I IV

Transformation de Vhumus, — Production de Vammoniaque.

Ces métamorphoses se produisent sous l'influence de ferments contenus dans le sol. On fait deux lots de terre, on procède à leur analyse, on y dose : l'ammoniaque, c'est-à-dire cette combinaison mal odorante formée d'hydrogène et d'azote, qui est le dernier terme des

métamorphoses des matières animales, quand elles se putréfient à l'abri de Tair ; puis on stérilise Tun des lots de terre, en le portant à une température de 120 degrés environ pendant plusieurs heures , on laisse l'autre lot à la température ordinaire, on tasse bien la terre, on la maintient très humide de façon que Tair y pénètre difficilement et que Tammoniaque ne se détruise pas en s'oxydant à mesure qu'elle apparaît. Dans les lots de terre ainsi préparés, on détermine à diverses époques Tammoniaque formée, et on trouve qu'après un mois, six mois, deux ans, la proportion d'ammoniaque n'a pas changé dans la terre stérilisée, tandis qu'elle a au contraire notablement augmenté dans le sol qui n'a pas été soumis à une température suffisante pour tuer les germes des ferments qu'il renferme.

MM. Muntz et Coudom, qui ont établi récemment ces faits avec précision, ont reconnu que les êtres vivants qui transforment la matière organique azotée en ammoniaque sont nombreux ; tandis que la plupart des transformations déterminées par l'activité des micro-organismes sont étroitement liées à la présence d'une espèce microbienne particulière, absolument spécialisée dans la production de certaines substances, d'autres métamorphoses sont au contraire provoquées par plusieurs espèces différentes. La production de Tammoniaque est ainsi une fonction banale qui appartient à des organismes variés.

Le mécanisme de cette transformation nous échappe

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encore. L'humus de la terre très riche en carbone est constamment soumis à des actions oxydantes ; sa molécule complexe se dégrade peu à peu en perdant du carbone qui apparaît dans l'atmosphère du sol sous forme d'acide carbonique, et quand on dose simultanément dans un sol resté longtemps sans fumier le carbone et Tazote, on trouve que le poids du carbone n'est plus guère que quatre fois celui de l'azote, tandis qu'il est huit ou neuf fois plus fort dans des sols fumés régulièrement. CiOmment lès micro-organismes réduisent-ils à l'état d'ammoniaque cette molécule déjà très riche en azote? c'est ce qui jusqu'à présent n'est pas éclairci. Si le détail nous est inconnu, le fait lui-môme est de la plus haute importance. Quand la matière azotée complexe qui a fait partie intégrante d'un végétal s'est réduite à l'état d'humus, puis qu'enfin son azote apparaît sous forme d'ammoniaque, quand un tissu animal se décompose en produits putrides parmi lesquels domine encore l'ammoniaque, l'azote est arrivé à une de ces étapes où brusquement son éternel voyage change de direction

Jamais les belles expressions de M. Pasteur, sur le rôle des micro-organismes dans les transformations de la matière, ne s'appliquent plus justement qu'à la métamorphose des matières azotées complexes en ammoniaque ; nous ne saurions trop le répéter, c'est par l'action des ferments que la matière morte reprend la forme sous laquelle elle va de nouveau pénétrer dans les êtres vivants : « Sans ces micro-organismes, la

continuité de la vie serait impossible, car Tœuvre de la mort serait incomplète. »

C'est qu'en effet, une fois que Thumus dégage son azote à Tétat d'ammoniaque, celui-ci est assimilé, entraîné dans les tissus de la plante où il se rétablit à rétat de matière organique complexe.

Le grand circulus dans lequel la matière est sans cesse engagée apparaît ici avec une admirable clarté.

L'animal périt, le végétal meurt, leurs cadavres deviennent la proie d'une légion d'insectes, puis une armée de bactéries leur succède, pullulant dans cette matière que la vie a abandonnée, le carbone etThydrogène s'échappent à Tétat d'acide carbonique et d'eau. L'azote qui émigré successivement d'un de ces organismes à l'autre, engagé dans des combinaisons de plus en plus simples, apparaît enfin sous forme d'ammoniaque ; mais ces trois matières, acide carbonique, eau, ammoniaque, qui proviennent des êtres vivants, n'en sont séparées que pour quelques instants, bientôt, elles sont reprises par la plante.

Son rôle dans l'économie générale de l'univers est précisément opposé à celui des microbes ; tandis qu'ils brûlent la matière organique et en forment des matières simples saturées d'oxygène : acide carbonique, eau et acide azotique, car ils brûlent également l'ammoniaque, la plante, au contraire, appareil de réduction et de synthèse, reconstitue, à l'aide de ces formes simples, les matières organiques complexes. Par ses feuilles gorgées d'eau, elle saisit l'acide carbonique que le sol

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déverse constamment dans l'atmosphère, le réduit sous rinfluence des radiations solaires, et forme la matière combustible qui, par des synthèses successives, devient sucre, amidon, cellulose, vasculose, huile, ou encore, quand à Tacide carbonique aérien se joint, dans la cellule, Tammoniaque du sol, gluten, caséine, albumine, matières propres à l'alimentation animale, qui, oxydés de nouveau dans l'animal lui-même ou après sa mort, recommencent leur éternel voyage d'un être vivant à l'autre. On prétend que Voltaire a résumé les notions vagues que Ton avait de son temps sur la circulation de la matière par la phrase célèbre : « Nous mangeons nos aïeux. »

Il y a quarante ans, tous les agronomes professaient que l'ammoniaque est l'aliment azoté habituel des végétaux. Les sels ammoniacaux provenant de la distillation de la houille ou des liquides excrémentitiels sont, en effet, employés comme engrais; ils ne peuvent être répandus cependant indifféremment sur tous les sols; très efficaces sur les terres fortes, ils sont moins avantageux sur les terres légères, particulièrement sur les terres calcaires. Ces échecs, la facilité avec laquelle l'ammoniaque, introduite ou formée dans le sol, s'y brûle en se transformant en acide azotique, l'efficacité des azotates, ont déterminé, il y a peu d'années, un revirement aussi brusque que complet dans les opinions des physiologistes. On crut que l'ammoniaque ne pénétrait pas en nature dans les tissus végétaux et que son azote n'était utilisé qu'après avoir perdu son hydrogène,

gagné de l'oxygène et une base et être devenu nitratç de chaux ou de potasse, de fa^on qu'il fallut entreprendre des expériences précises pour montrer qu'une part revient à l'ammoniaque dans la nutrition végétale.

Pour réussir à démontrer que les nitrates ne sont pas les seuls aliments azotés des plantes, mais que Tammoniaque elle-même est utilisée, M. Muntz sema des plantes d'expériences dans un sol dépouillé de nitrates par des lavages prolongés, et privé, par l'action du feu, des ferments capables de nitrifier l'ammoniaque. Il ne suffisait pas qu'au , début les terres fussent incapables de transformer les sels ammoniacaux dont on voulait constater l'efûcacité, il fallait, en outre, que cette transformation ne pût avoir lieu au cours de la végétation^ car si, h un moment quelconque, l'analyse décelait la présence des nitrates, l'expérience perdait toute valeur. Or, les ferments nitriiicateurs sont très répandus; très légers, ils sont entraînés de tous côtés, flottant dans les poussières de l'air. Il fallait donc mettre les terres à l'abri de ces poussières; on logea les cultures dans de grandes cages de verre, dont les parois étaient enduites d'une matière visqueuse, la glycérine, très propre à retenir les poussières atmosphériques. Pour laisser cependant un libre accès à l'air, une des parois fut fermée avec un treillage métallique à mailles serrées, également enduites de glycérine. Du maïs, des fèves, de l'orge, des féveroles, du chanvre, furent élevés dans ces conditions, et, bien que jamais les nitrates n'eussent

ASs;iMILAT10N DE i/aMMONJAQL'E 1Î*1)

été constatés dans le sol, ces plantes acquirent un développement normal qu'on ne peut attribuer qu'à rinfluence de sels ammoniacaux employés comme engrais.

Un de mes collaborateurs du Muséum, dont le nom est revenu souvent dans ces études : M. Bréal a donné au reste de cette assimilation de Tammoniaquc par les végétaux une démonstration très élégante. On enlève avec une bêche, dans un jardin, une touffe d'un graminée vulgaire telle que le Poa Annua, puis on lave ses racines et on les immerge dans un flacon ; après deux ou trois jours, de nouvelles racines bien blanches, repartent du collet; à l'aide de cise;iux on enlève les anciennes racines terrestres, et la plante ayant ainsi changé de système radiculaire est apte à vivre dans Teau. Quand elle s'est acclimatée à ce nouveau régime, on introduit dans le liquide une très petite quantité de sulfate d'ammoniaque très facile cependant à caractériser à Taide d'un réactif très employé dans les laboratoires, le réactif de Nessler, qui donne avec les sels ammoniacaux très étendus une coloration jaune et un précipité rouge orangé quand les dissolutions sont plus concentrées; au moment où le sel ammoniacal est introduit dans le liquide, le réactif indique nettement la présence de l'ammoniaque, mais le lendemain, toute coloration a disparu, l'ammoniaque a été saisie par les racines, assimilée par la plante.

Formation des nitrates.

C'est cependant, il faut le reconnaître, sous forme de nitrates ou d'azotates, ces deux noms désignent la même classe de sels, que la plupart du temps l'azote pénètre dans les végétaux, et dès lors l'étude de leur formation présente pour la culture un intérêt de premier ordre.

Les salpêtriers utilisent depuis longtemps les nitrates qui apparaissent spontanément sur les murs des lieux habités, des étables, des écuries, dans les caves des maisons mal tenues; ces nitrates, mélangés au charbon et au soufre, constituent la poudre à canon, et leur recherche dans les maisons fut, au siècle dernier, l'occasion de terribles vexations.

On savait bien du temps de Lavoisier que le nitre ou salpêtre, que nous nommons aujourd'hui azotate de potasse, tire son origine de l'altération des matières d'origine animale, mais oii ignorait encore sa composition ; ce ne fut que plus tard, quand les progrès de l'analyse apprirent que les matières animales, l'ammoniaque et l'acide azotique, ont un élément commun : l'azote, qu'on comprit que la nitrification est due à l'oxydation de ces matières animales ou de l'ammoniaque; quant au mécanisme même de cette oxydation, il resta longtemps ignoré.

NITRIFICATION 191

Une expérience célèbre d'un chimiste bien connu, Kuhlmann, engagea d'abord les recherches dans une mauvaise voie. Le platine récemment séparé d'une combinaison par l'action d'une température insuffisante pour le foudre se présente sous forme d'une masse grisâtre, faiblement agglutinée, qui est désignée dans les laboratoires sous le nom d'épongé ou de mousse de platine; si on place cette substance, tenue à l'extrémité d'un fil de platine, dans un courant de gaz hydrogène, le gaz se condense dans l'éponge métallique, elle rougit et bientôt l'élévation de température est suffisante pour déterminer l'inflammation de Thydrogène. La mousse de platine provoque encore l'union de l'acide sulfureux et de l'oxygène en lourdes vapeurs blanches, irritantes, d'acide sulfurique; Kuhlmann découvrit enfin que, si on dirige un courant d'air et d'ammoniaque dans un tube renfermant de la mousse de platine, légèrement chauffée, l'ammoniaque se brûle partiellement et l'on recueille de l'azotate d'ammoniaque.

Cette jolie expérience, très facile à reproduire, fut hardiment généralisée. On crut que, si le salpêtre apparaît sur les murs d'une étable ou d'une écurie, dans le sol d'une cave, c'est que l'ammoniaque y est brûlée par l'oxygène, sous l'influence d'un corps poreux, agissant à la façon de la mousse de platine ; ces corps poreux auxquels on attribuait cette action comburante étaient les murs mal crépis, ou la terre elle-même. On vécut sur cette idée jusqu'au

moment où, en 4862, M. Pasteur montra que presque toutes les combustions lentes soot provoquées par des micro-organismes; Talcool, par exemple, ne se transforme, par oxydation, en acide acétique, en vinaigre, que lorsque la surface du liquide à acétifîer est recouverte d'un léger voile d'une moisissure blanche du mycoderma aceti; l'oxydation de Tammoniaque, sa transformation en acide azotique n'est-elle pas provoquée également par l'activité d'un ferment? Dès cette époque, M. Pasteur n'hésitait pas à dire que l'étude de la nitrification était à reprendre; chose curieuse cependant, quand Boussingault, en 4873, écrivit son remarquable mémoire sur l'action qu^'exerce la terre arable sur la nitrification, il ne fit aucune allusion à cette nouvelle manière de voir * .

Suffît-il qu'une matière azotée soit en présence d'un corps poreux et de l'air, comme l'avait enseigné Kuhlmann, pour qu'elle s'oxyde et se transforme en acide azotique? Pour le savoir, Boussingault introduit dans divers corps poreux : sable, craie, terre, des matières azotées essentiellement nitrifiables ; il maintient ses mélanges humides et bien aérés pour favoriser la nitrification, puis après quelque temps recherche les nitrates formés. Dans le sable ou la craie, la matière azotée ne subit aucune transformation ; dans la terre, au contraire, la métamorphose est rapide; les nitrates

1. Boussingault y avait réfléchi cependant, je me rappelle très bien lui avoir entendu discuter Tiniluence que pouvaient exercer sur l'oxydation de Tammoniaque les micro-organismes, lïu'il appelait familièrement les champignons de Pasteur,