II. — EAU, SOL ET CULTURES

La quantité d'eau dont les plantes ont besoin théoriquement pour leur nutrition et leur croissance est faible, relativement à celle qu'il faut en pratique leur assurer pour qu'elles acquièrent leur plein développement. Cette différence se justirie par l'énorme dépense d'eau due à l'exsudation des parties vertes des plantes et principalement des feuilles. La force de transpiration qui influe sur la consommation d'eau de chaque plante dépend de plusieurs circonstances, à savoir : Thygroscopicité des terres, leur état de fumure, l'espèce de plantes, la chaleur et l'intensité de la lumière.

L'excès d'humidité, nous l'avons dit, est aussi fatal pour Jes plantes que la sécheresse, car lorsque le sol est saturé d'eau à l'excès, l'arrivée de l'air est interceptée, les racines périssent faute d'oxygène, et il se forme des composés nuisibles à la végétation. Beaucoup de sols tourbeux sont dans ce cas : ils ne peuvent alimenter que des plantes aquatiques. C'est seulement lorsque les terrains marécageux sont submergés pendant une partie de l'année par les eaux stagnantes, qu'ils se couvrent d'une végétation mixte dans laquelle, à côté des joncs, des scirpes, des louchets^ etc., on reconnaît d'autres plantes de prairies. Le dessèchement devient ainsi la première condition pour mettre en culture les sols saturés d'eau.

1. Évaporation des plantes de culture. — La propriété qu'ont les végétaux d'évaporer de l'eau par

i32 LES IRRIGATIONS.

leurs feuilles, a une importance considérable, puisque son bon fonctionnement garantit non seulement la crois sance et la vigueur, mais l'existence même des plantes. Dès 1691, le docteur Woodward faisait des expériences sur l'évaporation de diverses plantes et sur Tinfluence de la composition des eaux par rapport à leur évaporation (i). M. Lawes a résumé ces essais, en même temps que ceux du docteur Haies, déjà très connus, sur la transpiration des feuilles de Thélianthe, du chou, de la vigne, du pommier et de Toranger (2), et les expériences faites à l'instigation de Haies par Miller, au jardin botanique de Chelsea, en 1726, sur le bananier, Taloèset le pommier.

Au dix-septième siècle, la plupart des naturalistes pensaient que Taugmentation du poids des plantes était proportionnelle à la quantité d'eau que leurs organes fixaient par l'absorption des racines et l'évaporation des feuilles. Woodward démontrait que la plante offrant la plus luxuriante végétation avait évaporé la plus grande masse d'eau par rapport à son poids; que la plante poussée dans l'eau distillée s'était faiblement développée; tandis que celle venue dans l'eau de source, imprégnée de terre de jardin, était beaucoup plus florissante. Haies, à son tour, prouvait qu^ les plantes vertes persistantes transpirent moins que celles à feuilles caduques; que les végétaux, en général, évaporent plus le matin que le soir; qu'ils absorbent souvent de l'humidité par leurs feuilles pendant la nuit, et que la quantité d'eau évaporée est en relation directe avec la température diurne.

Dès procédés de recherche beaucoup plus compliqués, dus à Calandrini et suivis par Bonnet, pour évaluer le

{i)Phii. Trans. Roy. Soc, n" 253. Mariotte, paraît-il, s'était occupé avant Woodward de la transpiration des plantes; Toir ses Essais de physique.

(2) Statical essays, 1721,

LES IRRIGATIONS. i33

rapport de Tévaporation entre les faces supérieure et inférieure des feuilles, furent utilement amendés par Guettard. Les mémoires de ce dernier, insérés dans le recueil de l'Académie des sciences (1748 et 1749), donnent les résultats d'essais remarquables à bien des points de vue. Depuis lors, les recherches sur la transpiration se sont multipliées, sans que les botanistes Senebier, Dutrochet, Meyer et de CandoUe aient fait notablement avancer la connaissance des fonctions des feuilles. En tout cas, aucune observation ne se référait directement à la solution du problème agricole.

M. Lavves, de 1849 à i85o, entreprit le premier une série d'observations sur la transpiration des principales plantes cultivées, céréales et légumineuses, pour déterminer la quantité d'eau qui y circule, eu égard aux éléments qu'elles avaient fixés et à l'origine de ces éléments. Elles ont été relatées dans un mémoire de la Société d'horticulture de Londres (i).

On choisit parmi les graminées, le blé et l'orge, et parmi les légumineuses, les fèves, les pois et le trèfle. Le programme des expériences s'étendait :

!• Au choix de sols connus par leur composition, et à leur emploi en quantité suffisante pour le libre développement des racines;

2'* Aux moyens d'empêcher Tévaporation du sol de se produire autrement que par les plantes mêmes ;

3* Aux moyens de fournir aux sols des poids d'eau fixés, suivant leurs besoins ;

4" A la détermination par la balance, de Teau évaporée dans un temps donné ;

5" Au dosage de la matière sèche et des principaux élé-

(0 Expérimental investigation intothcamountof watergiven otfby plants durin^ thcir growth, cspecially in relation with their contituents. Journ, Hor, Soc. Ijrtndony i83p, vol. V.

i34 LES IRRIGATIONS.

ments fixés dans les plantes, par rapport à Tévaporation totale durant leur période de croissance;

6° A l'étude de Torigine des éléments fixés, provenant du sol, de l'engrais ou de Tatmosphère.

Par suite de l'imperfection de la méthode analytique des sols, M. Lawes préféra la synthèse, fondée sur la comparaison entre eux de sols non analysés , laissés à l'état naturel ou additionnés d'engrais connus.

Des plants de blé, d'orge, de fèves et de pois ayant atteint 7 centimètres de hauteur en caisse, et du trèfle extrait directement de la prairie, furent transférés dans trois séries de pots d'expérience, correspondant à trois sols différents; c'est-à-dire que le sol de la série i provenant d'une pièce ayant donné dix récoltes successives de froment sans engrais, fut additionné d'engrais minéral complet pour la série 2; et le sol de la série 2 ainsi formé, fut additionné de chlorhydrate d'ammoniaque pour la série 3.

Depuis la plantation jusqu'à la pleine croissance, il fut procédé, avec tous les soins voulus, à une vingtaine de pesées réparties sur six périodes, du 19 mars jusqu'au 9 septembre suivant.

Nous nous bornerons à donner ici les résultats définitifs, dans le tableau XX, sous deux classifications différentes : la première, qui permet de comparer les plantes dans les mêmes conditions et pour le même sol; la seconde, de constater pour la même plante, l'influence des sols pourvus de divers engrais.

Les nombres de la série sans engrais et de la série avec engrais minéral indiquent une grande régularité pendant la croissance. Dans la troisième série, en effet, avec engrais minéral et sels ammoniacaux, le blé et l'orge furent seuls à survivre jusqu'à la fin de l'expérience et offrent un rendement bien inférieur à celui des autres séries. Les autres plantes restèrent chétives ou périrent.

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i3ô LES IRRIGATIONS.

L'eau fut fournie, en ayant égard à la transpiration et à l'aspect des plantes. L evaporation totale par l'orifice du pot où il n'y avait point de plante fut trouvée égale à 2,464 grammes pour la durée de l'expérience, c'est-àdire pendant 172 jours. Quoique considérable, elle représente 3 pour 100 à peine de la perte totale des pots à plantes; aussi a-t-elle paru négligeable.

Dosage de la matière sèche. — Si l'on admet d'une manière générale qu'entre les plantes de même espèce, l'énergie de Tévaporation indique l'activité relative du développement, il conviendra de remarquer qu'au fur et à mesure de l'avancement de la saison et de l'augmentation de la température et de la lumière, la surface évaporatoire s'est constamment accrue. Il devient par conséquent très difficile de déterminer dans quelle proportion l'augmentation de perte par evaporation, jusqu'à une certaine période de croissance de la plante, est due aux influences extérieures. Il importe pour cela d'établir expérimentalement le rapport qui existe entre la perte par evaporation et la quantité de matière sèche ou d'éléments que fixent les plantes, dans des circonstances connues. Toute discussion sur les indications thermométriques serait autrement superflue.

Quoi qu'il en soit, vers la fin des essais, la perte diminua rapidement, et la diminution parut coïncider avec la période d'élaboration ou de maturité de végétal; d'où il résulterait que la circulation d'eau la plus active, révélée par l'évaporation quotidienne, correspond à la plus grande accumulation d'éléments fixes.

Le tableau XXI fait connaître sous la même classification que dans le tableau XX, les quantités de matière sèche et de matières minérales fixées par les plantes en expérience. Ces quantités résultent des dosages du grain, de la paille, des balles, et pour le foin, des diverses coupes obtenues.

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i38 LES IRRIGATIONS.

En négligeant les résultats obtenus pour le trèfle et qui ne sont pas comparables utilement aux autres, de même que ceux de la série avec engrais minéral et ammoniacal, où les plantes ont souffert, on constate une uniformité remarquable dans la quantité de matière sèche produite. Dans le cas des fèves et des pois, la graine si fortement azotée indique un rapport beaucoup plus élevé pour la matière sèche totale, relativement aux fanes ou aux pailles, que dans le cas des céréales. L'excès de matière minérale que Ton observe d'une manière générale dans les résultats, peut être attribué, en partie, à l'état de maturité imparfaite des plantes; et, pour celles de même espèce, aux différences du sol.

Sans entrer plus avant dans Texamen des chiffres du tableau XXI, qui comporterait celui des faits spéciaux de chaque expérience, on constate que, sauf pour un des pots de trèfle qui ne fut jamais réussi , Tévaporation de 3oo grammes d'eau correspond à un gramme de matières fixées par la plante.

Si des tableaux XX et XXI nous extrayons toutefois le poids de Teau évaporée par le blé dans les trois cas d'expérience, et que nous le comparions avec les poids de l'hectolitre de grain et de la paille constatés , nous trouverons que la consommation d'eau par unité de grain et de paille a été la suivante :

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ongmin. minémL ammoaiac»!.

Poids de l'eau évaporée 7.353 6.438 3.627

Poids du grain produit 9.6 7.2 4.2

Rapport du poids de l'eau au

poids du grain 7Ô6 882 856

Rapport au poids total de

grains et de paille 247 222 286

Ainsi, l'addition d'engrais au sol a élevé, au lieu de restreindre, la proportion d'eau consommée par unité de

grain et de paille; de même elle a diminué le poids du grain.

Marié- Davy a institué au parc de Montsouris, une série dressais sur la quantité d'eau consommée par le blé, notamment pendant sa croissance. Après avoir évalué qu'une récolte d'un hectolitre de blé, du poids de 80 kilogrammes , enlève au sol 444 mètres cubes d'eau , correspondant par hectare à une tranche de 44 """ï 4, Marié-Davy a tenu à répéter les expériences en tenant compte cette fois de la qualité , de la quotité des engrais et de la nature des terres. Mais les résultats obtenus en flacons, comme ceux des caisses de végétation, enregistrés pendant une seule campagne, sur huit variétés de terres, fumées avec des poids différents de terreau non analysé, ne sauraient permettre de formuler une conclusion générale.

En adoptant avec Marié-Davy le nombre 1370, au lieu de 1796, trouvé en 1878. comme exprimant la consommation moyenne en eau des terres fortement fumées, pour produire l'unité de poids de froment, on trouve qu'un rendement à l'hectare de 3o hectolitres de blé du poids de 80 kilogrammes amènerait une dépense de 3,3oo mètres cubes d'eau, correspondant à une tranche d'eau d'une épaisseur de o",33o, qui, jointe à l'eau évaporée directement par le sol, depuis la moisson jusqu'aux semailles, formerait un total égal à la tranche d'eau pluviale d'une année dans les environs de Paris.

Enfin, certains engrais donneraient un plus fort rendement pour la même consommation d'eau.

L^ résultats des expériences de Montsouris (i), sur des terres , il est vrai , beaucoup moins riches que celles de Rothamsted, s'écartent trop des données de MM. La-

ii) Journal Agric, pratique, 1874, t. H, p. 171 et 243.

wes et Gilbert pour qu'il ne soit pas désirable de les voir confirmés.

Les recherches sur les plantes cultivées, poursuivies pendant dix ans, à partir de i85o, en les étendant aux navets blancs et de Suède, aux mangolds, aux pommes de terre et aux artichauts, ont donné lieu finalement aux conclusions suivantes que MM. Lavées et Gilbert ont énoncées dans un troisième mémoire sur les effets de la sécheresse en 1870 (i).

1° La quantité d'eau évaporée par les plantes pendant leur croissance est proportionnelle à la quantité de matière sèche totale , ou à la matière totale non azotée que les plantes fixent ou assimilent. La proportion est à peu près la même dans les graminées et les légumineuses.

2° Pour une quantité déterminée d'eau évaporée, les légumineuses fixent deux ou trois fois plus d'azote que les graminées.

3** Pendant la croissance et la maturité des graminées, comme des légumineuses, il y a de 25o à 3oo parties d'eau évaporée, contre une partie de matière sèche fixée ou assimilée.

D'après cela, on serait porté à admettre que si le rendement de la terre à blé de Rothamsted est en moyenne (grain et paille) de 7,500 kilogrammes à l'hectare et par an , il y aura 6,275 kilogrammes de matière sèche fixée vers la fin de juillet, ou au commencement d'août de chaque année; et comme pour une partie de matière sèche fixée, il faut compter sur 3oo parties d*eau , on trouvera 1,883 mètres cubes d'eau évaporée à l'hectare , pour la croissance d'une récolte de froment. Ce calcul appliqué aux prairies de Rothamsted donnerait le même résultat, mais jusqu'au milieu ou à la fin de juin.

(0 Effects of thc drought of 1870 on somc of the expérimental crops at Rothamsted. Journal Roy, Agr, Soc. EngL, vol. VIL 1871.

2. Influence de la sécheresse sur les récoltes. — On se rappelle la sécheresse exceptionnelle de Tannée 1870. C'est surtout en Grande-Bretagne, où l'on a plutôt à redouter le contraire , que labsence de pluies a été marquée par des phénomènes inusités. Il est vrai que depuis 1844, la dernière année de grande sécheresse, Tété de 1868 avait été signalé également, en Angleterre, par un défaut de pluies et par une température plus intense qu'en 1870; mais en 1870 la pluie manqua un mois plus tôt et revint quelques semaines plus tard qu'en 1868. Aussi la coupe des foins, comme le regain, y furent-ils à peu près perdus.

Lorsque les récoltes sont obtenues dans des conditions identiques de fumure, pendant un certain nombre d années consécutives, on a des données convenables pour rechercher l'influence des variations de saison. A Rothainsted, il était difficile de laisser échapper l'occasion d'apprécier la perte d'eau des récoltes en expérience , la provenance de cette eau et les effets de la sécheresse générale.

Dans leur mémoire spécial déjà cité, MM. Lavves et Gilbert se sont principalement occupés des prairies, du blé et de l'orge.

Pour les prairies, ils ont mis en regard des quantités d'eau pluviale tombées en avril, mai et juin, le foin récolté pendant quinze années, de i856à 1870, et en 1870, sur trois parcelles- types de la pièce the Park, c'est-àdire sur les parcelles sans engrais, avec engrais minéral et nitrate de soude.

Pour le blé, ils ont enregistré les quantités d'eau pluviale tombée d'avril à août, et le rendement total (grain et paille) obtenu pendant dix-neuf années, de i852 à 1870, sur quatre parcelles de Broadbalkfield , sans engrais, avec fumier de ferme, avec engrais minéral

I et sels ammoniacaux , avec engrais minéral et nitrate de

soude.

Enfin, pour Forge, ils ont établi le parallèle pour les années 1868, 1869 et 1870 entre les parcelles de Hoosfield, ayant reçu des sels ammoniacaux et du nitrate, en mélange avec Tengrais minéral.

Le tableau XXII reproduit les résultats de ces comparaisons pour les trois récoltes, par rapport à l'année 1870.

11 est à remarquer que, malgré les variations du rendement d'après la saison, le produit moyen d'un grand nombre d'années reste à peu près le même pour les récoltes venues sans engrais. En 1870, sur le sol, sans engrais, le déficit en foin a été des trois quarts du rendement moyen , tandis qu'il n^a été que des deux cinquièmes pour l'orge, et d'un sixième pour le blé.

Avec le fumier de ferme, le déficit de fourrage, en 1870, est également le plus considérable, puisqu'il atteint les deux tiers environ du rendement moyen, alors que pour le blé et Torge, il est seulement d'un sixième. Il est vrai que le sol en prairie n'avait reçu du fumier que pendant les huit premières années; mais en 1869, la récolte d'herbe avait été la plus forte de toutes, de telle sorte que la diminution constatée en 1870 est bien le fait de la sécheresse, et non pas de l'interruption de la fumure. Le blé d'automne et l'orge de printemps offrent le même déficit à peu près ; cependant il est moindre pour l'orge dans le sol sans engrais; ce qui prouverait que la terre qui a reçu du fumier possède un pouvoir d'absorption dans les couches supérieures, plus énergique que dans le sol non fumé.

Pour le mélange d'engrais minéraux et ammoniacaux, l'uniformité dans le rendement moyen des récoltes ne s'observe plus. Le déficit, qui est des deux cinquièmes

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