DE L'AZOTE DE L'AIR
par les Végétaux
le plus souvent dans les exploitations agricoles françaises; aussi ne sommes-nous pas étonné, en parcourant les expériences consignées par M. Ville, de voir les rendements obtenus au moyen des engrais chimiques bien dosés, l'emporter presque toujours sur les fumiers de ferme employés en quantité supérieure, aux conditions moyennes de la culture.
En effet, le fumier de ferme renferme peu d'éléments solubles et immédiatement assimilables, et il faut du temps pour que ces éléments utiles puissent devenir actifs; tandis que les matériaux des engrais chimiques sont disposés de telle sorte qu'ils agissent immédiatement après la première pluie qui suit leur épandage.
Il y a donc,dans l'emploi de ces matières pulvérulentes et solubles, un avantage précieux : la rapidité du résultat ; il y a de plus, et ce qui est très-important pour des expériences raisonnées, une certitude de composition que ne peutdonner le fumier de ferme. Examinons,en effet, quels sont les corps employés pour fournir aux végétaux la potasse, la chaux, l'acide phosphorique et l'azote.
La 'potasse est presque toujours donnée à l'état de nitrate de potasse, ce qui ajoute en même temps une partie de l'azote que doit contenir l'engrais complet ; ce nitrate se compose d'un équivalent de potasse uni à un équivalent d'acide azotique renfermant un équivalent d'azote.
Cent parties de nitrate de potasse contiennent :
Potasse
Acide azotique . \ ^^y^^' (Azote
Le nitrate de potasse se trouve en abondance dans l'industrie, au prix moyen de 66 francs par 100 kilogrammes; il se faisait autrefois aux dépens de l'air, par des procédés longs et incertains; aujourd'hui, il s'obtient par la transformation du nitrate de soude en nitrate de potasse, au moyen du chlorure de potassium.
Le chlorure de potassium est fourni aujourd'hui au commerce
/iG 59 89 57 13 84
par les mines de Stassfurth, qui le donneraient à très-bon compte si ce produit n'était pas frajppé d'un impôt par le gouvernement prussien.
Mais la mer est une s(ource abondante de chlorure de potassium; déjà M. Merle, aux salinis de Giraud, en Camargue, par une application des procédés de M. Balard, utilisant en grand les procédés Carré, pour le refroidisjsement (au moyen de l'ammoniaque) des eaux-mères des salins, await pu obtenir des quantités assez considérables de chlorure de potassium et d'autres chlorures; les demandes de l'industriie des engrais vont appeler de nouveau l'attention des chimistes et des industriels sur cette question,, et il est à supposer qu'ils trcouveront de nouveaux moyens moins dispendieux d'extraire le Cîhlorure de potassium des eaux de la mer.
Quelle que soit sa pirovenance, et surtout quand il vient de la mer, le chlorure de potaissium contient toujours une assez forte proportion de magnésie, dont on le prive par un simple turbinage.
Le nitrate de soude, dlont la réaction sur le chlorure de potassium donne le nitrate de potaisse, ne se trouve pas en Europe en quantités industrielles, bien q[ue quelques fabriques d'iode en donnent de petites quantités. Il viemt, en général, du Pérou, où il en existe des gisements considérables ; il a été pendant quelque temps très-bon marché, mais les tremblements de terre et d'autres causes qui ont bouleversé le Pérou, ont fait monter de 35 à 46 francs le prix des iOO kilogrammes. Il faïut espérer que la demande de ce produit fera rechercher de nouweaux gisements et exploiter plus activement ceux que l'on connaît d(éjà.
La potasse peut encore être demandée à d'autres corps, où elle se trouve à l'état de sels auissi solubles mais d'une action moindre, puisqu'ils ne contiennent pas d'azote ; d'abord le carbonate de potasse, toujours mêlé avec les autres sels qui composent les cendres des végétaux :
La potasse brute ou épurée qui vient, soit des salins de betteraves, soit des eaux de lavage <des laines; mais ces derniers produits, trèsrecherchés par la verreirie et d'autres industries, sont très-rarement
employés dans les mélanges d'engrais chimiques, à cause de leur prix élevé et de la variabilité de leur composition.
Les sources diazote sont de deux sortes : d'abord, le nitrate de soude, dont la composition donne 16 pour 100 du produit utile.
Soude. 36 47
Acide azotique . j O^yg^"^ • • • • "06 ( Azote ..... 16 47
Puis le sulfate d'ammoniaque, contenant :
Acide sulfurique monohydraté. | Acide sulfurique (So= HO) (Eau ... .
Ammoniaque (Az. H . . Hydrogène. .
f AzotG • ■ •
Le sulfate d'ammoniaque, qui vaut en moyenne aujourd'hui 46 francs les iOO kilogrammes, valait à peine de 15 à 20 francs, il y a quelques années, et n'est encore recueilli que dans quelques établissements trop rares. On l'obtient par la distillation des eaux vannes provenant des vidanges des grandes villes, en faisant passer le gaz sur de l'eau contenant de l'acide sulfurique. Comme l'ammoniaque a une extrême tendance à s'unir avec cet acide, il est fixé et se dépose en cristaux au fond de l'eau.
La distillation de la houille pour la production du gaz d'éclairage donne encore lieu à une production d'ammoniaque assez abondante pour que ce corps puisse être recueilli d'une façon rémunératrice; c'est toujours en se servant de l'affinité grande de ce corps pour l'acide sulfurique qu'on peut le recueiUir dans les eaux d'épuration du gaz d'éclairage; mais il se perd malheureusement tous les jours des quantités considérables de ce précieux agent, qui se^produit toutes les fois que l'on détruit par la combustion, et surtout par la distillation en vase clos, une matière animale ou végétale quelconque. Ainsi, toutes les industries qui distillent de la houille en vase
clos pour différentes raisons, comme les fours Appolt pour la production du coke métallurgique, les fours Siemens et leurs analogues, les hauts-fourneaux, auraient égalemént intérêt à recueillir l'ammoniaque qui se dégage au milieu des gaz combustibles.
« A cette source, dit M. Ville, on devra désormais en ajouter une autre plus importante encore : quand les volcans sont parvenus à la période d'apaisement où ils ne dégagent que de la vapeur d'eau, ils produisent une quantité énorme de sulfate d'ammoniaque que l'on peut extraire eni utilisant la chaleur de la vapeur qui a entraîné ce sel à la surface du sol. »
« Le seul volcan aqueux de Travale, dans la province de Volterre, en Toscane, en fournit chaque jour, d'après le professeur Becchi, 1500 kilogrammes, une tonne et demie! Il m'a été donné de constater un fait analogue sur un grand nombre d'autres volcans de la même origine. »
Les fabricants de noir animal qui calcinent des os, et bien d'autres industriels, pourraient recueillir cet agent defertiUté aujourd'hui perdu.
Quand les vérités professées par M. Ville seront plus répandues, on ne laissera pas ainsi retourner à l'atmosphère ce corps d'une application si certaine; il se fera certainement de petits appareils d'un emploi facile et qui pourront être adaptés dans toutes les circonstances oii il se produit de l'ammoniaque.
Le sulfate d'ammoniaque est soluble, très-assimilable, et se trouve dans le commerce presque pur ; il renferme à peine de 3 à 4 pour 100 de matières étrangères, et la quantité d'azote qu'il contient est toujours d'environ 20 pour 100.
Le troisième élément qui , d'après la doctrine de M. Ville, est indispensable à la végétation , c'est-à-dire Yacide phospho?Hque, ne se trouve, ni dans la nature ni dans l'industrie, à l'état de liberté ; il est toujours en combinaison avec une base qui est la chaux.
Celte combinaison, appelée phosphate de chaux, peut être en
proportions différentes, et constituer des corps plus ou moins solubles.
L'un de ces phosphates est composé d'un équivalent d'acide phosphorique uni à trois équivalents de chaux.
Acide phosplioi'iquc. . . Pli. 0'' 45 80 Chaux Ca. O 54 20
Un autre phosphate, appelé phosphate neutre de chaux, est composé d'un équivalent d'acide phosphorique, de deux équivalents de chaux, et d'un équivalent d'eau.
Acide phosplioriquc. . . Pli. 0» 52 20
Chaux Ca. 0 41 18
Eau HO 6 62
Enfin, le phosphate acide de chaux contient un équivalent d'acide phosphorique, un de chaux et deux d'eau. •
Acide phosphorique. . . Ph. 0" 60 68
Chaux Ca. O 23 94
Eau HO 15 38
Le premier, appelé phosphate tribasique, est absolument insoluble ; cependant, avec le temps, l'acide carbonique se développant dans la terre l'attaque peu à peu et il devient alors assimilable ; mais cette modification est toujours très-longue et très -incertaine.
Le second, quoique peu soluble dans l'eau, est facilement solubie dans l'eau contenant de l'acide carbonique.
Le troisième, extrêmement soluble dans l'eau, se change dans le sol en phosphate neutre, sous l'acfion du carbonate de chaux qu'il rencontre ; c'est donc le meilleur phosphate, et celui que les
fabricants d'engrais chimiques s'efforcent de produire au meilleur marché possible, en traitant les différents phosphates naturels.
Les phosphates de chaux que l'on rencontre dans la nature ou dans l'industrie sont les os des animaux, soit à l'état brut, ou le plus souvent ayant servi déjà, à l'état de noir de raffinerie, à purifier les sirops et les jus des fabriques de sucres. Ce noir, dit noir animal, depuis longtemps est employé en agriculture ; le phosphate de chaux y est assimilable lorsqu'il est réduit en poudre fine.
Parmi les gisements de phosphate de chaux, on doit mentionner les coprolites et les nodules : les premiers sont des excréments de sauriens fossilisés, que l'on trouve en petites masses de la forme et de la grosseur d'un œuf.
Les nodules, qui existent en amas assez importants dans les Ardennes, la Moselle et la Manche, contiennent 20 à 40 p. 100 de phosphate de chaux. Ce corps existe également dans la Marne en quantités plus ou moins notables.
Les falunières de Touraine et autres dépôts pourraient également être utilisés.
Sous le nom d'apathite, on désigne une roche de phosphate de chaux réunie à du fluorure de calcium. Cette roche fait partie des couches volcaniques et se montre au lac de Laach, sur les bords du Rhin, à Albano, près de Rome, au Saint-Gothard et dans le pays de Galles.
Les mines de Logrosan , en Espagne , peuvent en fournir de grandes masses, faciles à exploiter, et contenant en moyenne de 70 à 80 p. 100 de phosphate de chaux.
Lorsque, par le développement de la consommation, la demande de cette mafière sera devenue plus générale, les moyens de transport, aujourd'hui défectueux, seront améliorés, et le phosphate de Logrosan viendra alimenter le marché agricole.
Ces phosphates minéraux, réduits en poudre, donnent de bons résultats dans les terres rendues acides par la quantité de débris végétaux qu'elles contiennent ; dans la plupart des cas, cependant, ils doivent subir un traitement avant d'être répandus sur le soL
En les arrosant avec de l'acide sulfurique hydraté, cet agent s'empare d'une partie de la chaux, et on obtient un mélange de sulfate de chaux et de phosphate acide de la même base.
La matière ainsi obtenue a reçu le nom de supeiyhosphate, et l'acide phosphorique qu'elle renferme est amené à 'devenir parfaitement assimilable par les plantes. Quelquefois cette action de l'acide phosphorique est très-lente et très-incomplète ; dans les
Colza fumé avec l'ammoniaque. Colza fumé avec le nitrate de soude.
phosphorites du Nassau, qui contiennent des traces de fer, l'action de l'acide sulfurique se trouve paralysée en partie, et tout ce qui a résisté à l'action de l'acide phosphorique est perdu pour la culture.
Ces phosphates de Nassau contiennent du carbonate de chaux et du fluorure de calcium, et cette chaux en excès se combine lentement avec le superphosphate fabriqué, de manière à en ramener
une partie à réît£at insoluble, si cet engrais n'est pas immédiatement utilisé.
En Angleterre, chez M. Lawes, à l'aide de meules horizontales, on réduit en poudine les nodules, le noir animal et les autres produits phosphatés. Cette poudre est déversée sans interruption dans de grands cylindrœfs en fer, où des agitateurs, animés d'un mouvement rapide, la nutélangent intimement avec de l'acide sulfurique, qui arrive égalememit par un courant non interrompu. La pâte s'écoule dans de grands baacs en maçonnerie, où elle s'épaissit, en dégageant une assez fcoirte quantité de chaleur, causée par l'action de l'acide sulfurique.
Une visite que mous venons de faire dans le pays de Galles, à Swansea, chez M. Vivian, nous permettra, dans une livraison prochaine, de décrirci lia production du sulfate d'ammoniaque extrait des eaux d'épurati(oin du gaz, et la fabrication détaillée des superphosphates de cham:x. — Disons, dès à présent, qu'à Swansea on produit 10,000 tonmes de superphosphates tous les ans, et qu'ils sont enlevés sans reettard par les agriculteurs anglais.
En France, noms^ avons vu cette fabrication se faire plus simplement et sur une mioindre échelle : le phosphate, pulvérisé par une meule verticale, esstt placé dans iin grand cylindre mû à bras, où l'acide sulfurique esstt versé sur le sulfate de chaux. Le mélange peut se faire également smir une aire, et il n'est pas nécessaire d'avoir pour ces opérations des ^appareils très-compliqués.
Les phosphates de chaux fossiles pulvérisés sont comptés 6 francs les 100 kiikogrammes; le superphosphate de chaux assimilable est compté 11(6 francs.
Le quatrième éilement, la chaux, est le meilleur marché de tous ; il n'entre pais; dans les mélanges à l'état de chaux éteinte, car sous cette formue il décomposerait les sels ammoniacaux , et, joint au superphosp)hate,, reviendrait en partie à son insolubilité première. Trouvantt dans le sol de l'acide carbonique, la chaux reconstituerait du cairlbonate de chaux, dont les terres sont surabondamment pourwmes.
PARIS. — TYP. A. MARfiC.
183* UV.
Après divers essais, M. G. Ville s'est décidé à employer, préférablement à toutes les autres sources de chaux, le sulfate ou plâtre, qui a de plus l'avantage de fixer l'eau des autres corps mêlés avec lui, ce qui, en les desséchant, les maintient pulvérulents.
C'est avec ces différents produits que M. Ville a pu faire, à Vincennes, la série d'expériences qui ont arrêté sa doctrine, expériences qu'il continue encore aujourd'hui, bien que les résultats sur les principales cultures soient désormais considérés comme acquis à la science.
Le champ est situé derrière la tribune de la Société des steeplechases de Vincennes; il s'étend sur quatre hectares, divisés mathématiquement en parcelles d'un are, séparées par des allées, et dont l'arrangement est quadrillé comme une table de Pythagore. Un petit pavillon contient : au rez-de-chaussée, le magasin des engrais, renfermés dans de petits barils bien proprement rangés; un laboratoire et une salle destinée à conserver le spécimen des récoltes de chaque année. Un logement pour le gardien du champ, une tente et ce qu'il faut pour faire un cours en plein air, constituent toute l'installation du professeur.
Les parcelles d'un are sont disposées de telle sorte que dans un sens ce sont les variétés engrais qui varient de composition, et que dans un autre ce sont les plantes qui varient de nature. Par conséquent, au premier coup d'œil on peut voir quels ont été, sur telle ou telle graine, les effets de telle ou telle composition d'engrais.
Ce n'est pas seulement sur les évolutions d'une année qu'ont porté les études de M. Ville; il y a telle parcelle de terre qui, depuis dix ans, produit du blé au maximum de rendement, à la condition de recevoir tous les ans le chargement indispensable des corps nécessaires à sa fécondité. La parcelle voisine, où la même continuité de culture a été maintenue sans rapports annuels d'engrais, montre, par l'état misérable de ses produits, que les éléments assimilables lui font défaut.
D'après les expériences de M. Ville, pour pouvoir cultiver inde-
finiment la même tterre avec les engrais chimiques, il faudrait rendre toujours à la terre}, par les engrais, plus de phosphate de chaux, plus de potasse, jplus de chaux qu'on ne lui en a pris. Quant à l'azote, suivant la plante que l'on cultive, il faut en rendre plus ou moins.
S'il s'agit de fr(oment, il faut au moins rendre 50 p. 100; s'il s'agit de légumineîuses, qui prennent tout leur azote à l'air, il est inutile d'en rendrez à la terre, les minéraux seuls suffisent.
Dans le champ de Vincennes, on expérimente non-seulement les graminées, mais (encore les betteraves, les pommes de terre, la luzerne, le colza, les choux, le lin elle chanvre.
Les études sur la betterave ont été aussi heureuses que celles faites sur les céréales. La moyenne de cent quatre-vingt-dix expériences, pratiquée^s non-seulement à Vincennes, mais encore chez les correspondants, de M. Ville, a montré que :
1,326 kil. d'engrais cliiïmique ont produit. . . 61,9/18 kil. de betteraves par hectare. 50,650 dé fumier die ferme n'ont donné que. 51,811
Soit en nombre rond un excédant de. . 10,137 kil. par hectare, en faveur de l'engrais chimique.
Sur ces cent qmatre-vingt-dix expériences, on avait obtenu huit fois plus de 90,00i0 kil., tandis qu'avec le fumier de ferme on avait pu atteindre à peime à 70,000.
La culture de la betterave a confirmé encore la théorie de la Dominante ; ainsi,, en augmentant la dose d'azote, on a obtenu des rendements propoirtionnellement considérables. Savoir :
Eîngrais sans azote. . . . .
Engrais avec 80 kil. d'azote.
Récolte à Thectare.
. 36,834 kil.
Quant à la portée économique de ces résultats, laissons parler M. Ville :
« Avec l'engrais sans azote, on a obtenu 36;,834 kil. ; avec 80 kil. d'azote, on a obtenu 47,323 kil. ; différence : 10,391 . »
Disons 11,000 kil. — Que valent ces 11,000 kil. d'excédant? 220 fr.. Et l'azote qui les a produits? 160 fr.— Bénéfice net : 60 fr.
« Porte-t-on l'azote à 100 kil., l'excédant de la récolte atteint 14,166 kil., et le bénéfice 108 fr.
La dose de l'azote est-elle de 130 kil., cette fois l'excédant de la récolte s'élève à 22,826 kil., et le bénéfice à 228 fr.
Ceci justifie l'une de nos principales conclusions de 1867, à savoir: «que, pour obtenir avec économie d'abondantes récoltes, il faut élever la dose de la dominante, sans augmenter proportionnellement celle des trois autres termes de l'engrais. » ^
L'action des engrais chimiques, judicieusement disposés, sur la richesse de rendement en sucre est aussi favorable que sur les quantités en poids.
Contrairement à ce qui s'observe dans les départements du Nord, où l'on se sert de fumier et d'engrais flamands, qui donnent d'énormes récoltes, allant jusqu'à 70,000 kilogrammes à l'hectare et dont la racine est caverneuse, le tissu spongieux^ et le sucre de plus en plus absent.
Plusieurs expériences, faites à Vincennes, démontrent le fait avancé par M. Ville, notamment en 1868, où l'on a obtenu les résultats suivants :
Récolte Sucre à l'hectare. dans le jus.
Engrais complet au nitrate de potasse 61,750 kil. 10,69 O/o
Engrais complet au nitrate de potasse et au nitrate de soude. 58,800 10,82
Engrais complet au sulfate d'ammoniaque 55,450 10,58
Engrais complet sans azote 34,950 9,88
Terre sans aucun engrais 25,600 10,45
Pour le bon développement de la betterave à sucre, il est nécessaire que l'azote soit absorbé entièrement six semaines avant la maturité de la racine, pour que les feuilles ne se développent plus avec autant d'intensité, et que le sucre reste dans la racine ; cette condition est remplie avec l'emploi des engrais chimiques, parce
que l'azole à l'étiait de nitrate est directement absorbé dans la première période de croissance des plantes, tandis qu'avec l'emploi des engrais dans llesquels l'azote est à l'état de matière animale, il faut qu'il passe dl'aibord à l'état de nitrate ou de produit ammoniacal, ce qui mainttient un excès d'azote tant que les betteraves sont en terre. De plus,, le fumier et l'engrais flamand contiennent une grande quantité d(e sulfate et de chlorure, qui empêche la cristaUisation du sucre co)ntenu dans les jus.
Comme expérience faite en grand des principes de M. Ville, le professeur cite ks? rendements suivants, obtenus par M. Gavallier, au Mesnil-Saint-Nicaise (Somme).
Dépense pair hiectare, avec l'engrais chimique. 350 fr.
— avec le fumier. . . . 600
Rendement paar hectare, avec l'engrais chimique. . . 52,700 kil.
— avec le fumier 3/i,800
Sucre obteniu îà l'hectare, avec l'engrais chimique. . . 3,251
— avec le fumier 2,053
L'expérience a prouvé également que pour la betterave, l'azote doit être donné à lia terre à l'état de nitrate, et non à l'état de sulfate d'ammoniaque ; amssi l'engrais par excellence, pour la betterave, est-il composé pouir cent parties de :
aux 100
kil.
à l'hectare.
Superphœsphate de chaux . .
. 37 kil.
600 kil.
M. Ville a voullu comparer les eff'ets des engrais chimiques sur les cannes à sucre avec ceux de la betterave, et il a résumé dans un tableau les effets obtenus sur ces deux plantes.
D'après ce tableau, on voit qu'avec l'engrais complet, les rendements de betteraves et de cannes donnent presque le même poids,
59,640 kilogrammes pour la betterave, 57,700 pour la canne. Si l'on supprime l'azote, comme la betterave en a un grand besoin, son rendement descend à 36,834, tandis que celui de la canne est encore de 56,200.
ff
Xègende
Sélte^ave. '■ Canne.
Si, au lieu de supprimer l'azote, on supprime le phosphate de chaux, la betterave descend à 37,000 kilogrammes, mais la canne descend à 16,000. C'est donc le phosphate de chaux qui est la dominante de l'engrais à donner à la canne.
Pour la canne, comme pour la betterave, le phosphate de chaux développe la richesse en sucre ; ainsi, dans une des expériences, les cannes fumées avec les engrais chimiques contenaient 17,80 pour 0/0 de sucre, et les cannes non fumées 1 1,52.
M. Ville a expérimenté à Vincennes le maïs géant et le sorgho, dans lesquels il a trouvé une grande quantité de sucre, surtout dans le dernier ; les expériences ont démontré que l'engrais le meilleur, pour ces deux plantes, est l'engrais complet classé sous le n" 5, et comprenant, pour 1,200 kilogrammes :
Phosphate acide de chaux. 600 kil. 96 fr.
Nitrate de pctasse. . . . 200 124 Sulfate de cliaux. ... 400 98
318 fr.
M. Ville a également étudié le topinambour, le rutabaga et le turneps ; il a remarqué que sur toutes ces plantes, qui peuvent au besoin donner du sucre cristallisable ou non, la dominante de
Sans aucun engrais. Engrais complet n» 5.
