CHAPITRE X
Les découvertes récentes et la chimie du sol.
Nous avons vu quelle étail l'action fertilisante de certaines substances minérales et une expérience séculaire nous a permis d'affirmer quelle était;, eu outre, la fécondité de tous les travaux relatifs, soit à l'irrigation, -<>il au drainage, c'est-à-dire la bonne el suffisante circulation de l'eau dans le sol.
Il s'agit en définitive de la préparation, et l'on peut dire aussi de l'approvisionnement du milieu dans lequel la plante va plonger ses racines et y prendre les éléments à l'aide desquels elle se construit. Fournir au végétal d'une façon économique des aliments qu'elle puisse assimiler, telle est visiblement l'œuvre, ou l'une des œuvres principales, de l'agriculteur.
Pour accomplir cette œuvre avec intelligence et par suite avec succès, il faudrait connaître exactement toutes les transformations des éléments qui composent le sol arable ou qu'on lui incorpore pour accroître sa I productivité. Il est clair que la connaissance de ces transformations et des lois qui les régissent aurait pour conséquence une action plus précise, plus efficace, et moins coûteuse aussi, de l'agriculteur praticien.
Faute d<' -avoir, nous suspendons ou nous contrarions les transformations utiles dont la terre est le
théâtre ; nous gaspillons, sans doute, des matériaux coûteux ; nous provoquons même des réactions dangereuses ou nuisibles ; nous ne profitons pas de ce que la uni urc nous donne gratuitement, parce que nous n'avons pas appris à l'utiliser ou à le conserver! On le voit, nous nous préoccupons ici de l'utilisation technique et des avantages financiers de la connaissance des phénomènes de la chimie du sol, mais avant de pouvoir résoudre ainsi le problème posé, avant de faire intervenir l'action <le l'homme, il convient le plus souvent encore de constater et «le comprendre la série des phénomènes sans prétendre régler l'apparition de ces derniers pour arriver à une meilleure alimentation de la plante.
Ce que nous savons — depuis peu — est considérable ; ce que nous ignorons en revanche nous condamne à une impuissance qu'il est bon de signaler pour ne pas laisser l'agriculteur sous le coup des reproches qu'on lui adresse quand on le blâme de ne pas savoir profiter des découvertes scientifiques.
Parmi ces dernières, il en est quelques-unes toutes récentes qui attirent et fixent spécialement l'attention; ce sont celles qui se rapportent à l'action des infiniment petits, des microbes, dont la présence dans le sol était ignorée, il y a trente ans.
A titre d'illustrations et d'exemples, nous allons parler précisément des actions microbiennes, faute de pouvoir traiter en quelques pages la question de la chimie du sol ou de la physiologie végétale.
Les actions microbiennes.
Les travaux de Liebig, ceux de Boussingault et de bien d'autres chimistes, prouvent que les plantes ont besoin de substances minérales.
LES DÉCOUVERTES RÉCENTES
Les phosphates constituent l'une de ces substances indispensables au développement du végétal. Comment expliquer, cependant, que Ton puisse obtenir des récoltes en cultivant des terres qui renferment fort peu d'acide phosphorique, surtout lorsque cet acide est engagé dans des combinaisons presque insolubles ?
Une série d'expériences décisives dues à M. Schlœsing fils a montré que les plantes pouvaient viviv normalement à la condition de puiser l'acide phosphorique nécessaire dans des solutions renfermant seulement des traces de cette substance, mais imb'fimiment renouvelées. L'eau chargée d'acide carbonique qui se trouve dans le sol peut donc fournir à la plante ce qu'elle exige en dissolvant des quantités très faibles de phosphates mais en renouvelant sans cesse cette provision disponible dont les racines s'emparent.
Avec des solutions plus riches, la puissance de la végétation s'accroît et l'emploi des engrais phosphatés peut être ainsi expliqué. En outre, il paraît certain que les racines elles-mêmes produisent ou sécrètent de l'acide carbonique, peut-être même des acides organiques, oxaliques, formiques, citriques, qui dissolvent directement les phosphates et leur permettent de traverser les tissus des poils absorbants des radicelles.
L'assimilation des phosphates est ici expliquée par des phénomènes chimiques, sans intervention des micro-organismes. Mais ces derniers interviennent cependant et représentent les agents les plus puissants de la mise en circulation des phosphates qu'ils solubilisent. On constate, en effet (travaux de Pouget et Chouchak. 1910), que la forme sous laquelle l'acide phospherique devient particulièrement assimilable est la forme organique, phospho-humates ou composés analogues.
Ces composés sont dus (travaux de Stoklasa en 1911) à l'action des micro-organismes du sol. Le microbe dissout les phosphates, grâce aux sécrétions acides qu'il produit, et ces dissolutions — que l'eau du sol fait circuler — sont utilisées par les plantes. La présence des matières organiques dans le sol, et notamment l'emploi des fumiers, faciliterait l'apparition des phospho-humates et la production des solutions phosphatées indispensables à la vie du végétal.
Cet exemple est typique, il montre la prodigieuse complexité des phénomènes dont la terre est le théâtre, l'action jusqu'ici insoupçonnée des êtres vivants dans ce milieu spécial, la fécondité du rôle de ces micro-organismes, et les difficultés de l'intervention de l'homme pour régler ce rôle. Enfin, cet exemple montre encore comment se trouve justifiée la vieille pratique culturale des fumures organiques !
Voici un autre exemple :
La terre renferme de V humus, c'est-à-dire une matière hydro-carbonée (provenant de la décomposition des végétaux) et contenant à la fois de Vazote et des substances minérales. L'humus est oxydé — on pourrait dire brûlé — par l'oxygène qu'apporte l'air atmosphérique; le carbone disparaît plus ou moins rapidement en produisant de l'acide carbonique, et cet acide contribue à la dissolution des matières minérales.
On voit ainsi que les façons culturales qui aèrent le sol — dans sa partie superficielle tout au moins — et facilitent la bonne circulation de l'eau, se trouvent justifiées du même coup.
Enfin des micro- organismes accélèrent encore l'oxydation de l'humus.
On peut même affirmer que la production de l'acide carbonique provenant du carbone des matières orga-
LES DÉCOUVERTES RÉCENTES
niques et de l'humus est un phénomène essentiellement toicrobien. Les matières minérales mises en liberté sonl saisies par 1rs racines ou transformées avanl celle élimination par d'autres microorganismes.
L'humus a. d'autre part, la propriété d'absorber et de retenir des matières minérales qu'il emprunte aux dissolutions circulant dans le sol. Il les abandonne ensuite et assure dans de meilleures conditions l'alimentai ion de la plante .
11 tant toutefois que le sol dans Lequel se produisent ces transformations incessantes et indéfinies, ne soit pas acide, comme c'est le cas pour les tourbières. L'incorporation de la chaux qui neutralise les terres acides, facilite la multiplication et le travail utile des bactéries. Celles-ci sont les agents actifs de la destruction du noyau carboné de l'humus et accroissent par suite la productivité du sol.
Ainsi se trouve encore justifiée — par des découvertes qui datent d'hier — la pratique séculaire du ehanlage. Nous comprenons la raison, jusque-là cachée, de ces fumures minérales — appelées amendements — mais nous ne pouvons pas encore régler leur action. La prodigieuse complexité des phénomènes chimiques ou biologiques nous interdit jusqu'ici d'intervenir .avec sécurité et surtout avec profit.
L'oxydation de l'humus, et d'une façon très générale l'oxydation des matières carbonées du sol, n'est pas la seule transformation qui s'opère. L'action oxydante de l'atmosphère et des micro-organismes détermine la formation des nitrates, c'est-à-dire de l'aliment par excellence d'un grand nombre d'espèces végétales. MM. Schlœsing et Muntz ont démontré — il y a moins
de quarante ans — que la nitrilication des matières , azotées du sol était due à l'action de deux ferments , spéciaux cultivés et décrits depuis par Winogradskyf (1890).
Les premiers de cés organismes agissent sur l'ammoniaque que d'autres bactéries, bacilles, ou moisis^ sures, sont capables de former en décomposant les matières azotées du sol (travaux de MM. Muntz et ' Gondom) ; ils produisent de l'acide nitreux et donnent ^ par suite naissance à des nitrites. Les seconds fer-j ments spéciaux transforment à leur tour les ni tîntes en nitrates. La nitrifîcation est assurée dans les! milieux pourvus, bien entendu, d'une matière azotée 5 nitriliable, et en outre suffisamment humides et aérés.
On devine sans peine que les façons culturales| qui font pénétrer l'eau et l'air dans le sol agissent | très efficacement sur la nitrifîcation et par suite sur la formation des matières alimentaires utiles aul développement des végétaux. La présence de matières ] organiques et d'humus dans le sol facilite et active, semble-t-il, la uitrification à moins que la dose de calcaire soit insuffisante pour saturer l'acidité de la terre.
Ce sont là paur les praticiens de précieuses indica- 1 lions, car ils ont intérêt à provoquer la nitrifîcation des substances azotées de façon à suffire aux exigences de la végétation pendant sa période d'activité.
Toute nitrifîcation active exige en outre la présence (Tune quantité d'eau suffisante dans le sol. Or, les laçons culturales permettent à l'eau de pluie de pénétrer dans le sol et d'en imprégner les parties profondes : elles sont donc favorables a la nitrifîca tion, car l'eau emmagasinée dans le sous-sol remonte par capillarité* En outre l'aération du sol accroît la puissance de travail du fermenl nitrique.
LES DÉCOUVERTES RÉCENTES
D'un autre côté, des recherches précises ont montré que les nitrates formés dans le sol n'étaient pas retenus. Le pouvoir absorbant des terres arables est faible à l'égard des nitrates qu'il faudrait conserver, cependant, au lieu de les perdre et de les remplacer à grands frais par des engrais azotés. Or c'est principalement à l'automne, quand la température favorise encore la nitrification, que les pluies peuvent entraîner les nitrates et infliger une perte grave aux cultivateurs. Les réserves de matières azotées sont gaspillées, surtout si les façons culturales données à cette époque aèrent le sol et activent encore le travail des micro-organismes nitrificateurs.
On peut cependant parvenir à retenir les nitrates. Il suflit d'ensemencer le sol à l'automne et de lui faire porter une récolte dite « dérobée » qui s'emparera des nitrates et ralentira même la nitrification en absorbant l'eau du sol qu'elle évaporera. La récolte dérobée enfouie vers la fin de décembre ou en janvier est décomposée ; la matière azotée est ultérieurement transformée en nitrate et la perte de cette utile substance se trouve atténuée. Toutes les fois que l'adoption de cette pratique culturale est possible, on voit qu'elle peut rendre les plus grands services.
Une découverte scientifique trouve ici des applications précieuses.
La connaissance des phénomènes relatifs à la nitrification explique d'une façon bien curieuse la pratique générale du repos du sol connue sous le nom de «jachère ». Depuis des milliers d'années, les cultivateurs avaient constaté que la terre restée sans culture semblait ensuite reposée et devenait à nouveau productive.
Une étude attentive des eaux qui s'écoulent : 1° des
terres en jachère, 2" des terres cultivées, explique en partie tous ces laits.
Non seulement la récolte enlève des nitrates qu'elle absorbe el dont elle se nourrit, mais encore elle évapore une quantité énorme d'eau, et la terre appauvrie ne renferme plus assez d'humidité pour que les ferments nitrificateurs travaillent avec activité. Dans la terre en jachère nue, au contraire, les nitrates s'accumulent.
« On conçoit donc, écrit Dehérain. que la jachère favorise la formation des nitrates, et que cette formation ail eu une importance inestimable pour une eu Unie très pauvre en fumier et n'ayant â sa disposition aucun engrais de commerce. Il fallait en quelque sorte que la terre produisît elle-même les matières fertilisantes nécessaires à l'alimentation des récoltes; on y arrivait par la jachère et il est bien intéressant de penser que nos aïeux, qui ignoraient jusqu'au nom de nitrates, ont découvert, par simple empirisme, le moyen d'en faire produire à leurs terres. »
La connaissance de la chimie biologique éclaire donc la pratique culturale. Il ne nous est pas interdit de penser et d'espérer que demain elle la transformera avec une extraordinaire puissance.
Jusqu'ici, nous avons vu que les micro-organismes avaient pour rôle de transformer les matières azotées du sol et de fabriquer notamment des nitrates. Berthelot a montré que des organismes vivants sont capables de fixer directement sur le sol l'azote gazeux, celui de l'air par conséquent. Winogradsky, il y a vingt ans. isola une bactérie capable de jouer ce
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rôle et l'on distingue à celle heure deux catégories de micro-organismes fixant l'azote gazeux. Des champignon- peuvent en outre accomplir la même lâche. La présence de l'humus dans la terre facilite et active le travail «les agents fixateurs d'azote libre.
D'autre part, l'aération de la couche arable superficielle où pullulent ces agents est nécessaire à leur vie. La pratique de l'enfouissement des végétaux servant d'engrais verts se trouve ainsi justifiée. L'utilité de la jachère qui permet d'aérer le sol et d'enfouir une végétation sponla nre est encore expliquée.
Fréquemment remuée et pulvérisée à sa surface, la terre nY-i pas seulement le théâtre d'une uitrifîcation plus active, elle s'enrichit encore en azote libre que fixent les micro-organismes. Le travail superficiel des terres, dont l'efficacité est bien connue, devient une [trafique que la biologie du sol justifie. Il y a plus.
Cette fixation d'azote gazeux est favorisée par une dose constante d'humidité, et la pratique des irrigations est éclairée par la connaissance de ces phénomènes restés si longtemps inconnus.
Les expériences précises d'Hellriegel et de Wilfarth nous ont encore appris que les plantes de la famille des Légumineuses (pois, lupins, luzernes) fixent l'azote de l'air, grâce à l'intervention de bactéries spéciales — placées sur les racines dans des nodosités.
On a pu maculer ces bactéries en piquant les racines des légumineuses avec une fine aiguille trempée dans le liquide des nodosités bien développées sur d'autres racines.
Le rôle améliorant reconnu aux plantes de cette famille est désormais expliqué. Ce n'est pas seulement au sol que les légumineuses empruntent l'azote qu'elles réclament et qu'elles renferment. L'air
leur fournit — gratuitement pour nous — une partie de cette substance.
Jusqu'ici nous avons vu que les micro-organismes agissaient sur l'azote organique qui subissait une transformation et formait de Y ammoniaque. L'azote ammoniacal, à son tour, est transformé par oxydation microbienne en azote nitreux, et enfin l'azote nitreux, oxydé par un microbe spécifique, distinct du précédent, devient de l'azote nitrique.
L'action des ferments du sol aboutit en définitive à la production de nitrates qui exercent sur la fertilité des terres une influence décisive.
Ce sont là les transformations utiles des microorganismes transformant l'azote. — D'autres microbes spécifiques agissent en sens inverse et dénitrifient les nitrates pour les ramener à titres de nitrites. L'excès de matières carbonées dans le sol parait favoriser cette action nuisible. Par suite, l'incorporation de fumier au moment de l'activité des nitrifications dans la terre arable devient nuisible, et l'excès d'humidité provoque le môme phénomène d'arrêt de la nitrification. ou même de dénitrification.
On voit quelle est l'extraordinaire difficulté du rôle de l'agriculteur en présence de tous les phénomènes capables de favoriser ses intérêts, ou de leur nuire, de la façon la plus imprévue. La fertilité du sol est la résultante d'actions combinées d'une variété presque infinie, et la connaissance de la biologie des terres explique la lenteur des progrès de l'art agricole, le plus difficile de tous si l'on songe que l'action de l'homme s'exerce sur des transformations dont les conditions — à peine connues aujourd'hui — peuvent varier sans cesse.
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Cette fertilité du sol — condition même des profits culturaux — nous apparaît jusqu'ici comme une conséquence de l'abondance des aliments de la plante dans la terre arable. La fertilité ne dépendrait-elle pas aussi de la présence ou de l'absence d'un certain nombre de poisons spéciaux qui nuisent au développement des végétaux?
C'est là une théorie ancienne qu'un chimiste américain, Whitney, vient de renouveler à la suite d'expériences retentissantes.
Nous allons en parler pour compléter ce chapitre.
