III. — Propriétés biologiques

En ouvrant une nouvelle voie aux recherches biologiques, les grandes découvertes de Pasteur devaient

que soluble dans Tacide acétique ; les nombres obtenus montrent précisément Tintensité des actions rétrogradantes :

Terre Terre

du Chalet du Tronchet

Acide phosphorique sol. dans ac. acétique. 0,0889 0,1465

Acide phosphorique sol. dans ac. azotique. 0,8205 0,4654

l6o LES PROPRIBTéS DU SOL

donner un puissant essor à la science agronomique. De fait, une trentaine d'années ont suffi pour que nous sachions de façon précise comment les matières organiques du sol se décomposent ou s'humifient, comment les nitrates prennent naissance aux dépens de Thumus, et par quel mécanisme Tazote atmosphérique concourt à la nutrition des êtres vivants.

Aujourd'hui, rien n'est plus facile que de montrer le caractère biologique ou microbien de ces diverses transformations. Voici une terre nitrifiant bien, chauffons-la pendant quelques heures au-dessus de 100 degrés, et nous paralysons aussitôt la production de l'acide carbonique, des sels ammoniacaux et des nitrates, A cette température, la constitution chimique du sol ne subit pas de sensibles modifications ; l'activité vitale, seule, se trouve anéantie ou suspendue : les microbes ôont morts, le sol est stérilisé. Il y a plus î Si Ton incorpore de la délayure de terre à ce milieu stérile, où toute vîe microbienne a disparu, on voit les manifestations biologiques réapparaître et reprendre bientôt leur cours normal. Un ensemencement, un apport de nouveaux ferments suffit donc pour tout remettre en état.

Ces deux genres d'épreuves : stérilisation et ensemencement, permettent ainsi de caractériser toute action microbienne. Et comme la terre est sensible à ce double traitement, nous sommes en droit d'affirmer qu'elle possède àe& propriétés biologiques réelles. Il serait difficile, dans ce court paragraphe, d^examiner en détail tout ce qui peut intéresser la microbiologie terrestre : l'humification, la nitrification, la dénitrification et la fixation de l'azote libre sont des phénomènes d'une telle importance qu'il nous semble préférable, à tous les points de vue, de consacrer un chapitre entier à l'étude des ferments du sol. C'est pourquoi nous bornerons notre exposé aux consi-

PROPRIBTBS BIOLOOIQ.UES l6l

dérations générales concernant la flore microbienne de la terre arable.

Répartition des ferments. — D'innombrables êtres infiniment petits pullulent dans le sol. On en compte des centaines de mille par gramme do ter te,.. M. MiauEL en a trouvé :

Pré de Montsouris 700.000

Pré de Gennevilliers . . . ^. 900.000

Sur 100 badériacées , il existe environ 90 bacilles.

D'après M. Adametz, des sols argileux et siliceux des environs de Leipzig contiendraient aussi par gramme :

Bactériacées. Mucorinées.

Sol argileux \ Sol siliceux 1

M. Fr^nkel, qui a examiné la répartition des microbes aux différentes profondeurs d'un même sol, constate une forte diminution à partir de i",^o; audelà de 3 mètres, les espèces microbiennes disparaissent. Warington avait observé le même fait pour les bactéries nitrifiantes.

Ainsi, la flore, bactérienne du sol s'appauvrit considérablement à mesure qu'on s'éloigne davantage de la surface. Le fait est général, et l'on peut admettre que la terre agit à la façon d'un vrai filtre qui retiendrait les microbes dans les régions superficielles.

La nature du sol, ainsi que sa couverture, exercent une grande influence sur l'abondance, la virulence et la spécificité des ferments. Les terres travaillées, qui sont soumises à une culture intensive, donnent

à la surface .

ào,25 . . .

à la surface .

l63 LES PROPRIÉTÉS DU SOL

le plus fort contingent de bactéries ; on observe précisément le contraire dans les sols acides (sols tourbeux, sols forestiers, terres de bruyères), où les mucorinées remplacent les bactériacées. On s'explique ainsi pourquoi les ensemencements par transports de terre produisent généralement de merveilleux résultats pour la mise en valeur de ces différents terrains humifères.

Nature des fermenta. — Les microorganismes du sol se groupent en bactériacées, mucorinées, schizomycètes, etc.

Parmi les principales bactériacées, P. Fulles distingue des micrococcus et des bacilles liquéfiant ou ne liquéfiant pas la gélatine.

a) Micrococcus ne liquéfiant pas la gélatine : M. aurantiacus, M. candiduSy M, candicanSy M. luteus. M, versicolor, etc..

h) Micrococcus liquéfiant la gélatine : Diplococcus luteuSy Sarcina lutea, etc.

c) Bacilles ne liquéfiant pas la gélatine : B, fluor escens, B. muscoîdesy B. diffusus, B, filiformiSy B, luteus, B, viridis, etc.

d) Bacilles liquéfiant la gélatine : B, racemosus, B, mycoides, B, mesentericus, B, subtilis, B.prodigiosus, et divers Proteus, etc..

On peut citer encore d'autres bacilles pathogènes ou non pathogènes : Bacillus butylicus, Bac, racemosus, thermophilus, viscosus, et différents Staphylocoques et Streptocoques,

Il convient de signaler, parmi les Mucorinées^ les divers Pénicilliums, Mucors et Aspergillus ; parmi les levures, les Saccharomyces ellipsoidus, cerivisiœ et glutinis, ainsi que le Molinia candida.

Tous ces microbes, qui sont loin d'être toujours aussi abondamment répandus, ne présentent pas le même intérêt au point de vue agricole. A côté des

PROPRIBTES BIOLOGIQUES 163

bactéries pathogènes — trop souvent pernicieuses — on rencontre une légion d'espèces banales dont le rôle est encore obscur et imprécis. Dans ce travail, nous ne retiendrons que les espèces utiles, mais en ayant soin de faire remarquer que plusieurs d'entre elles deviennent parfois nuisibles : tel est le cas des ferments dénitrificateurs.

Sous le rapport du modus vivendi, il y aurait lieu de distinguer : les microbes aérobies, qui utilisent directement Toxygène aérien, et les microbes anaérobies, qui travaillent en l'absence de Pair. Ces derniers empruntent l'oxygène aux composés oxygénés, organiques ou minéraux, qu'ils réduisent parfois énergiquement, ce qui leur a valu le nom de ferments rédu:teurs, par opposition à celui de ferments oxydants, parfois appliqué aux aérobies.

Rôle des ferments. — C'est à l'intensité des actions biologiques et à la constitution physico-chimique du sol qu'il faut subordonner la notion de fertilité. Une terre morte ou dépourvue de toute activité microbienne ne pourrait être cultivée économiquement ; elle est comparable à ces sols artificiels dont les matériaux sont frappés d'inertie ou de passivité, et sur lesquels nos plantes de grande culture refusent de se développer normalement en l'absence des solutions nutritives. Les belles expériences de Duclaux l'ont péremptoirement établi.

Des cultures comparatives faites dans le même terrain, stérilisé ou non stérilisé, offrent un contraste frappant : en milieu stérile, la végétation reste chétive et misérable, le développement de la plante est anormal et très irrégulier (i). On observe précisé-

(i) Cette assertion n*est vraie que pour les sols ordinaires ou de moyenne fertilité. Nous avons observé, en efifet, que, dans les

ment le contraire dans la terre naturelle. Il suit de là que les bons ferments du sol sont les précieux auxiliaires de la production végétale. Et l'obtention des grands rendements pourrait bien dépendre, en partie du moins, des moyens employés pour exalter le plus possible la virulence ou l'activité de ces infiniment petits bienfaisants.

Le sol arable est l'habitat ou le réceptacle naturel de tout un monde microbien. Par sa porosité, par sa nature et sa constitution, il se prête admirablement à la réception des germes: à sa surface, les aérobies trouvent des conditions parfaites d'évolution ; plus bas, un peu plus loin de l'atmosphère gênante, les anaérobies jouissent d'une douce quiétude. £t les uns et les autres cheminent à loisir, par voie d'eau, autour des particules terreuses riches en substances organiques qui leur fournissent à la fois un support stable et des aliments copieux.

Comme tous les êtres vivant3, les microbes ne travaillent bien que dans certaines conditions : ils sont très sensibles au surmenage, au froid et à la grande chaleur, à l'humidité et à la sécheresse, à l'acidité et à l'alcalinité du milieu, etc. La fatigue du sol pst imputable, généralement, à un défaut d'activité microbienne : elle se manifeste même dans les terrains riches soumis à des cultures intensives et répétées (sols maraîchers). Pour les ferments dégradateurs de matières humiques - qui sont les plus intéressants en agriculture — les limites de température osciUent de 8 à 40 degrés environ ; le degré d'humidité minimum serait de 8 à 10 pour 100 ; ils supportent difficilement l'acidité et l'alcalinité au-delà de quelques

terrains riches en matière noire et en humophosphates, la stérilisation n'a pas d'influence marquée sur le développement des récoltes, même s'il s'agit des légumineuses cultivées.

PROPRIBTÉS BIOLOGiaUES 165

millièmes ; enfin, étant donné que la plupart sont aérobies, l'aération du sol exalte considérablement leurs facultés biologiques, comme nous le montrerons plus loin (voir nitrification).

Cela dit, nous allons examiner plus spécialement les divers processus de la dégradation ou minéralisation de rhumus,xie la dénitrificaiion et de la sidération ou fixation de l'azote atmosphérique.

Puisque la terre arable est quelque chose de vivant — selon la juste expression de M. Berthelot — il importe de savoir comment et par quoi elle vit. A la vérité, la plupart des éléments du sol sont inertes comme la matière brute qui les constitue ; et s'ils prennent une apparence de vitalité, c'est en raison des innombrables ferments auxquels ils servent ou de support ou d'aliments.

Nous avons établi précédemment :

I** Que le sol végétal est le siège d'actions biologiques plus ou moins intenses ;

2** Que les ferments s'y répartissent très inégalement suivant la profondeur ;

3** Q.ueles espèces microbiennes y sont nombreuses et variées.

Cela ne suffit pas. Il faut que nous connaissions la nature et le sens des diverses actions biologiques qui intéressent plus spécialement la chimie agricole.

Un cycle merveilleux s'offre à notre examen : c'est le cycle évolutif de l'azote. La partie organique de la matière végétale représente le plus généralement une association de composés hydrocarbonés et de substances albuminoïdes ou protéiques qui se consument lentement dans le sol et donnent naissance à l'humus. Cette première phase — phase d'humification — a pour objet la libération des matières azotées

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(qu'elle ne réalise que très imparfaitement d'ailleurs) et pour caractère essentiel la dégradation des principes ternaires ou des hydrates de carbone. La matière azotée, débarrassée de la gangue celluloso-pectique qui Temprisonnait, entre désormais dans la phase de minéralisation : elle va nitrifier, et Tazptis qui s'y trouve contenu passera successivement — suivant en cela Tordre le plus naturel — à l'état ammoniacal, à l'état nitreux et à l'état nitrique. Les nitrates utilisés par la végétation sont fatalement réduits, après un certain temps, et l'azote libre s'échappe dans l'atmosphère. Sera-ce tout ? Non. Une partie de l'azote atmosphérique fera bientôt retour à la végétation par l'intermédiaire des infiniment petits qui vivent en symbiose avec d'autres espèces. Et le cycle recommence ainsi indéfiniment, toujours avec les mêmes étapes ou les mêmes phases : humification, ammonisation, nitrosation, nitratation, dénitriHcation, sidération. — Cette importante question, on le voit apparemment, est un des côtés essentiels de la microbiologie agrologique.

Au lieu d'envisager les manifestations microbiennes en suivant un ordre conforme à la classification morphologique, il nous semble préférable de nous en tenir à la succession naturelle des phases en distinguant :

1° lès ferments humificateurs, 2° les ferments nitrificateurs, 3** les ferments dénitrificateurs, 4° les ferments fixateurs d'azote.

Tous ces agents, d'une manière générale, sont producteurs d'acide carbonique. Ce gaz provient alors : soit de la respiration (combustion lente interne), soit de l'oxydation ou de la réduction des matières organiques.

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