‹ La décomposition des matières organiques et les formes d'humus dans leurs rapports avec l'agriculture. Traduit de l'allemandChapitre 41 sur 398 · Archives néerlandaises, 1891, 1. XXV,p · texte numérisé non relu

Archives néerlandaises, 1891, 1. XXV,p

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du bouillon avec une solution nutritive renfermant par litre 2 grammes de nitrate de potasse, 1 gramme d’asparagine, 2 grammes de sulfate de magnésie, 5 grammes d’acide citrique, 2? grammes de phosphate monobasique de potasse, 06,2 de chlorure de calcium et quelques gouttes de chlorure de fer et en neutralisant par de la potasse.

Très remarquable est cette observation de E. MarcnaL' que le Bacillus mycoides (Erdbacillus), qui provoque (on l’a vu plus haut, p. #1) la formation de l’ammoniaque dans des dissolutions d’albumine et de combinaisons amidées, produit dans des dissolutions avec mitraltes une réduction de ceux-ci en mitrites et ammoniaque. Si l’on cultive le B. mycoides dans une solution de sucre contenant 2 grammes de nitrate de potasse par litre, on constate dans les premiers Jours un développement très lent du microbe; mais, au bout de 2 ou 3 jours, d’épais el nombreux flocons apparaissent dans la liqueur, qui offre la réaction de l'acide nitreux et de l’ammoniaque, ce dernier en grande quantité. Ce processus de réduction, déjà reconnu à ce microbe par d’autres expérimentateurs, est si énergique, qu'après 10-15 jours tout l’acide nitrique est transformé en ammoniaque.

Le même organisme agirait donc tantôt comme oxydant vis-à-vis de l’albumine, tantôt comme réducteur vis-à-vis des nitrates. Le B. mycoides, qui se développe en aérobie dans des dissolutions de blanc d'œuf, brûle l’'albumine au moyen de l'oxygène de l'air, tandis que dans les solutions sucrées de nitrates il brûle le sucre et emprunte l'oxygène qu'il lui faut aux nitrates facilement réductibles. Mais si réellement le B. mycoides peut extraire des nitrates l’oxygène nécessaire à sa respiration, il doit pouvoir vivre comme anaérobie en présence de ces sels et sans oxygène ; c’est ce que l’expérience a montré. Cultivé en solution sucrée et nitratée, le Bacillus mycoides vit dans une atmosphère d'hydrogène ou d’acide carbonique aussi bien que dans l’air ordinaire.

Le même cas a été observé par Th. LEONE* pour les organismes

1. Bulletin de l'Académie de Belgique, série 3, t. XXV, 1893, p. 727.

2, Gazella chimica italiana, t. X, p. 505 ; Ali della R: Accademia dei Lincei, Rendiconti, série 4, vol. VI, p. 33.

nitrifiants. Il a trouvé qu’en mettant dans de l’eau où la nitrification se faisait normalement un peu de gélatine nutrilive ou d’autres substances favorisant le développement du ferment nitrique, la réaction s'arrêle et l’acide nitrique déjà formé est réduit en acide nitreux et celui-ci même en ammoniaque. Si au contraire la substance organique est employée en totalité, les microorganismes provoquent alors de nouveau l’oxydation de l’ammoniaque en acides nitreux et mitrique ; les mêmes organismes agissaient donc soit comme oxydants, soit comme réducteurs. Ces phénomènes se manifestèrent aussi quand à une terre de jardin on ajouta du fumier frais. La nitrification fut arrêtée par les microbes dans la terre qui nitrifiait fortement, et il y eut réduction des nitrates et des nitrites avec formation d’ammoniaque. Plus tard la nitrification recommença aussitôt après qu’eut pris fin la production d’ammoniaque.

Quant à l'explication de ce changement surprenant de fonction des organismes nitrifiants, LEONE pense qu’en raison du développement rapide des germes, l'oxydation qu’ils provoquent est si intense que l'oxygène présent n’y suffit pas et qu’une partie doit être empruntée aux acides nitrique et nitreux.

La dénitrification a été étudiée dernièrement par R. Burt el A. Srurzer'. Ils ont d’abord répété une expérience de P. WAGNER *? montrant que les fèces du cheval provoquent une destruction de nitrate.

Dans un mélange d’eau (100 grammes), de crottin (5 grammes) et de nitrate de soude (08,32), il se produisit à 30°, généralement au bout de 24 heures, une fermentation spumeuse, et après quelques Jours, tout le salpêtre disparut.

Le gaz qui se dégage en même temps est de l'azote. Si, au lieu de nitrate on emploie du nitrite de soude, la décomposition du nitrite marche beaucoup plus lentement. Dans un mélange où n’entrent que du crottin et de l’eau, il n’y a pas de fermentation; mais elle apparait dès qu’on ajoute du nitrate de soude. La fermentation n’est

1. Centralblatl fur Bakleriologie und Parasilenkunde, Zweile Abtheilung, vol. I, 1895,-n° 7-8, p. 257 ; n° 9-10, p. 350 ; n° 11, p. 392; n° 12, p. 422. 2. Deutsche landwirthschaftliche Presse, 1895, n° 14, p. 123,

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pas arrêtée, mais seulement un peu réduite par la cuisson de la liqueur, d’où l’on doit conclure que les agents de la fermentation apparliennent à des espèces qui forment des spores ou qui sont très résistantes.

Les auteurs susnommés ont réussi à isoler deux bactéries sous l’action simultanée desquelles s’accomplit la réduction du nitrate. Voici comme on a démontré que les deux bactéries (4 et æ) vivent en symbiose : :

Des traces de a ont été semées dans du bouillon nitraté en même temps que des traces de x dans un autre vase d’égale contenance; les deux vases furent exposés pendant plusieurs jours à une température de 30°. Les solutions se troublèrent, mais ne dégagèrent pas de gaz.

Dès qu’on mélangea les deux solutions en évitant toute contamination, il se produisit dans l’espace de 12 à 2% heures un vif dégasement de gaz avec formation d’écume.

Dans un autre essai, on fit sur une plaque d’agar une culture de a en strie ; elle fut croisée avec une culture de x, et, quand elles eurent commencé à se développer, on porta sur du bouillon nitraté une parcelle prise à la sortie d’une strie, une autre parcelle provenant de l’extrémité d’une strie croisée sur la précédente et une troisième provenant du point de croisement. C’est dans ce dernier cas seulement qu’il se produisit de l’écume.

De ces expériences il faut conclure que la destruction des nitrates en présence du crottin est due à une symbiose. En poursuivant cette étude, on montra que x ne pouvait être remplacé par un autre organisme, landis qu’au contraire, au lieu de a, on put employer une culture de Bacterium coli commune installée depuis longtemps au laboratoire sans qu’il y eût la moindre modification dans le cours de la fermentation. De même le bacille typhique, avec l’aide de +, amena la fermentation complète du nitrate.

: L'étude approfondie de l'organisme désigné sous la lettre 4 montre qu’il est identique au Baclerium coli commune, sauf pour le

1. Sous le nom de symbiose on désigne le fait très fréquent dans la nature de deux êtres d'espèces différentes vivant associés : l'un ne peut vivre sans l’autre.

mouvement actif des bactéries dans les jeunes cultures sur plaque, et celle mobilité seule ne suffit pas à différencier les deux espèces. Les deux auteurs précédents ne décident pas si l’on a donné à tort le nom de Bacterium coli commune à toute une série d'espèces différentes ou si la grande variabilité de cet organisme affirmée de divers côlés existe réellement; mais ils arrivent à cette conclusion que le B. coli commune, déjà signalé comme agent de nombreuses fermentations, possède encore, en symbiose avec certaines autres bactéries, la propriété de détruire d’assez grandes quantités de nitrates en dégageant de l’azole gazeux. |

La bactérie désignée par la lettre z qui, associée au Baclerium coli ou au bacille typhique et, sans doute, à d’autres espèces encore, peut détruire d'importantes quantités de nitrate ou de nitrite de la façon qui a été indiquée, a été dénommée par Burri Bacillus denitrificans 1, cet organisme n’ayant pu être identifié avec aucun de ceux déjà décrits. D’après les observations de cultures pures, le B. denitrificans T fait partie des aérobies vrais (ou obligés), tandis que le B. coli est un anaëérobie facultatif. Les résultats suivants, obtenus par les mêmes auteurs, montrent jusqu’à quel point cette propriété des deux espèces s’accuse dans les fermentations avec divers mélanges d'air.

Dans du bouillon nitraté ensemencé avec le Baclerium coli et le Bacillus denitrificans, à travers lequel on avait insufflé de l’hydrogène pendant 15 minutes, il n’y eut aucun dégagement d’azote libre : mais tout le nitrate disparut pour se retrouver, sous forme de nitrile surtout, avec un peu d’ammoniaque.

Si cette expérience se répète de la même façon, mais dans un vase ouvert et à l’air libre, il y a fermentation active avec dégagement d'azote. On a aussi observé que tout l’azote du nitrate ne passe pas à l’état élémentaire, et qu’une partie (environ 20 p. 100) repasse dans la solution nutritive à l’état d’azote organique.

Dans ces essais en présence de l'air, celui-ci n’avait qu’un accès très limité.

Si l’on veut ne forcer en rien les résultats précédents, on pourrait seulement en conclure que le Bacterium coli associé au Bacillus denitrificans 1, amène dans les solutions nitratées des phénomènes

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de réduction qui, en l’absence complète d’air, se limitent à la formalion de nitrites, mais qui, si l’air pénètre en petite quantité, vont jusqu’à la destruction des nitrates, jusqu'au dégagement à l’état gazeux de la plus grande partie de azote qu’ils contiennent.

Sous le rapport de l'accès de Pair, ces processus se passeraient dans des conditions qui correspondent à celles de la pourriture.

Mais si Burri et STuTzEr concluaient de leurs essais que les deux bactéries, dans un milieu abondamment aéré, décomposent les nitrates en dégageant de l'azote, ce ne serait pas admissible, attendu que rien dans les faits acquis n’autorise cette manière de voir et que sa preuve directe n’a pas élé fournie. Ce n’en est pas une que le B. denitrificans 1, en culture sur plaque, se soit comporté comme un aérobie obligé, parce que maints organismes réagissent très différemment en présence de l'air et que le bacille en question, s’il était un aérobie vrai, ne pourrait provoquer la fermentation du nitrate dans une quantité très limitée d’air.

Il paraît, du reste, bien invraisemblable qu'un processus de réduction qui ne se produit qu’en l’absence d'oxygène ou avec une faible quantité de ce gaz puisse avoir lieu dans des conditions qui, d’après toutes les observations précédentes, ne provoquent que des oxydalions. Si la conclusion que Burt et STuTZER ont tirée de leurs recherches était exacte, il faudrait donc admettre que, dans les substances en décomposition bien aérées, il y a, d’une part, des organismes (ransformant l’azote en nitrate, et, d'autre part, d’autres organismes qui attendent, pour ainsi dire, le moment de détruire les premiers. Une pareille interprétation est contredite non seulement par toutes les observalions faites Jusqu'ici, mais encore par des faits de diverses sortes, tels que la forte accumulation de nitrates dans les matières organiques azotées (composts, mélanges de fumier d’étable et d’engrais vert) en présence d’air en excès et aussi la concordance entre les quantités d’azote contenues dans les nitrates des eaux de drainage et celles qui se trouvent sous forme d’ammoniaque dans les eaux d’égout répandues sur les champs d'épuration. On pourrait citer aussi cette observation qu’on ne constate que très peu ou point de perte d’azote dans la décomposition du fumier quand, par l’emploi de certains procédés de conservation, d’assez

grandes quantités de nitrates y ont été formées. Ces faits suffiraient à affirmer qu'une destruction des nitrates en présence d’air en excès ne peut être opérée par les organismes précédemment décrits ou bien que, si des recherches ultérieures démontraient l’existence de ce processus dans certaines circonstances, cette réaction serait sans importance.

Le dégagement d’azote donné par les nilrates quand tout accès d'air est fermé est dû à un bacille, déjà trouvé par E. BRÉAL sur de la vieille paille, ensuite isolé et bien étudié par R. Burn et A. STurzER”. On a réussi à retirer de la paille d’une vieille enveloppe de bouteille un bacille qui prospère aussi bien au contact de l'air qu’en son absence, mais qui, à l'air, n’a aucun pouvoir de fermentalion. Il se trouve aussi sur d’autres débris végétaux et sur le sol. Quelques recherches de H. B. Girson* semblent confirmer cette opinion. De la viande qu’on humecta d’une goutte d’une émulsion très diluée de viande en putréfaction ne perdit pendant la décomposition que 2.1 p. 100 d’azote en moyenne, tandis que la perte fut de 12.1 p. 100 après addition d’un extrait de sol. Le bacille en question, désigné sous le nom de B. denitrificans IL, joue le rôle principal dans la destruction des nitrates en l’absence de l'air.

Dans la fermentation ammoniacale de l’urée, l’urine claire se trouble par des organismes inférieurs, au nombre desquels peuvent se trouver divers champignons et bactéries. Le Micrococcus ureæ Coun a été d’abord découvert comme agent de cette fermentation. PasrTEUR à montré le premier que ce Micrococcus, cultivé à l’état pur dans une solution nutritive contenant de l’urée pure, provoque la même fermentation que dans l'urine.

Le Micrococcus ureæ découvert par LEURE paraît être identique au premier. FLUGGE a isolé de l'urine putréfiée un autre Coccus qui, comme le précédent, fait fermenter énergiquement l’urée, mais montre certaines différences dans la culture ; c’est le Micrococcus

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