L'acide sulfurique se comporte comme Tacide carbonique

5. Assimilation des principes fertilisants. — Si les expériences dont nous venons de résumer les résultats ne font pas connaître, ce qui eût été si précieux pour réconomie rurale, quelles sont les eaux, fertilisantes ou non, qui conviennent le mieux à tel genre de culture, et quelle action le volume employé de ces eaux exerce sur le rendement, du moins démontrent-elles que l'eau, quand elle n'apporte pas la fertilité par elle-même, fournit le moyen de fertiliser, en dissolvant les principes assimilables dans le sol et en facilitant leur absorption.

L'eau d'irrigation, comme on l'a vu, amène en effet dans le sol de l'acide carbonique et de l'oxygène. L'oxygène réduit les matières organiques et minérales du sol en donnant naissance à de l'acide carbonique et à de l'acide sulfurique. L'acide carbonique ainsi produit, de même que celui renfermé dans l'eau d'irrigation, agit comme dissolvant et déplace les matières minérales du sol en formant, d'une part, des composés plus solubles et assimilables, et d'autre part, en distribuant plus uniformément ces composés dans le sol. Le protoxyde de fer qui est nuisible se convertit en oxyde utile, notamment pour l'absorption de l'acide phosphorique. Enfin, la chaux apportée au sol, ou y préexistant, est rendue soluble par l'acide carbonique.

LES IRRIGATIONS. yt)

*i L'irrigation, d'après Boussingault, en mettant en circulation dans le sol des matières convenablement modifiées pour être absorbables, les offre aux plantes au fur et à mesure de leurs besoins, aux époques de végétation où ces besoins sont impérieux, d'après un véritable dosage, soustrayant Tengrais à l'action dissolvante des eaux pluviales. Cet avantage est surtout manifeste dans l'applications des engrais liquides (i). »

Parmi ces matières convenablement modifiées, les principes azotés Jouent le plus grand rôle dans la végétion. Boussingault considérait, il y a longtemps déjà, que dans 1 état de nos connaissances, il était naturel d'attribuer ces principes, soit à l'ammoniaque, soit à l'acide nitrique. Ses expériences sont venues, du reste, démontrer que la décomposition du gaz acide carbonique par les feuilles est surbordonnée à l'absorption préalable d'un aliment pouvant être de l'ammoniaque, une matière organique putrescible, ou un nitrate ; il suffit pour cela que l'azote étant assimilable, puisse concourir à la formation du tissu azoté de la plante. Au demeurant, le nitrate agit sans qu'il soit nécessaire d'ajouter dans le sol, comme Kuhlmann le pensait, du fumier ou une matière organique putrescible, dans le but de produire du carbonate d'ammoniaque.

« La démonstration du fait que le nitrate agit isolément d'une manière très favorable sur la végétation et par absorption directe, permet de comprendre pourquoi certaines eaux exercent sur les prés des effets extrêmement marqués, quoique renfermant à peine des traces d'ammoniaque; c'est que ces eaux contiennent ordinairement des nitrates qui concourent comme l'ammoniaque, mieux même que l'ammoniaque, à la production végétale.

il) Comptes rendus Acad. des sciences, Janv. 1837.

loo I.ES IRRIGATIONS.

<c Que le nitrate provienne de Tunion des éléments de l'air, ou que, résultant de la combustion lente de débris organiques, il soit apporté par les eaux, il ajoute incontestablement des principes azotés assimilables à ceux introduits par le fumier. C'est par son intervention, combinée à celle de Tammoniaque atmosphérique, qu'on peut expliquer l'excédent d'azote des produits de la prairie par rapport à celui du sol et des engrais.

« La pluie est, il est vrai, le véhicule de l'ammoniaque atmosphérique, mais en supputant, d'après le volume des eaux pluviales, ce que la terre reçoit de principes fertilisants en dehors de l'engrais, on néglige ce que lui apportent les eaux vives d'irrigation, d'imbibition ou d'infiltration qui entraînent dans leur parcours des matières utiles et renferment la plupart des nitrates (i). «

Les terres des plateaux élevés n'ont guère d'autres engrais que les matières minérales dérivées des roches, et les eaux météoriques ; par contre, dans les terres à moindre altitude, soumises à la culture et fortement fumées, les eaux météoriques, comme celles d'irrigation qui s'y infiltrent, entraînent plus de principes fertilisants qu'elles n'en apportent. Aussi trouve-t-on constamment dans l'eau de drainage, « véritable lessive des terrains cultivés, » des nitrates et des sels ammoniacaux; aussi est-il de meilleure pratique de donner à la terre, en présence de fréquents arrosages ou de pluies prolongées, un fumier frais renfermant les éléments des nitrates et des composés ammoniacaux, plutôt qu'un fumier consommé où ces sels dominent déjà à l'état soluble.

De toutes manières, l'avantage des nitrates sur les composés ammoniacaux est, qu'ils restent et qu'ils persistent comme agents de fertilité, alors même que l'eau qui les a

(i) Boussingault, Comptas rendus AcaJ, des sciences, nov. i855.

LES IRRIGATIONS. loi

introduits dans le sol se dissipe par Tévaporation. Il s'ensuit que les plantes s'améliorent dans leurs conditions nutritives par les nitrates et que notamment la prairie devient plus fertile, en suite des irrigations bien conduites.

La présence des nitrates dans le sol est trop importante pour que nous n'envisagions pas ici la question plus large de la formation de l'azote minéral, c'est-à-dire à l'état nitrique et à l'état ammoniacal , sous l'influence de l'arrosage.

• 6. Nitrates et nitriflcation. — Qu'il s'agisse du terreau le plus fertile ou du sol le plus pauvre, il a été démontré que l'azote y existe à l'état ammoniacal et nitrique, ou à l'état organique résultant de la vie végétale ou animale. Ce dernier est toujours en proportion beaucoup plus élevée, mais il ne peut être utilisé directement par la végétation qu'à la condition de passer par l'état minéral qui devient ainsi de beaucoup le plus important pour la fertilité.

Dans son Agronomie (i), Boussingault a -donné de nombreuses analyses de terrains, en vue d'établir la teneur en acide nitrique de leur couche arable. Il a évalué cet acide en le supposant combiné à la potasse, c'est-à-dire qu'il a indiqué en poids de nitrate de potasse à l'hectare, les teneurs de diverses terres, parmi lesquelles nous citerons seulement :

Sols de prairies.

Nitrate do potjusc.

kil.

Prairie du bord de la Sauer 4.323

des Vosges ( gravier 74-4^ i

du Haut-Rhin ^calcaire) 3ô.3oo

ii)T. H, iSôr.

ic)2 LKS IRRIGATIONS.

Terres labourées.

kil.

Vigne du Liebfranenberg ;. 224

— de Lampertsioch i4'7^4

Champ de blé 6.600

betteraves 4- 38(»

— trèfle 6.006

^ maïs 2.640

— navets 9.636

Les quantités de nitrate varient ainsi entre des limites considérables, dans une couche de o™,33 de profondeur, de sol végétal.

D'autres recherches du même savant ont démontré que la nitrification de la terre végétale a lieu aux dépens des substances organiques de l'humus que l'on rencontre dans tous les sols fertiles, indépendamment de Tazote gazeux de Tair et des matières hydro-carbonées du sol. M. Schlœsing (i) a confirmé à son tour et étendu, par un grand nombre d'expériences méthodiques , les faits observés par Boussingault.

Un poiot intéressant, étudié par M. Schlœsing, concerne la terre dont Thumidité a été portée au maximum d'imbibition (24 pour 100), dans laquelle la combustion de la matière organique et la nitrification sont encore actives, comme dans une terre moins humide où l'atmosphère confinée est fort appauvrie en oxygène.

Les expériences classiques de Kuhlmann ayant démontré que Tacide nitrique peut être converti directement en ammoniaque, M. Schlœsing a voulu déterminer ce que deviennent les nitrates, quand ils se détruisent dans une atmosphère privée complètement d'oxygène, c'est-à-dire dans un milieu réducteur. Si , en effet les nitrates descendant dans le sous-sol et y rencon-

(I) Étude de la nitrification des sols, Comptes rendus Acad. des sciences ,

LES IRRIGATIONS. io'3

trant un milieu privé d oxygène, s'y transforment en ammoniaque, Tirrigation ne ferait qu'accélérer la perte de l'azote, en empêchant le sous-sol de le conserver sous forme assimilable.

Il a été reconnu expérimentalement que les nitrates disparaissant ne sont pas remplacés par une quantité équivalente d'ammoniaque dans l'atmosphère privée d'oxygène du sol, mais qu'il se produit de Tazote libre correspondant non seulement à celui des nitrates, mais encore à une partie de Tazote des matières organiques azotées du sol.

Quel est alors le rôle de la terre végétale sur la nitrifi cation des matières organiques azotées, notamment sur celles apportées par les engrais? Dans d'autres recherches entreprises pour définir ce rôle, Boussingault (i) avait fait voir antérieurement que c'est bien à l'influence de la terre qu'est due l'oxydation de l'azote des matières organiques, car aussi bien dans le sable que dans la craie, deux de ses principaux éléments , les matières azotées fournissent seulement des traces de nitrate.

Les bases minérales du sol exercent, sans aucun doute, une action sur les progrès et l'intensité de la nitrification, mais c'est dans la terre végétale, déjà nitri- Hable spontanément, que les matières organiques azotées développent le plus d'acide nitrique et le moins d'ammoniaque. La limite de nitrification spontanée est fixée par la présence des principes azotés nitrifiables.

Finalement, MM. Mûntz et Schlœsing (2) ont constaté dans de nouvelles expériences que la nitrification n'est pas un simple fait d*oxydation de l'azote, mais un acte physiologique lié à la présence d'organismes inférieurs, c'est-à-dire une fermentation déjà pressentie, dès 1862,

(i) Mémoire d'agronomie, 1878, t. VI.

{i) Comptes rendus Acad. des sciences, 1877.

par M. Pasteur. La porosité du milieu n'est, par suite, aucunement nécessaire à son accomplissement, et la condition primordiale réside dans la présence de ferments aptes à se développer aux dépens de Tazote des substances organiques.

Warrington a confirmé ces faits (i), expliquant par la transformation des sels ammoniacaux en azotates, dans la terre en voie de nitrification , la quantité notable de nitrates qui a été trouvée dans les eaux de drainage des champs de Rothamsted, abondamment fumés à Taide des sels ammoniacaux (2).

Comme conclusion à retirer de cet ensemble de recherches, il apparaît que la nitrification, qui est une cause d'enrichissement du sol en azote assimilable, ammoniaque et acide nitrique, donne lieu, que le sol soit irrigué ou non, à une perte d'azote organique à l'état gazeux.

Les sources médiates ou immédiates de cet azote assimilable que les végétaux spontanés, ceux des prairies, par exemple, rencontrent dans le sol, l'eau et l'air, sont au nombre de deux seulement (3).

a) Acide nitrique et ammoniaque atmosphériques, arrivant au sol et à la plante par l'intermédiaire des météores aqueux, pluies, rosées, etc., et des eaux d'irrigation;

b) Ammoniaque provenant de la décomposition, au contact de l'oxygène atmosphérique et des eaux, des matières organiques azotées, végétales ou animales de l'humus et des engrais; acide nitrique résultant de la nitrîfi-

(i) Ann. de chinu et de pf^'^-j t» XIV, 187S.

(2) Rothamsted ; Trente années d*€xpériences ^agricoles de MM. Laves et Gilbert^ par A. Ronna, 1877, p. i63.

(3) L. Grandeau, Chimie et Physiologie : Cours d'agric. de V École forestière, 1879, p 49-"'-

LES IRRIGATIONS. lob

cation proprement dite par Taction des ferments sur les mêmes matières.

7 . Utilisation de l'azote. — Quelle est l'importance dans le sol, de la production d azote provenant de ces sources? Quelle est la consommation des récoltes en azote, et quelle est la proportion entraînée hors du sol, soit par les eaux de drainage, soit par d'autres causes mal expliquées? Telles sont les questions auxquelles MM. Lawes et Gilbert ont voulu répondre en instituant à Rothamsted les expériences culturales et les recherches de laboratoire qu'ils ont dirigées pendant plus de quarante années consécutives.

Grâce à ces essais ils ont reconnu, relativement à l'accumulation et à Tépuisement de l'azote dans le sol, que malgré Teffet puissant des engrais azotés, les deux tiers de l'azote n'ont point été recouvrés dans l'augmentation des récoltes , lorsque les sels ammoniacaux ont été appliqués en automne au froment ; mais lorsque le nitrate de soude lui a été appliqué en couverture au printemps, la quantité d'azote recouvrée par la récolte n'excédait guère la moitié. Avec l'orge également, dont la fumure a lieu au printemps, la moitié à peu près de l'azote fournipar l'engrais a été récupérée par l'excédent de récolte. Ils ont été ainsi naturellement conduits, en présence du déHcit de moitié à deux tiers de l'azote, à rechercher l'importance de la perte causée par les eaux drainant le sol (i). L'accumulation de l'azote de l'engrais à un état de combinaison ou de distribution plus ou moins favorable pour l'assimilation des récoltes ultérieures, qui est une seconde cause de perte, ne peut s'établir qu'en connaissant le stock azoté du sol lui-même, avant et après l'addition de l'engrais.

il) Rothamsted, loc. cit., p. i6i. j^^tS^^^P^/l A^

lof) LES IRRIGATIONS.

8. Eaux de drainage. — La déperdition d azote par les eaux qui drainent les sols arables a été d'abord minutieusement étudiée par le professeur Way (i). Plus tard, à l'occasion des essais sur Tirrigation des prairies de Rugby avec les eaux d'égout de la ville, Way assista MM. Lawes et Gilbert, en faisant l'analyse de soixantedeux échantillons des eaux drainées dans les prairies en arrosage. Le tableau XII offre un résumé des analyses exécutées sur les eaux, avant et après l'irrigation des deux pièces de 2 et de 4 hectares, en prairie (2). On remarquera que la plus grande partie des matières en suspension sont retenues dans le sol, mais que leau de drainage renferme à peu près la même dose de matières organiques et inorganiques en dissolution, car si Teau d'égout abandonne au sol certains éléments fertilisants, elle lui en reprend d'autres que l'on retrouve dans l'eau de drainage. En somme, une partie seulement de l'azote de l'eau d'égout est recouvrée par l'augmentation de la récolte, car l'eau de drainage en tient encore de 20 à 3o pour 100.

Sur une autre collection d'échantillons, faite spécialement en vue du dosage de l'acide nitrique, l'analyse a montré que, dans l'eau de drainage, l'azote est bien plus abondant à cet état qu'à celui d'ammoniaque, et se perd en grande partie sous forme d'acide nitrique. Le tableau XIII porte les résultats sommaires de cette recherche. L'eau d'égout ne renfermait pas d'acide nitrique en quantité appréciable, mais l'eau de drainage en contient plus que d'ammoniaque; ce qui démontre que le sol retient beaucoup moins d'azote par rirrigation

(1) On the comiK>sition of the water of land drainage. Journ. Roy. Agric. Soc. EngL, vol. XVII.

(2) Journal d' Agric. prat,, 1876, t. I, p. 809.

xr\ -

•xs •

« cvxi 1 t>. O a. 1 cy. c -

) — li-i -

t^ c.o» oc oc « - 1

^ fe-.c.

o «-» - 1 vO O -* 1 »r» MX

. prsac

îT •••

M kT» e^

"tO

2» Jî o c ô c

^ vo t^vc

oo e*^f^

kTl

•i-» Xî*>

ç ÎJO

^ iS

e c -* oS

•if

» ce

«et

os"?

io8

LES IRRIGATEONS.

»: iTs

iri

^ tl

ctf

LES IRRIGATIONS. ioq

qu'on ne serait enclin à le supposer d'après la composition de l'eau d*égout (i).

Depuis ces recherches, les professeurs Vœlcker et Frankland ont analysé séparément les eaux de drainage de diverses parcelles du champ consacré à la culture du blé et régulièrement drainé (Broadbalkfield). Les déterminations de M. Vœlcker ont été faites sur des échantillons d*eau des drains en plein écoulement, prélevés à diverses époques de Tannée, de 1866 à 1868, et cellesde M. Frankland, sur les eaux provenant de drains à faible écoulement, et recueillies pour les mêmes parcelles, de janvier 1872 à février 1873.

Sans aborder le détail de ces dosages, malgré Tintérèt qu'il présente, nous présentons leurs moyennes qui s'appliquent à un sol cultivé en blé, dans un cas, depuis vingt-deux ans, et dans l'autre cas, depuis vingt-huit ans.

On peut conclure du tableau XIV : i** que les eaux de drainage contiennent une forte proportion d'azote à l'état de nitrates et de nitrites; 2^ que la quantité de nitrate augmente proportionnellement à la dose d'ammoniaque ou de nitrate employée dans l'engrais, et 3** que, même sur un sol depuis de longues années sans fumure, il y a perte considérable d'azote par le drainage.

Comme le sous-sol, à Rothamsted, repose sur la craie existant à peu de profondeur au-dessous de la surface, le drainage s'y opère , même lorsque les drains de Broadbacklfield ne coulent pas. Il est donc impossible d'évaluer la quantité totale d'eau drainée et la perte totale en azote de ce chef.

Il y a lieu de signaler que sur la parcelle n** 2 , engraissée depuis des années avec du fumier de ferme , la

II) Les tableaux XII et XIII sont établis d'après les analyses relatées par MM. Lawes et Gilbert : On the composition, value and utiliration of town tewage; Jouru. chem, soc.^ 1866, p. 39 et 41.

iio LES IRRIGATIONS.

perméabilité très développée du sol fait que les drains y coulent très rarement, et quand ils coulent, c'est qu'il y a eu un grand excès de pluie, et d'autres eaux peuvent alors gagner les drains. Toutefois la moyenne des analyses, pour cette parcelle, indique que la dose de nitrates et de nitrites y est moindre que dans la parcelle n" 6, par exemple, ayant reçu 45 kilogr. 9 d'azote à l'hectare, au lieu des 224 kilogr. que représente le fumier. On n'en constate pas moins par l'analyse que le stock d'azote, à la surface de la parcelle n** 2, est très grand , beaucoup plus grand que dans les parcelles ayant reçu des sels ammoniacaux ou du nitrate.

Les détails des analyses font voir encore qu'en hiver, la perte d'azote par drainage est plus forte qu'au printemps et à l'été. Ainsi, après l'application de sels ammpniacaux pour le blé, à l'automne, les eaux d'égouttement du sol renferment de 2 à 3 cent-millièmes d'azote à l'état de nitrates et de nitrites. Le calcul établit que pour chaque cent millième d'azote dans l'eau de drainage, il se produit une perte de 895 grammes à l'hectare, par centimètre de hauteur d'eau pluviale ayant pénétré au delà des racines. Si donc il venait à filtrer annuellement de i5 à 20 centimètres d'eau de pluie ou d'irrigation, dans ces mêmes conditions, la déperdition serait énorme.

Sur une surface donnée, le nitrate de soude, ou les produits de sa décomposition, sont moins absorbés que l'ammoniaque des sels ammoniacaux. Il s'ensuit que les grosses pluies après les semailles entraînent plus d'azote, à égalité de fumure, lorsque l'on emploie le nitrate.

L'époque de fumure agit sur la teneur en azote de l'eau de drainage. En effet, bien que la pièce en orge (Hoosfield) ne soit pas drainée artificiellement et ne se prête pas aussi bien que celle en blé à des démonstrations précises, on déduit de la statique des cultures que

lie

-r «^ c:: «"': C^ '^■• ^ i/. n ri rn —

M fc -r ce -r 3C

«de o - -

r-x \r^ irj ITj Uj iTj

C^ r^ ro 1 . -r c^

ZOT

ISS .ti « c