faible ou même nulle, et c’est précisément parce que la circulation de l’air est nécessaire dans toute la masse que les liquides ne se prêtent pas bien à l'application pratique de ce système. Il faudrait les mélanger à de trop grandes quantités de terre pour en faire un compost perméable.

Cette matière organique, disséminée dans le sol, et maintenue à une demihumidité, subit une combustion tellement rapide, qu’au bout de quelques semaines dé séjour sousles hangars, elleestà peu près intégralement transformée. L’acide carbonique et l’eau qu’elle a fournis ont disparu ; il reste dans le sol la plus grande partie de l’azote, soit à l’état d’ammoniaque, soit à l’état de nitrates; ce qui reste de matière organique azotée et non azotée est absolument inodore, et on comprend que ce compost possède encore quelques-unes des propriétés poreuses et absorbantes de la terre initiale et puisse servir ’a produire une nouvelle désinfection.

Les analyses suivantes, dues à Radcliffe, donnent l’idée des changements de composition qui peuvent s’effectuer dans ces terres desséchées, après un premier, un second et un troisième usage. Je ne cite que les nombres relatifs à l’acide phosphorique, à la matière organique, à la matière azotée; ces nombres sont rapportés à 100 de mélange, supposé desséché à 100".

Terre n’ayant Après lot" Après le î* AprèsleS* pasencoro serti, emploi. emploi, emploi.

Acide phosphorique . . 0,18

Matières organiques et eau dè combinaison . 9,79

Matières azotées . . 0.31

On voit que l’augmentation des éléments fertilisants est graduelle, mais la combustion de la matière organique est assez complète pour que cette augmentation soit faible, ét on comprend que la terre qui a servi trois fois, puisse encore servir aux mêmes usages.

On voit aussi que l’augmentation des matières azotées est moins rapide que celle de l’acide phosphorique. Les matières étudiées provenant d’une prison où le régime alimentaire est uniforme, on ne peut chercher dans la différence de nature des déjections, l’explication des différences très grandes dans l’enrichissement en azote et en acide phosphorique. Il faut donc qu’une portion de l'azote ait disparu. Cette conclusion ne doit pas nous surprendre après ce que nous avons vu de la putréfaction; mais cette perte constitue pour ce procédé une ihipeffiètlBH dont ü elaît ûtilë dé connaître la raison tfieorique.

0,25 0,Ai 0,51

La condition nécessaire de son fonctionnement est l’aération continue du mélange. Il faut cela, non-seulement pour que les microbes aérobies puissent fonctionner, mais aussi pour que les gaz ammoniacaux du sol y restent confinés Si, comme l’afait le D' Rolleston, on fait traverser par un courant d’air de la terre sèche humectée d’une petite quantité de solution ammoniacale, cet air n’emporte aucune trace d'ammoniaque. Il trouble, au contraire, le réactif de Nessler lorsque la terre est noyée dans l’eau. Ce sont là les phénomènes sur les quels M. Schlœsing a tant insisté, et dont il a si bien mis en lumière le rôle cosmique.

Water-systeiH. — Dans ce procédé, tout ou partie des matières excrémentitielles et des détritus provenant d’agglomérations plus ou moins nombreuses, est délayé dans l’eau et entraîné par les fleuves ou rivières jusqu’à la mer. La matière organique subit, de ce fait, une dilution plus ou moins sensible, et corrélativement, nous allons y voir apparaître, si les conditions sont favorables, les phénomènes d’oxydation et de combustion lente que nous venons de constater dans les matières organiques disséminées dans le sol.

On ne peut mieux prendre une idée de ces phénomènes qu’en étudiant ce qui se passe dans la Seine, après le pont d’Asnières, à partir du point où elle reçoit le grand égout collecteur de Clichy. Pendant toute la traversée de Paris, l’aspect est satisfaisant, le fond formé d’un sable blanc, les poissons vivent dans toute la largeur de la rivière. Le courant considérable d’eau noirâtre qui sort de l’égout change brusquement celte situation. Cette eau a un aspect répugnant. Elle est chargée de débris et recouverte d’une écume graisseuse qui, suivant la direction du vent, vient s’accumuler sur une rive ou sur l’autre. L’eau de l’égout occupe la moitié de la largeur de la rivière, et en couvre le fond d’une vase noirâtre qui finit par former de véritables atterrissements. Là, la matière organique est en excès et subit une fermentation active, qui se traduit par des bulles innombrables de gaz. Pendant une partie de l’année, au moment des chaleurs, ces bulles peuvent atteindre 1 mètre à t'°,50 de diamètre. L’odeur est putride et persiste pendant plusieurs kilomètres. Sur certains points, aucun être vivant, aucune herbe verte ne se rencontre sur les portions parcourues par l’eau de l’égout.

A Saint-Denis, le collecteur départemental vomit une nouvelle masse fétide. Entre Saint-Denis et Épinay, la rivière du Croult apporte un nouveau contingent d’eaux industrielles qui ajoutent à l’infection. D’Épinay à Argenteuil, une amélioration se manifeste, la vase a à peu près disparu, le poisson reparaît en temps normal. Mais la rive droite du fleuve, qui a reçu toutes les eaux impures, est encore assez foncée. Ce n’est qu’au delà de Marly que la coloration du fleuve commence a diminuer. L’eau est encore trouble et d’un goût peu agréable a Saint-Germain et à Maisons-LafRte ; mais au delà, vers Conflans, surtout au confluent de l’Oise, la Seine a repris à peu prés son aspect de Paris. A Meulan, toute trace d’infection a disparu.

Il est clair qu’en ce point, les infiniment petits ont eu raison de toute la partie des matériaux organiques solides qui ne s’est pas déposée sous forme de vase sur le trajet parcouru par l’eau, et cette vase, si abondante qu’elle soit, ne re-

DUCLAUX, — CHIMIE BIOLOGIQUE. 809

présente évidemment qu’une portion du poids total de matière solide apportée par les égouts. Les microbes ont eu aussi raison de tous ou à peu près de tous les éléments en dissolution, et ces éléments forment une fraction notable de l’ensemble.

D’après les analyses poursuivies depuis dix ans au laboratoire des Ponts et Chaussées, les eaux d’égout contiennent à peu près par mètre cube, au moment où elles arrivent en Seine, 968 grammes de matières solubles et l‘,940 de matières solides. Le cube moyen versé par jour étant de 250,000 mètres cubes environ, on voit qu’il y a, au minimum, en se bornant uniquement aux matières solubles, 250 kilogrammes de matière organique journellement transformée, et, sinon totalement brûlée, du moins amenée à une forme inoffensive par l’action des infiniment petits, sur le court trajet de la Seine de Paris à Meulan.

Si, avec ces renseignements et les notions que nous possédons au sujet des ferments, nous nous demandons qu’elles sont les transformations chimiques qui doivent s’accomplir dans l’eau pendant ce trajet, nous trouvons :

1° Que la quantité d’azote organique, sous des formes autres que celles de sels ammoniacaux volatils, doit croître brusquement en aval des débouchés des collecteurs et aller en diminuant ensuite graduellement par suite des combustions de la matière organique ;

2“ Que la quantité d’azote total doit suivre la même marche, mais dépasser à Meulan ce qu’elle est à Asnières de tout ce qui a été gagné par suite de la solubilisation incessante produite par les ferments ;

3" Que l’oxygène présent dans l’eau doit suivre une marche inverse, diminuer brusquement en aval des collecteurs, et revenir peu à peu à son niveau normal quand l'action des ferments commence à se ralentir. Rien n’égale la rapidité avec laquelle une eau se désaère quand elle est le siège d’une fermentation, rien, si ce n’est la rapidité avec laquelle elle s’aère de nouveau quand elle cesse d’être soumise à leur influence. Il n’est besoin pour cela, ni d’un courant tourmenté, ni de saut au-dessus d’un barrage; quelques mètres de parcours à l’air suffisent, et la dose d’oxygène, en un point quelconque, est une mesure précise de la quantité d’action qu’exercent en ce point les ferments de la matière organique.

Ces déductions théoriques sont en parfait accord avec l’expérience, ainsi que le montrent les chiffres du tableau suivant qui donne :

Dans la 1" colonne, l’indication des points où ont été faites les diverses prises. Nous rappelons que la rive droite du fleuve étant celte qui reçoit les deux grands égouts dont nous avons parlé, c’est sur cette rive que les eaux restent le plus longtemps troubles et impures.

Dans la 2” colonne, les quantités d’azote organique, non encore transformé en sels ammoniacaux, quantités exprimés en grammes par mètre cube.

Dans la 3' colonne, et exprimées de la même façon, les quantités d’azote total, y compris les sels ammoniacaux.

Dans la 4' colonne, les quantités d’oxygène dissous, évaluées en centimètres cubes par litre d’eau.

Ill IV

Pont d’Asnières. Amont du collecteur . Os'jSS

Débouché du cellectéül- dt Clichy . —

Clichy. Bras droit . 1, 51

Saint-Ouen. Bras droit . 1 ,16

Saint-Denis. Amont du collecteur . —

— Débouché du collecteur départemental. — — Aval du collecteur et du Groult .... 7, 27

Épinay. Bras droit . 1 ,26

Bezons. Toute la largeur du courant . O ,87

Marly. Bras gauche . 0 ,78

Saint-Germain . • . . 0 ,76

Maisons-Laffitte. . . . 0 ,79

Poissy . • . O ,45

Meulan . 0 ,40

Mantes . —

La dose d’oxygène des eaux du fleuve à Vernon et à Rouen est de 10,4: on voit qu’à Mantes la teneur normale est à peu près rétablie, ce qui veut dire que l’action des ferments à partir de ce point est à peu près négligeable.

Voilà donc un exemple de la rapidité avec laquelle s’oxydent les matières organiques lorsqu’elles sont soumises, très divisées et suffisamment aérées, à l’action des ferments. Nous ne pouvons évidemment dans ce cas, faire intervenir que les microbes, les actions directes d’oxydation sont, comme nous l’avons constaté au début de ce livre, impuissantes à amener de pareils résultats.

Système «l’épueatloii des eaux d'égout dans le sol. — Entre les deux systèmes que nous venons d’étudier vient s’en placer un troisième, dans lequel les matières fermentescibles sont d’abord diluées dans une certaine quantité d’eau, mais où l’on demande la purification de ces eaux d’égout, tton plus à un fleuve, mais au sol comme dans le Earth System. En amenant ces eaux sur un sol meuble, les matières insolubles sont d’abord arrêtées par la surface comme par un filtre, les particules les plus ténues sont arrêtées un peu plus bas. La plus grande partie des matières en solution est elle-même retenue par le filtre puissant et volumineux dans lequel elles pénètrent, le travail de combustion y commence de suite, et si le sol est assez poreux ou assez bien drainé, si l’apport journalier des matériaux est en proportion de la puissance comburante des microbes, on peut réaliser une destruction presque complète de la matière organique et la réaliser sans odeur sensible.

Ce que nous avons vu, à propos du Earth System, nous montre qu’il faudra éviter l’exagération dans la proportion d’eau dans le sol. C’est la présence de cette eau qui limite le taux de transformation journalière dans le sol, bien plus que la puissance comburante des microbes, qui s’élève avec le poids de matière alimentaire qu’on leur offre. Mais il faudrait que l’eau disparaisse du sol aussitôt après y avoir déposé les matériaux qu’elle y apporte. Un drainage bien fait en assure l’écoulement et aussi, dans une certaine mesure, la circulation de l’air en sens inverse. Une mise en culture de lasurface aide à l’action en évaporant une partie de l’eau, mais il faut bien remarquer qu’elle n’est pour rien dans la des-

DUGLAUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE,

truction de la matière organique, qui pourrait s’accomplir sur un sol stérile, dans des sables purs, et n’a lieu que sous l’action à peu près exclusive des infiniment petits.

En partant de ce qui précède, on comprend qu’il est facile de déterminer par l'expérience ce qu’un sol déterminé peut épurer journellement de matière organique, en versant à sa surface de l’eau d’égout en quantités croissantes jusqu’au moment où l’eau, recueillie à sa partie inférieure, ressort encore trop chargée de matériaux divers pour pouvoir être considérée comme pure. Les nombres qu’on obtient ainsi n’ont évidemment pas un caractère absolu. Ils dépendent de l’aération du sol, qui peut être plus ou moins active. Ils s’élèvent lorsque l’eau d’égout est plus chargée et qu’à un même degré d’humectation du sol correspond une plus forte proportion de matière organique. Ils dépendent de la température. Mais dans la pratique, il est toujours prudent de se tenir au-dessous des chiffres maximum. A Paris par exemple, 1 hectare du sol de la presqu’île de Gennevilliers, ou des terrains analogues qui se trouvent dans les diverses boucles de la Seine, peut épurer complètement 57,000 mètres cubes d’eau par an. Dans la pratique, on n’en distribue pas plus de 50,000 mètres. L’épaisseur utile de ce sol est en moyenne de 2 mètres. Dix-huit à vingt jours s’écoulent entre le moment où de l’eau arrive à la surface de cette couche et celui où, par une série de déplacements successifs, elle en sort par la partie inférieure, soit par les drains, soit autrement.

Lorsque l’épuration est bien faite, cette eau est limpide, et plus pure, au point de vue des matières organiques, que l’eau de la Seine en amont des collecteurs. Nous laissons pour le moment de côté la richesse en germes, sur laquelle nous avons donné quelques renseignemente au chapitre VI, et sur laquelle nous revlendi-ons.

Les beaux travaux de Frankland peuvent nous donner une idée des modifications de composition qu’elle subit dans son passage à travers le sol. Voici les analyses, avant et après filtration, des matières en dissolution dans les eaux deMerthyr Tydfil, où l’irrigation est pratiquée à la dose de 200,000 mètres cubes par hectare et par an, c’est-à-dire à une dose quatre fois supérieure à celle de la presqu’île de Gennevilliers.

Matières

au mètre cube

Carbone organique . 0^,021 O^jOCS

Atote organique . 0 ,009 O ,000c

Ammoniaque . O ,031 0 ,0003

Azote sous forme d’azotates ou d’azotites . O ,0002 O ,003

Total de l’azote combiné . 0 ,034 0 ,003

On voit qu’il y a près de 90 p. 100 de l’azote combiné retenu et en grande partie détruit dans le sol. Quant aux matériaux en suspension dans l’eau, ils sont totalement arrêtés.

On pourrait craindre que le sol né finisse par s’encrasser, après avoir sèrvi longtemps à ce travail d’épuration. Mais il ne faut pas oublier que les microbes décomposent incessamment la matière organique, et, en fait, l’analyse mohtrè

que SI les terres irriguées à l’eau d’égout sont un peu plus riches en terreau à leur surface que les terres non irriguées, les proportions de carbone et d’azote diminuent au fur et à mesure qu’on s’enfonce dans le sous-sol et, tombent assez rapidement au niveau de ce qu’ils sont ailleurs. La culture de la surface aide à cette disparition en prenant une partie des matériaux formés dans le sol, et, dans l’ensemble, une terre arrosée à l’eau d’égoût n’est pas, si les conditions d’une bonne épuration sont bien observées, dans une autre situation que les terres fumées au fumier de ferme, et que les plus copieuses fumures n’ont jamais encombrées de matière organique, parce que la combustion des matériaux s’y proportionne à leur abondance.

Il y apourtant, comme nous l’avons vu, toute une catégorie de matériaux qui ne disparaît pas: ce sont les germes des microbes. Nous avons vu que M. Pasteur avait pu retrouver au bout de douze ans des germes de bactéridies sur la fosse d’un animal charbonneux. On pourrait dire que la conservation est due dans ce cas à ce qu’il y a dans les matières organiques du sol, surtout du sol abondamment fumé parles débris de l’animal qui s’y est putréfié, de quoi rendre possible des cultures de la bactéridie, qui renouvelées sinon sans cesse, du moins de saison en saison, ont assuré la conservation de l’espèce. Mais nous savons, par les expériences de la p. 116, que des germes conservés au sec peuvent survivre après six ans. Il est vrai que dans le sol les germes ne rencontrent ni la sécheresse relative que nous savons favoriser d’une manière générale leur conservation, ni des liquides organiques assez riches pour les nourrir. En général, ils sont baignés dans des liquides organiques très pauvres, où ils ne se développent pas, et nous savons, par ce que nous avons vu à propos des vaccins, que se sont là les conditions les plus favorables à leur destruction rapide. Il se peut que cetle destruction soit une règle générale dans les terrains irrigués à l’eau d’égout. Mais il se peut aussi que ces terrains conservent la vitalité des germes, et en particulier ceux des germes de maladies contagieuses que renferment toujours les vidanges d’une grande ville. Il est absolument impossible en ce moment-ci de décider de cette question dans un sens ou dans un autre. Des études spéciales peuvent seules dire quelle est la valeur hygiénique de ce procédé d’utilisation des eaux d’égout dont la valeur économique est incontestable.

Combustion lente des matériaux azotés dans le sol. —

Avec ce qui précède, nous avons fait l’étude de ce qui se passe dans le sol. Là aussi, les infiniment petits président à la destruction des matériaux hydrocarbonés et azotés qu’on leur présente. Leur oeuvre s’accomplit seulement, en moyenne, avec plus de lenteur quand il s’agit de culture que lorsqu’il s’agit d’épuration. Avec la teneur en matériaux organiques que nous connaissons aux eaux d’égouts. 50,000 mètres cubes à l’hectare correspondent à l’apport annuel de 35,000 kilogrammes de matière organique sèche, et il n’est aucune culture qui réclame de pareils apports de fumure. Le travail des microbes dans un sol cultivé est donc moins actif que dans les filtres d’épuration. 11 se borne à détruire et à mettre sous forme assimilable pour les plantes, les matériaux organiques rencontrés dans le sol, ceux qui yrestent comme débrisou résidus après chaque culture, ceux que les fumiers y apportent et qui ont déjà subi un com-

DUCLAÜX. — CHIMIE BIOLOGIQUE.

niencement de transformation dans le tas ou la fosse à fumier, toujours sous l'influence des infiniment petits. La dissémination dans le sol en amène une destruction plus rapide. Les matériaux azotés passent rapidement, trop rapidement quelquefois, à l’état de sels ammoniacaux et de carbonate d’ammoniaque, et l’alcalinité plus ou moins sensible qui en résulte par la terre arable influe à son tour, comme nous allons le voir, sur la destruction des aliments hydrocarbonés, que nous n’avons pas encore envisagés à part et qui méritent pourtant d’attirer quelques instants l’attention.

Destruction des éléments liydrocarlionés dans le sol. —

Pour tous ceux de ces éléments qui sont solubles dans l'eau, nous n’avons rien à ajouter aux notions que nous possédons déjà. Il est clair que leur dissémination dans un sol poreux et aéré en favorise la transformation rapide en eau et en acide carbonique. Les produits intermédiaires, en général acides, ne persistent pas longtemps, ainsi que le démontre la réaction normalement neutre ou alcaline de la terre arable, et finalement tout passe à l’état d’eau et d’acide carbonique. C’est cet acide carbonique provenant de l’action des ferments que M. Boussingault a retrouvé formant une proportion variable de l’air contenu dans le sol. C’est aussi cet acide carbonique produit d’une façon continue, qui est venu troubler les expériences dans lesquelles on a essayé de résoudre la question de savoir si les racines des plantes absorbaient l’acide carbonique du sol, ou consommaient au contraire de l’oxygène. Comme en fournissant de ce dernier gaz, on trouvait toujours de l’acide carbonique, on a pu l’attribuer à l’action de respiration des racines, tandis qu’il pouvait être seulement le résultat de l’action des ferments dont n’est exempt aucun sol naturel ou artificiel.

Quant à l’eau produite aussi par les combustions lentes exercées dans le sol, c’est une question qui n’est pas encore résolue et que je n’ai même trouvée posée nulle part, de savoir quel rôle elle joue dans la végétation. C’est un fait bien connu, que les terres riches en humus sont celles qui résistent le mieux à la sécheresse. Ces terres sont aussi les plus habitées par les ferments dont la puissance s’exalte pendant la sécheresse, et qui, en brûlant les matériaux du sol, y produisent journellement, aux dépens de l’aliment organique, des quantités d’eau qui ne peuvent être négligeables et qui interviennent certainement parmi les éléments de la résistance que toute terre organise contre les effets de la sécheresse.

La cellulose et les éléments insolubles dans l’eau disparaissent par un mécanisme légèrement différent. Elles ne peuvent, comme nous le savons, servir directement de substratum, dans la grande majorité des cas, aux espèces microscopiques. Peu d’espèces peuvent pousser dans un milieu ne renfermant que de la cellulose comme élément hydrocarbonné. Mais nous avons vu, à propos de Vaspergillus niger, que ces mêmes espèces, une fois poussées et en possession de tous leurs moyens d’action, peuvent brûler la cellulose avec laquelle on les met en contact, de sorte que la destruction des grandes quantités de cette substance que le sol et le fumier renferment se fait avec d’autant plus d’énergie qu’elle est mêlée à une plus grande quantité d’éléments solubles et nutritifs. C’est avec ces derniers que les microbes édifient leurs tissus, puis,

après avoir épuisé les matériaux nutritifs les mieux a leur convenance ils portent leur action sur la cellulose et autres substances, qui se trouvent aussi détruites par voie oblique, latérale, mais toujours sous l’influence des infiniment petits.

Le résultat de toutes ces actions concomitantes, différentes les unes des autres, et portant sur des mélanges variables de matériaux divers, ne saurait évidemment avoir aucune homogénéité. Les produits que la terre arable laisse se dissoudre dans les solutions alcalines, acides ulmique, humique, géique, crénique, apocrénique, les produits alcalins, tels que l’humine et fulmine, qui se dissolvent dons les acides, peuvent avoir, au point de vue agricole, des propriétés qui les rendent intéressants; mais au point de vue purement chimique, ils constituent des individualités très douteuses. Ce sont les peptones du sol, qui sont même sans doute plus compliquées que les peptones de la digestion, parce que, en moyenne, la destruction y semble poussée plus loin , sans être arrivée aux termes extrêmes où tout se simplifie. Nous n’entrerons pas dans cette étude confuse et qui est en dehors de notre sujet ; mais nous avons à nous faire une idée des différences qui apparaissent dans cette combustion végétale suivant qu’elle s’accomplit au libre contact ou à l’abri de l’air.

Ctomfiustion au contact de l’aîr. — Quand l’air est présent en quantités suffisantes, et suffisamment renouvelé, la combustion se porte également, ou à peu près, sur le carbone et l’hydrogène. 11 peut y avoir transitoirement, soit augmentation dans la proportion de carbone dans la masse totale, soit diminution, par suite du choix que font les microbes à l’origine parmi les substances soumises à leur action, et qui les amène à détruire tout d’abord des substances plus ou moins riches en carbone que la moyenne ; ainsi, dans un mélange de cellulose, de sucre et d’alcool, ce serait le sucre qui serait atteint d’abord, puis l’alcool, puis la cellulose: mais, tout ce qui est accessible aux ferments finit] par être bridé. Il ne reste que les portions les plus incrustées des tissus végétaux, que les mucédinées transforment ensuite peu à peu. Les matières minérales déposées à l’état insoluble dans les tissus sont ainsi libérées et peuvent rentrer dans la circulation générale.

Dans ce mode de destruction, les matières albuminoïdes ou azotées fournissent du carbonate d’ammoniaque qui maintient la masse neutre, donne a l’ensemble une teinte plus ou moins foncée , en se combinant aux matières humiques qu’elle rend ainsi plus solubles. La pluie dissout alors plus facilement les matériaux déjà transformés et met à nu de nouvelles couches où les mêmes phénomènes recommencent. Saussure a remarqué le premier que de la sciure de

chêne, épuisée par l’eau chaude, pouvait lui abandonner de nouvelles matières

après avoir été abandonnée à elle-même au contact de l’air. 32 grammes de sciure, bouillie une demi-heure avec vingt-quatre fois son poids d’eau, ont abandonné 4‘',7 d’extrait; une seconde ébullition en a retiré U',5, et les quantités d'extrait sont allées en décroissant jusqu’à la neuvième décoction qui en a fourni 05',212. La onzième et la douzième ont donné des quantités semblables. Après deux mois d’exposition à l’air, cette sciure épuisée a fourni 0‘',292 d extrait, une quatorzième décoction en a fourni 0'%2H. Après deux mois dexpo-

sition nouvelle k l’air, le chiffre est remonté à 0*%292, et les différences auraient encore été plus sensibles si à l’origine de chaque fermentation nouvelle, la sciure n’avait pas été épuisée des matières organiques solubles qui auraient pu servir de premier aliment aux ferments.

Dans la nature, les combustions sont en effet plus rapides et sufSsent à faire disparaître dans un sol maintenu en bon état de fertilité, toutes les matières tiydrocarbonées que les fumiers y apportent et que la végétation y laisse. Saussure le père avait bien vu que le terreau était entièrement destructible par l’action de l’air, en remarquant que la plaine fertile entre Turin et San Germano, qui est cultivée depuis plus de 3,000 ans, n’a nulle part une terre végétale d’épaisseur supérieure à un pied. Dans les jardins, les mêmes faits conduisent aux mêmes conséquences.

Ce n’est que dans les forêts, dans les points où le sol n’est pas aéré par les labours, où une couche de mousse ou de feuilles envahie par les végétations cryptogamiques couvre souvent le sol, que la matière organique privée d’oxygène par le tapis superficiel s’accumule dans les profondeurs. Le même phénomène se produit dans les terrains mal drainés ou mouillés en temps ordinaire, mais là la destruction de la matière organique n’est pas interrompue, elle se fait seulement d’après un mode spécial que nous allons apprendre k connaître.

Destfuclion à l’abri «le l’air. — Ici il n’y a plus place pour un ferment aérobie. Les produits de la destruction de la matière hydrocarbonée sont de l’eau, de l’acide carbonique CO*, et l’hydrogène protocarboné C*H‘, qui d’après les expériences de Popoff, se dégagent k équivalents k peu près égaux, et sont dans leur ensemble moins riches en carbone, plus riches au contraire en oxygène et hydrogène que la matière organique dont ils proviennent. D’après les expériences de Boehm, cette fermentation avec dégagement de gaz des marais se produit surtout lorsque les plantes mortes ont récemment subi le contact de l’air. Les êtres qui y président paraissent donc avoir besoin à l’oi’igine d’un peu d'oxygène, mais ils passent ensuite très facilement à la vie anaérobie, pendant laquelle ils dégagent des proportions variables de gaz de marais et d’acide carbonique. Quand on prolonge trop longtemps la vie anaérobie, il arrive souvent qu’une fermentation butyrique, avec dégagement d’hydrogène, succède à la fermentation qui donne le gaz des marais. Dans tous les cas, la cellulose, perdant de l’hydrogène, de l’acide carbonique CO*, de l’hydrogène protocarboné dont on peut écrire la formule CIP, perd à peu près deux fois plus de son oxygène et de son hydrogène que de son carbone. Fatalement, par conséquent, les matériaux incomplètement transformés qui restent dans le sol s’enrichissent de plus en plus en carbone et finissent par constituer de la tourbe d’abord, de ta houille ensuite. Le mécanisme de cette transformation est incomplètement connu dans tous ses détails, mais il n’est pas douteux que dans son ensemble il ne soit régi par les causes que nous venons d’apprendre k connaître.

La formation de la houille nous apparaît donc comme l’œuvre des infiniment petits pendant les temps géologiques. Quand on songe quel rôle ils ont

joué dans le dépôt de Certaines couches de craie ou de sables siliceux, et quand on se rappelle que nous avons eu le droit, dans un des chapitres qui précèdent de leur attribuer la formation de filons ou de ces dépôts de sulfure si fréquents dans les couches de houille et ailleurs, il est impossible de ne pas être frappé de leur importance géologique.

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