BOULEVARD DES ITALIENS

de l'Acide nitrique

trique, des éléments de Tair, pour obtenir Tacide nitrique et produire le nitrate de chaux, aliment azoté par excellence des végétaux.

Je vous demande la permission, avant d'aborder directement mon sujet, de vous présenter quelques considérations sur le rôle de Tazote comme agent de la fertilité du sol et, partant, comme facteur très important de la production des ressources alimentaires du monde.

L'existence de tous les êtres vivants — plantes et animaux — est absolument subordonnée à l'assimilation d'un certain nombre de substances qu'on désigne sous le nom générique d'aliments ; la présence de matières azotées dans les aliments est indispensable, les organismes animaux et végétaux renfermant tous de l'azote.

Ce principe s'y trouve à l'état de combinaison avec le carbone et les éléments de l'eau (oxygène et hydrogène). Les composés azotés, dont l'albumine est le type le plus répandu dans les deux règnes, ne font défaut dans aucun organe végétal ou animal. C'est l'atmosphère qui, directement ou indirectement, fournit à tout organisme vivant l'azote indispensable à son organisation. C'est à l'air, également, que les deux principaux engrais azotés auxquels l'agriculture demande le complément de ses fumures — le nitrate de soude et le sulfate d'ammoniaque — ont emprunté, comme nous le verrons tout à l'heure, le principe auquel ils doivent leur valeur fertilisante.

Un coup d'oeil jeté sur les sources de l'alimentation azotée des végétaux semble une introduction naturelle à l'exposé de la grande découverte des savants norvégiens qui sollicite actuellement l'attention des agronomes et des agriculteurs du monde entier.

Jusqu'au dix-neuvième siècle on a ignoré l'origine de l'azote des êtres vivants : on admettait que ceux-ci créent de toute pièce leur substance azotée, sous l'influence de la force vitale, mots vides de sens qui servaient à masquer l'ignorance des phénomènes physiques et chimiques qui régissent la vie. D'une part, les expériences de Magendie démontrant qu'en l'absence d'azote dans leurs aliments, les animaux périclitent et meurent aussi vite que ceux qu'on soumet à l'inanition; de l'autre, les essais de culture de végétaux dans des milieux dépourvus d'azote, révélant la nécessité de ce corps pour

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ralimentation de la plante, établirent Terreur de la doctrine de la force vitale admise jusque-là. Rien ne vient de rien (exnihilo nihil). 11 est aisé, grâce aux connaissances acquises au cours du siècle dernier, de démontrer que l'azote organique a pour source première, unique, Talraosphère. Les plantes et les animaux tirent leur azote de Tair : les premières le puisent dans Tair et dans le sol qui, lui-même. Ta emprunté à Tatmosphère. 11 est prélevé, par les seconds, dans les aliments végétaux qu'ils consomment; enfin l'homme — omnivore — trouve dans les matières azotées des plantes et des animaux la totalité de l'azote que renferment ses tissus.

Il est possible de se faire, dans les grandes lignes, une idée de la série des transformations que ce gaz subit, sous l'influence de divers phénomènes naturels, pour devenir un aliment des plantes, et partant, des animaux, dont les premières seules sont capables d'entretenir la vie.

Si l'on se reporte à l'époque géologique où ont apparu, à la surface du globe, les premiers organismes vivants, dont l'origine demeurera sans doute toujours ignorée de nous, deux hypothèses se présentent à l'esprit pour expliquer la formation de- la substance azotée vivante: IMa faculté des êtres inférieurs, premiers occupants de la couche superficielle de la terre, d'assimiler directement l'azote gazeux de l'air, comme nous savons, depuis quelques années, que certaines familles de plantes, au premier rang les légumineuses, en ont le pouvoir; 2* l'utilisation, par ces êtres inférieurs, de l'acide nitrique formé dans l'air par les actions électriques qui, aujourd'hui encore, donnent incessamment naissance à sa production dans les régions inférieures de l'atmosphère.

Que ces deux modes de nutrition aient concouru simultanément à former, à l'origine, les organismes inférieurs, ce qui paraît probable, ou que l'un des deux seulement ait été mis en œuvre, il est certain que la source unique de la première matière azotée organisée qui a pris naissance sur la terre est l'azote moléculaire de l'air.

Une fois formées, les substances azotées ont servi à nourrir une classe de végétaux aptes à s'alimenter de matière organisée (saprophytes, etc.), mais, pour devenir utilisables par les plantes d'un rang plus élevé dans l'échelle botanique, ces substances doivent subir.

4 ANNALES Dfi LA 6GIBNGE AGRONOMIQUE

SOUS rinfluence d'actions ignorées il y a trente ans encore, le phénomène connu de tous sous le nom de nitrification. L'azote des matières azotées se transforme successivement dans le sol, en ammoniaque, en acide nitreux et finalement en acide nitrique.

Jusqu'en 1877, on ignorait la véritable cause de la formation des nitrates dans le sol. L'intervention d'un être vivant dans la nitrification, prévue par Pasteur, en 1862, a été découverte par MM. Th. Schlœsing et Ach. Mûntz. Ces savants démontrèrent expérimentalement que la nitrification est le résultat de l'action, dans le sol, de microbes spécifiques auxquels est dévolu un rôle capital, l'oxydation des matériaux azotés qu'ils transforment en acide nitrique. La nitrification est donc un phénomène biologique ; les microbes nitrificateurs possèdent, à certains égards, les caractères des étires supérieurs ; comme eux, ils sont sensibles à Faction desaneslhésiques, ils s'endorment sous l'influence du chloroforme, se réveillent ou meurent, suivant qu'on suspend ou qu'on prolonge l'action anesthésiante; comme eux, ils succombent sous l'influence d'une température élevée. Ces micro-organismes se comportent donc comme des êtres vivants. Les belles recherches de Winogradsky lui ont fait découvrir un microbe nitrifiant capable de se développer, en l'absence de matière organique, en empruntant le carbone et l'azote nécessaires à son développement aux substances minérales, ce qui expliquerait comment, à l'origine, ces petits êtres ont pu fixer l'azote atmosphérique.

En nous révélant le rôle gigantesque des infiniment petits dans la nature, le génie de Pasteur nous a montré comment, suivant son expression, € la mort est la condition essentielle de la vie à la surface du globe ». Répandus en nombre prodigieux dans l'atmosphère et dans le sol (un gramme de terre arable en renferme des millions) les microbes sont les agents indispensables de la destruction des êtres organisés. S'ils n'étaient pas là, pour ramener la substance organique à l'état minéral : acide carbonique, eau, azote ammoniacal ou nitrique, l'encombrement de la surface de la terre y rendrait impossible de nouvelles générations d'êtres vivants ; ce sont donc les microbes qui assurent la continuité de la vie sur notre planète, en restituant à la terre et à l'atmosphère les matières minérales que les plantes et les animaux leur ont empruntées.

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Le cycle de la vie s'accomplit grâce à eux; par eux, se réalise la parole de l'Écriture : € Pulvises et in pulverem reveriens. »

Tous les êtres qui vivent à la surface du globe ont tiré leur substance des êtres qui les ont précédés.

Revenant à la nitrification, voyons à grands traits comment les choses se passent.

Les microbes attaquent la matière organique et la décomposent pour s'en nourrir : dans le sol, les transformations qu'elle subit ont pour résultat, au point de vue qui nous intéresse particulièrement, de donner successivement naissance à de l'ammoniaque, à de l'acide nitreux et finalement à de l'acide nitrique.

Que devient cet acide nitrique dans le sol ? Il ne saurait y demeurer à l'état de liberté ; il s'unit, au moment même de sa formation, aux éléments basiques du sol, c'est-à-dire à la chaux, à la magnésie, a la potasse existant à l'état de carbonates ou d'autres sels facilement décomposables. Cette union donne naissance à des nitrates neutres auxquels la plante empruntera, au fur et à mesure de ses besoins, l'azote nécessaire à son développement. La chaux étant, dans la presque totalité des cas, l'élément basique de beaucoup le plus répandu et le" plus abondant, on est amené à considérer le nitrate de chaux comme fournissant à nos récoltes la presque totalité de l'azote qui pourvoira à notre existence, sous forme de gluten dans les céréales, de chair dans les animaux.

Les mémorables recherches de J.-B. Boussingault ont établi, par des expériences directes, l'assimilation des nitrates par les plantes et leur transformation dans le végétal en albumine et autres principes azotés. Deux faits sont donc acquis d'une manière incontestable : la transformation, dans le sol, des substances azotées d'origine végétale ou animale en acide nitrique et la valeur alimentaire de ce dernier pour les plantes.

Au commencement du dix-neuvième siècle, un agronome allemand bien connu, Einhoff, avait déjà signalé la haute valeur du nitrate de chaux comme aliment azoté des plantes, par l'analyse d'une terre très fertile dans laquelle il reconnut la présence de ce sel.

H. Knopp, Hellriegel et, à leur suite, de nombreux expérimentateurs ont montré que le nitrate de chaux est une des formes les plus

favorables à rassimilation de Tazote nécessaire au développement des végétaux Q.

Tant que la culture est demeurée extensive, les quantités de matériaux azotés qu'apportait au sol le fumier dont le cultivateur disposait ont pu suffire à la production de récoltes, d'ailleurs médiocres ; mais lorsqu'il s'est agi d'obtenir des rendements plus élevés en pratiquant la culture intensive, on a vite reconnu l'insuffisance du fumier et la nécessité de fumures azotées d'une aulre origine. Deux sources principales d'engrais azotés ont été jusqu'ici offertes à l'agriculture : le nitrate de soude et le sulfate d'ammoniaque.

Découvert vers 1820, le nitrate du Chili a fait sa première apparition en Europe en 4830. Presque nulle, en agriculture, jusqu'en 1860, la consommation du nitrate a été en croissant rapidement jusqu'aujourd'hui où l'exportation chilienne atteint 4 500 000 tonnes par année. Un cinquième de cette quantité est utilisé par l'industrie, les quatre autres cinquièmes vont à l'agriculture.

Certains statisticiens estiment que les gisements du Chili seront épuisés dans moins d'un demi-siècle.

Sir William Crookes et F. V. Vergara, de leur côté, évaluent à vingt années, au maximum, l'épuisement des gisements de nitrate actuellement connus. Ds calculent que, vers 4925, on en verrait la fin. Cette estimation peut sembler pessimiste, mais il n'est pas douteux

1. Ainsi que je l'ai dit tout à Tbeure, sous l'influence des phénomènes électriques dont Tenveloppe gazeuse de la terre est le siège, la combinaison des deux gaz qui la constituent donne naissance à de Tacide nitrique; les faibles quantités de ce corps ainsi formé se combinent, à leur tour, aux traces d'ammoniaque que Pair renferme, et le nitrate d'ammoniaque résultant de cette union est apporté au sol par Tean pluviale et par la neige. Mais les quantités d'azote, très variables d'ailleurs, que reçoit ainsi la terre ne forment qu'un appoint bien faible aux sources d'alimentation azotée de la plante (quelques kilogrammes par hectare et par an). Ce sont, en réalité, les nitrates produits dans la couche superficielle du sol, par la transformation graduelle, sous l'influence des microbes, des détritus des plantes et des animaux, qui offrent presque exclusivement aux végétaux r azote dont ils ont besoin. Une partie seulement de l'azote de ces détritus passe à Tétat d'acide nitrique et les phénomènes dont le sol est le siège (dénitrification, etc.) sont accompagnés d'un retour à Tatmosphère, à Tétat libre, d'une partie de Tazote combiné. Ce retour à l'atmosphère d'une partie de l'azote qui lui a été emprunté compense, sans doute, la formation dans Pair des produits nitrés que nous apportent les chutes météoriques, ce qui expliquerait la constance de la composition élémentaire de Pair.

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qu'à moins de découvertes imprévues, il faut s'atlendre, dans un temps plus ou moins proche, à l'épuisement des gisements exploités aujourd'hui.

L'origine de l'acide nitrique du nitrate de soude est la même que celle des nitrates de nos terres. Elle réside, suivant toute apparence, dans la nitrifîcation d'abondants dépôts de matières organiques sous l'influence microbienne, et production, — par double décomposition du nitrate de chaux formé et de l'eau de mer, — du nitrate de soude qui s'est accumulé dans certaines régions en l'absence séculaire de toute chute d'eau pluviale.

La source principale d'ammoniaque nous est fournie par la combustion de la houille. Les végétaux accumulés à la période houillère ont conservé une grande partie de l'azote qu'ils avaient assimilé (la houille en contient environ i •/o de son poids). Distillée pour fournir le gaz d'éclairage et le coke métallurgique, la houille dégage son azote sous forme d'ammoniaque, que l'industrie transforme en sulfate et livre à l'agriculture.

Bien qu'il soit certain que l'épuisement des houillères exigera beaucoup plus de temps que celui des gisements de nitre, il n'est pas téméraire de prévoir qu'il se produira à un moment donné.

La découverte de la transformation économique de l'air atmosphérique en acide nitrique, de même qu'en ammoniaque (chaux-azote), sont donc des faits d'une importance capitale qui méritent au plus haut degré d'attirer l'attention des cultivateurs.

Avant d'aborder l'exposé de la découverte de MM. Birkeland et Eyde, sujet principal de cette causerie, il me faut examiner avec vous si, dans un prochain avenir, l'agriculture, pour suffire à l'alimentation de la population croissante du globe, est assurée de trouver, dans le nitrate de soude et dans le sulfate d'ammoniaque, les sources d'azote nécessaire à l'accroissement des rendements du sol.

Question capitale à laquelle on est conduit à répondre négativement, ainsi que je crois pouvoir aisément vous le démontrer.

Un économiste américain, Davis Wood, et un éminent savant anglais. Sir William Crookes, ont étudié cette question, en s'appuyant sur les données les plus exactes qu'il leur a été possible de réunir.

Davis Wood a publié sur ce sujet, il y a une douzaine d'années.

une étude des plus intéressantes, dans laquelle il compare Taccroissement de la population mondiale à celui des ressources alimentaires de l'homme.

Nous lui emprunterons quelques chiffres démonstratifs.

La population globale du monde dépasse i milliard 525 millions d'individus. Cette population, D. Wood la divise en deux groupes: la population qui mange du pain (les bread eaters, comme il les nomme), formée par les habitants de l'Europe entière et ceux des États-Unis d'Amérique, du Canada, de l'Australie, du Sud-Amérique tempéré et du Sud-Afrique (Cap).

Voilà les sept régions, la Chine, qui vit de riz, étant laissée de côté, où la race blanche consomme du pain. Quelle était, en 1870, la population des mangeurs de pain? D. Wood l'a évaluée à 359 millions de têtes, et, pour 1895, elle serait de 510 milhons. D'où augmentation, en vingt-cinq ans, de 149 millions de mangeurs de pain(*).

D. Wood a cherché à établir quelle a été, pendant cette période, l'augmentation, en surface, des cultures de plantes ahmentaires. lia trouvé ainsi que, tandis que le nombre des mangeurs de pain avait augmenté de 37 **/o en vingt-cinq ans, la surface totale en cultures de blé, seigle, sarrasin, maïs, pommes de terre, riz, ne s'était accrue, dans les pays envisagés, que de 20,4 */o.

Nous voilà donc en présence de chiffres qui montrent qu'incontestablement viendra le moment où certaines populations humaines de mangeurs de pain auront augmenté au point qu'on irait à la famine.

D. Wood estime, d'après ses calculs, que d'ici à un temps très court il faudrait que les cultures vivrières pussent s'étendre sur 55 millions d'hectares nouveaux, superficie un peu plus grande que celle de la France.

Où la trouver, cette surface? Où pourra-t- on la conquérir? En Europe ? C'est impossible : toutes les terres aptes à ces cultures sont déjà occupées. Sir W. Crookes, de son côté, exprimait, en 1898, la conviction que, d'ici à quarante ans, les derniers hectares propres

1. Sir William Crookes évalae à 746 millions, en 1931, le nombre des mangeurs de pain.

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à la culture des céréales seront, en Europe, consacrés aux plantes alimentaires.

Les pays hors d'Europe pourraient-ils suffire à l'augmentation de surface nécessaire? La réponse est également négative, la culture des céréales étant nécessairement limitée aux régions tempérées.

Où chercher alors la solution de cette question si grave pour le bien-être de l'humanité? Elle est tout entière dans la nécessité impérieuse d'accroître les rendements des sols aujourd'hui cultivés.

De très grands progrès ont été déjà réalisés sous ce rapport. Mais combien il reste encore à faire ! Grâce aux fumures minérales, on obtient aujourd'hui des rendements beaucoup plus élevés qu'autrefois et c'est dans cette voie que l'agriculture doit, de plus en plus, chercher l'augmentation de ses récoltes.

Or, la quantité de fumier de ferme dont on dispose est absolument insuffisante, pour arriver à un accroissement sensible de production et, d'autre part, la quantité des fumures organiques ne peut augmenter que si l'élévation de la production, plus abondante, de fourrages permet d'accroître le nombre des animaux de ferme. On se trouve donc en présence d'un cercle vicieux.

En conséquence, c'est à des sources d'azote, autres que le fumier d'étable, que nous devons avoir recours.

Trois éléments sont indispensables à l'alimentation des plantes, comme on le sait : l'acide phosphorique, la potasse et l'azote.

L'approvisionnement en acide phosphorique et en potasse est assuré : nous ne devons avoir aucune préoccupation à cet égard ; en effet, les colossaux gisements de phosphates de l'Algérie, de la Tunisie, de la Floride, et les immenses dépôts de sels potassiques de Stassfurt nous affranchissent, pour des siècles au moins, de toute inquiétude au sujet de la restitution à nos terres de l'acide phosphorique et de la potasse enlevés par nos récoltes.

En est-il de même de l'azote? Assurément non.

Quelques indications sommaires sur les exigences des cultures de la France, en azote, préciseront la situation, en ce qui regarde notre pays.

Nos récoltes annuelles renferment 600000 tonnes d'azote, en nombre rond. Or, notre bétail est insuffisant pour restituer au sol

cette masse d'azote enlevée annuellement. En prçnant, comme base, les chiffres publiés par M. E. Tisserand dans sa remarquable étude sur l'économie rurale de la France (^), on constate que l'azote restitué par le fumier de ferme, en supposant qu'il soit entièrement apporté sur nos champs, ce qui n'est certainement pas, ne représenterait que 327000 tonnes ; il nous faudrait donc, pour combler le déficit, donner à nos terres, sous forme d'engrais minéraux, 273000 tonnes d'azote.

11 est aisé de voir combien nous sommes loin de cette restitution.

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. Fig. 1. — Graphique de l'exportation du nitrate du Chili.

En 1830, on ne connaissait pas le nitrate du Chili ; le graphique ci-dessus nous montre qu'on a commencé à en importer en Europe de faibles quantités vers 1850. En progression considérable depuis cette époque, l'exportation du nitrate du Chili atteignait, en 1905, le chiffre de 1 500 000 tonnes : or, les 600 000 tonnes d'azote d'une récolte correspondent à 1 700000 tonnes de nitrate de soude : cela