SUR

^ On possède actuellement un grand nombre d'analyses

de cendres de végétaux agricoles, faites en vue d'étudier

^ l'épuisement du sol par chacun d'eux, leur préférence

^ pour certains éléments fertilisants et, par suite, la nature

^ des principes qu'on doit apporter au sol, suivant les

P^ récoltes qu'on en veut tirer. Dans les tables de Wolff

{Aschenanalysen von landwirthschaftlichen Producten,

Fabrikabfàllen und wildwachsenden P/lanzen, von D'

Emil Wolff; Berlin, 1871), où il a recueilli toutes les

analyses de cendres faites jusqu'à ce jour et méritant

créance, on trouve à peine quelques chiffres se rapportant

aux végétaux forestiers les plus importants.

Les analyses des plantes agricoles y sont, au contraire, assez nombreuses pour qu'on ait pu en déduire la composition moyenne de leurs cendres, et cela d'une façon très-suffisamment exacte, car leur composition varie assez peu pour une même espèce suivant les sols, grâce aux

engrais qu'on apporte généralement sur les terres et qui rendent constamment au sol ce que la plante lui enlève.

La composition des cendres des essences forestières est beaucoup plus dépendante de la nature chimique du sol, puisqu'on n'y a jamais apporté d'engrais et que les bois ont dû se contenter des principes minéraux contenus primitivement dans le sol et restitués en partie par la chute annuelle des feuilles et des fruits.

Or, comme les sols forestiers diffèrent extrêmement les uns des autres, il est très-intéressant de rechercher comment varient les principes minéraux, d'abord pour différentes essences croissant sur le même sol, ensuite pour ces mêmes essences végétant sur des sols différents. S'il est vrai, en effet, que les propriétés physiques du sol, telles que la profondeur, l'humidité, la perméabilité, etc., jouent le rôle prédominant dans la question de l'appropriation des essences aux sols, il est cependant des cas assez fréquents où la connaissance de ces qualités purement physiques ne suffît pas à faire prévoir la réussite ou l'insuccès de certaines espèces et où il faut avoir recours à la composition chimique du sol pour trouver la véritable explication du fait.

Ainsi tous les forestiers savaient que le pin maritime et le châtaignier réussissent très-bien sur les sols siliceux et point du tout sur les terrains calcaires ; mais on se bornait à constater le fait sans pouvoir l'expliquer. Ce sont les recherches de MM. Fliche et Grandeau sur la végétation de ces deux essences qui ont mis ce point en lumière.

Ils ont analysé des pins maritimes et des châtaigniers croissant sur dés sols absolument identiques au point de

vue des propriétés physiques, mais de composition chimique différente, qu'ils analysèrent aussi. Ils ont montré que la non-réussite du pin maritime et du châtaignier sur les sols calcaires était due non à l'absence de silice dans ces sols, comme tendrait à le faire croire le nom déplantes silidcoles qu'on leur a donné, mais bien à ce que la présence d'un excès de chaux dans le sol agit sur ces deux essences comme un véritable poison, en s'opposant à l'assimilation de la potasse en particulier, et par suite à la production de l'amidon (voir les Mémoires sur le châtaignier et sur le pin maritime).

Des faits de cet ordre ne peuvent être révélés que par l'analyse comparative des plantes et du sol qui les porte, et leur importance n'échappe aux yeux de personne. Ils font ressortir toute l'influence de la composition chimique du sol sur la végétation des différentes espèces et l'intérêt qu'il y a à poursuivre des recherches dans une voie à peine frayée. Sur ce point en effet, presque tout est encore à faire, parceque les analyses que nous possédons sont presque toujours incomplètes et ne peuvent dès lors servir de base à des déductions rigoureuses, soit qu'on n'ait pas tenu compte de la composition chimique du sol, soit qu'on n'ait pas comparé les cendres de feuilles et d'axes appartenant à la même espèce végétale, ou que, pour une même espèce, on ait recueilli les feuilles sur un point, les tiges sur un autre, soit que les méthodes employées n'aient pas été les mêmes partout; en un mot, que les circonstances de la prise et de l'analyse des échantillons n'aient pas été suffisamment indiquées.

Ce sont ces considérations qui m'ont déterminé à entreprendre, dans le laboratoire et d'après les conseils de

mon savant maître M. L. Grandeau, l'analyse du sol et des essences principales de la forêt de Haye.

La forêt de Haye, près Nancy, constitue un massif de 6,500 hectares qui repose sur l'oolithe inférieure. Ces bancs épais de calcaire fissuré sont recouverts par une couche plus ou moins épaisse d'argile. Sur une certaine partie de .la forêt où cette couche est assez profonde, elle est mélangée de cailloux roulés, ce qui indique une origine diluvienne ; mais dans la partie où a été pris l'échantillon, cette couche est mince, sans cailloux, de hauteur uniforme, et semble provenir de la désagrégation de la roche sousj acente ; le carbonate de chaux aura été entraîné par les eaux, et les minéraux accessoires, plus insolubles, se seront déposés. Le sous-sol calcaire donne, en effet, à l'analyse, un résidu assez considérable qui renfenne tous les éléments du sol superficiel. Celui-ci, quoique riche en acide phosphorique et en potasse, ne donne que des terres arables très-médiocres, à cause de son peu d'épaisseur et de la grande perméabilité du sous-sol. La végétation forestière est la seule qui convienne aux terrains de cette nature parce qu'elle entretient par son couvert l'humidité nécessaire et que les puissantes racines des arbres peuvent aller puiser leur nourriture dans les fissures à des profondeurs inaccessibles aux plantes agricoles en général.

C'est dans la parcelle M * de la série de Grande-Haye, canton de Croix-Mitta, représentant à peu près la végétation moyenne de la forêt, qu'on a recueilli le sol et les essences.

Avant de prendre l'échantillon de sol, on a débarrassé la surface des herbes, mousses, feuilles, etc. ; puis on a creusé un trou à parois aussi verticales que possible, en

rejetant au dehors la terre qu'on extrayait de cette petite fosse. Quand elle a été bien nettoyée, on a enlevé par tranches, à la bêche, des couches verticales, en pratiquant un nombre suffisant de sections perpendiculaires pour extraire environ 5 à 6 kilogrammes de terre. On n'a prélevé de sol qu'à un endroit seulement, parce qu'il a sur toute la parcelle la même profondeur et qu'il est identique sous tous les rapports.

Le cube de terre a été enlevé sur une hauteur de 0'",20, mais la terre végétale n'a en réalité que 0",15 de profondeur ; les cinq derniers centimètres sont formés de fragments de pierre plus ou moins gros, dont les intervalles sont remplis par l'argile. Au-dessous, c'est-à-dire à 0"*,20, on trouve déjà la roche calcaire en place, mais très-fissurée, de façon que les racines peuvent s'y enfoncer profondément et s'y nourrir.

On n'a analysé que la couche supérieure, le sous-sol étant du calcaire à peu près pur.

Après quatre jours de dessiccation à l'air libre, on trouve dans 5*,750 de terre prise jusqu'à 0",20, 3^836, soit 62.4 p. 100 de terre fine obtenue par le passage au tamis de i millimètre de section; 2S253, soit 36.6 p. 100 de pierres calcaires; 0S067, soit 1,1 p, 100 de débris de racines. Total , 6^1 56.

1 litre de sol pèse donc 1 ^070.

Le litre de terre fine desséchée à l'air pèse 1^005.

L'analyse mécanique de cette couche superficielle de O^jlô à 0'",20 a été faite d'après la méthode imaginée par M. Schlœsing*, qui permet seule de séparer le sable

1. Voir Traité d* analyse des matières agricoles, par M. L. Gkandeau, in-8®. Librairie agricole et Berger-Levrault et G'**. Paris, 1877.

de largile. Elle est fondée sur la propriété qu'a l'argile de rester indéfiniment en suspension dans l'eau distiUée, tandis qu'elle se coagule et se dépose par l'addition de faibles quantités de sel calcaire.

Cette analyse a donné les résultats suivants :

Eau 22.200

Débris organiques 3.240

Sable 42.840

Argile 28.830

Matière noire 0.550

Matière enlevée à froid par Teau acidulée. . 2.220

Par débris organiques, il faut entendre les racines et détritus végétaux de toutes sortes ; ils ont été séparés du sable et pesés.

La matière noire n'est autre chose que la matière organique appelée généralement humus, c'est-à-dire celle qui se trouve en combinaison avec la chaux piincipalement et les autres bases des sols. M, L. Grandeau a montré qu'elle était pour la plante le principal véhicule des aliments minéraux, et que la fertilité d'un sol pouvait se mesurer, toutes choses égales d'ailleurs, par le rapport existant entre la quantité d'acide phosphorique total et la quantité d'acide phosphorique engagé en combinaison avec la matière organique*. Il est donc important de doser cette matière noire.

Quant aux principes enlevés à froid par l'eau acidulée, ils se subdivisent ainsi :

1. Voir le Mémoire sur le râle des matières organiques du sol.

Sesquioxyde de fer et alumine 1.33

Acide phosphorique 0.06

Chaux 0.45

Magnésie 0.08

Potasse 0.13

Soude 0.17

La méthode suivie dans l'analyse chimique consiste à attaquer à chaud 100 grammes de terre fine par de l'acide nitrique pur et concentré, à déterminer le résidu insoluble dans l'acide, et, dans la liqueur, à doser les éléments dissous.

On a précipité ensemble le fer et l'alumine par l'ammoniaque. La chaux a été séparée à l'état d'oxalate de chaux et pesée après là transformation de ce dernier en chaux vive. La magnésie a été dosée à l'état de magnésie caustique, et les sels alcalins, pesés à l'état de chlorures, ont été séparés à l'aide du bichlorure de platine. L'acide phosphorique a été séparé par le molybdate d'ammoniaque et dosé sous forme de phosphate ammoniaco-magnésien.

On a déterminé l'acide sulfurique avec le nitrate de baryte, le chlore avec le nitrate d'argent, et l'acide carbonique par une pesée directe.

L'eau a été obtenue par dessiccation à 110 degrés et. la matière organique par incinération; seulement, avant de peser après l'incinération, on ajoutait un peu de carbonate d'ammoniaque destiné à régénérer les carbonates de chaux et de magnésie qui auraient pu être décomposés; malgré cette précaution, le taux de matières combustibles doit être regardé comme un maximum, parce que toute l'eau du sol n'est pas chassée à 110 degrés.

L'attaque de la terre par l'acide nitrique était effectuée au bain de sable, dont on élevait graduellement la température jusqu'à l'ébuUition de l'acide; on la continuait jusqu'à cessation des vapeurs nitreuses dues à la réaction de la matière organique sur l'acide.

L'analyse chimique a fourni les résultats suivants :

Eau volatile à 110 degrés 22.200

Matières organiques 12.800

Alumine et sesquioxyde de fer. . . . 10.900

Chaux 0.600

Magnésie 0.356

Manganèse (sesquioxyde) 0.220

Potasse 0.248.

Soude 0.160

Acide phosphorique 0.180

Acide sulfurique 0.248

Chlore traces.

Acide carbonique 0.270

Résidu insoluble 52.420

Quant à l'azote combiné aux matières organiques, il a été déterminé par la chaux sodée dans le sol desséché à l'air libre. On a trouvé 0.25 p. 100 d'azote organique.

Il est remarquable que la chaux existe en si faible quantité dans le sol quand le sous-sol est complètement calcaire.

L'analyse mécanique montre que le sol de cette parcelle est très-fortement argileux (29 p. 400 d'argile), et l'analyse chimique, qu'il renferme beaucoup de fer, comme l'indique sa coloration; c'est ce qui explique pourquoi on a trouvé dans les cendres notablement plus de fer que n'en indiquent les analyses insérées dans le recueil de Wolff .

Quant aux autres principes, leur teneur ne s'éloigne pas beaucoup des nombres trouvés par M. L. Grandeau pour la plupart des sols forestiers qu'il a analysés (voir plus loin : Recherches sur le rôle des matières organiques du sol dans les phénomènes de la nutrition).

Les chiffres relatifs à la potasse et à l'acide phosphorique sont même plus élevés que dans mainte forêt où la végétation est beaucoup plus belle et plus vigoureuse*

Ainsi le poids de la couche de 0",15 de profondeur étant à l'hectare de 1,507 tonnes, le poids de l'acide phosphorique total sur cette couche est de 2,700 kilogrammes, tandis que la moyenne trouvée pour 13 sols forestiers (voir Mémoire précité) n'a été que de 2,212 kilogrammes. La forêt de Villers-Cotterets qui, comme celle de Haye, est peuplée surtout en hêtres et renferme les plus beaux massifs de France, ne contient que 1,035 kilogrammes d'acide phosphorique à l'hectare sur une couche de 0",1S de profondeur; la forêt de Compiègne, 1,120 kilogrammes seulement. La grande différence qu'on constate entre la végétation luxuriante du hêtre dans ces deux forêts et ses dimensions médiocres, surtout comme hauteur, dans la forêt de Haye , tient donc probablement surtout aux propriétés physiques du terrain, principalement à la profondeur et à l'humidité; car le sol de la forêt de Haye, un peu plus pauvre, il est vrai, en matière noire, contient encore deux fois plus de potasse que celui de Compiègne, trois fois plus que celui de Villers-Cotterets,

Le sol et les essences ont été prélevés le 16 juin 1875 dans la parcelle M^ de la série de Grande-Haye. Cette parcelle est située à peu près au point culminant de la forêt, à 380 mètres d'altitude environ, sur le grand plateau qui

i4 EXIGENCES DES ESSENCES FORESTIÈRES.

supporte la majeure partie de ce massif boisé de 6,500 hectares, et dont les bords sont entaillés par de petites vallées à pente roide.

Elle a été exploitée pour la dernière fois en taillis, en 1838; le peuplement est donc âgé de trente-sept ans; il a été éclairci en 4863 et en 4873. C'est un perchis complet presque pur en charmes, avec peu de réserves. La végétation est médiocre et représente à peine sous ce rapport la moyenne de la forêt.

Il faut en rechercher la cause dans le peu de profondeur du sol et dans les nombreuses fissures du banc calcaire sous-jacent qui permettent la prompte infiltration des eaux et facilitent le dessèchement de la surface.

Le peuplement est uniforme, et les arbres désignés pour l'analyse ont été pris, autant que possible, dans les mêmes conditions de végétation, c'est-à-dire qu'on a choisi <îeux qui avaient pu croître librement, sans être dominés, qui présentaient une surface de feuillage en rapport avec leur diamètre et qui avaient toutes les apparences d'une végétation vigoureuse. Il eût été bon de prendre des tiges d'un même diamètre afin de se placer toujours dans les mêmes conditions; mais ce desideratum n'a pu être complètement rempli, à cause de la rareté de certaines essences dans la parcelle et de l'obligation où on était de les prendre près du lieu où on avait prélevé la terre.

Les analyses ont porté sur les onze essences les plus importantes de celles qui croissent spontanément dans la forêt de Haye. Ce sont :

l*»Le hêtre commun {Fagus sylvaticd) ; 2^ le chêne rouvre {Quercus robur) ; 3*" le charme commun {Carpinus betulus) ; 4^ le coudrier (Cory/w^ avellana); 5*" le frêne commun

(Fraxinus excelsior); 6M'orme de montagne {Ulmus montand) ; T l'érable champêtre {Acer campestre) ; 8"* l'alisier terminal (Sorbus torminalis); 9*" le cerisier merisier (Cerasus avium) ; 40* le pommier sauvage {Malus acerba); 4 4 Me tremble {Populus tr émula).

Les tiges ont été soigneusement coupées rez de terre et débitées en billes de 2 mètres jusqu'à 0",05 et O'^jOG de diamètre ; elles ont été comptées comme tiges jusqu'à cette dimension et pesées fraîches. On a pefeé aussi les branches garnies de leurs feuilles, puis les branches sans leurs feuilles, et on a ainsi obtenu le poids frais des branches et des feuilles.

Pour obtenir le rapport en poids du bois vert à l'écorce verte, on a détaché de la plus grosse bille un morceau de 0",50 de longueur à partir de 4 ",50 du pied et on a pesé le bois et l'écorce.

En les desséchant à l'étuve, ainsi qu'un échantillon de branches et de feuillage, jusqu'à ce que deux pesées consécutives accusent le même poids, on obtient la proportion d'eau existant dans la tige, l'écorce, les branches et les feuilles- Par Uge nous entendons le bois recouvert de son écorce. Ainsi le taux d'eau de la tige se rapporte à la tige garnie de son écorce, tandis que le taux de cendres a été fait sur le bois seul.

On a ensuite incinéré ces échantillons secs et pesé les cendres, ce qui a donné le taux de cendres brutes pour les quatre parties de chaque essence. En en déduisant l'acide carbonique et les impuretés , telles que charbon et sable insoluble dans l'acide fluorhydrique, on a eu le taux de cendres pures pour 400 de matière sèche.

Voici les résultats de ces pesées :

Proportion en poids de tige, de branches et de Taux d*eau, de cendres brutes, de cendres pures