PHYSIOLOGIE DES PLANTES

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ï. L’ASSIMILATION.

1. Comment on peut constater que les plantes vertes jouissent de la propriété

d’élaborer des substances organiques aux dépens de la matière inorganique.

Les plantes vertes jouissent de la propriété d’élaborer des substances organiques, c’est-à-dire carbonées et combustibles, aux dépens de la matière inorganique. Ce fait possède une si grande importance, et les expériences instituées pour le démontrer sont si instructives qu’elles réclament une attention toute particulière. Ces expériences peuvent être répétées en presque chaque saison, mais c’est en été qu’elles fournissent certainement les meilleurs résultats, parce qu’on rencontre alors les conditions les plus favorables pour la végétation. On peut employer utilement pour ces recherches : le maïs, le froment, l’avoine, le sarrasin ou les fèves.

Il s’agira donc de chercher d’abord à déterminer le poids en matières sèches des fruits ou des graines qui serviront aux expériences, afin de pouvoir apprécier leur contenu en substances organiques. Pour déterminer le poids en matières sèches des matériaux d’étude employés, préalablement desséchés à l’air, on réduit quelques fruits ou quelques graines, à l’aide d’un petit moulin, en une fine poudre dont on prend exactement le poids, et dont on prélève une légère quantité. On place environ 3 gr. de cette poudre dans un petit vase et on débarrasse la poudre de P humidité qu’elle contient, dans une étuve chauffée à 100° C. On peut s’assurer en procédant de cette façon, que le poids en matières sèches des fruits ou des graines desséchés à l’air, atteint à peu près 85 °/0 . Il est clair que le nombre ainsi obtenu représente non seulement la teneur en substances organiques, mais encore en éléments minéraux, dont le poids pourra être négligé tant il est minime.

Pour les cultures que nous aurons maintenant à effectuer, nous ferons choix de quelques fruits ou de quelques graines autant que possible complètement développés. Chacun des objets soumis à l’expé-

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rimentation sera pesé à part, et son poids, noté. On pourra calculer le poids en matières sèches de chaque fruit ou de chaque graine pris isolément, par comparaison avec le résultat de l’évaluation de la teneur globale en matières sèches que nous avons effectuée. Pour les faire gonfler, nous mettons ces fruits ou ces graines isolément dans de petites capsules en verre ou en porcelaine contenant de Peau, et on les laisse en repos pendant 12 à 24 heures. Puis, pour provoquer leur germination, on les dépose sur de la sciure humide contenue dans une caisse appropriée. Quand les germinations ont atteint une longueur de plusieurs centimètres, on les retire avec précaution, on les lave avec soin et on leur laisse ensuite poursuivre leur développement au moyen de la méthode de culture dans Peau.

Nous employons, pour cet usage, des vases cylindriques spéciaux en verre, qui, lorsque nous expérimentons avec le maïs, doivent être assez grands pour contenir 1 lit. 1/2 de liquide. On peut aussi utiliser des vases plus petits pour des plantes de dimensions moindres. Les vases seront remplis, non avec de Peau pure, mais avec une solution de substances nutritives, afin de pourvoir au besoin d’éléments minéraux que manifestent les plantes : sujet sur lequel nous reviendrons plus loin. Ces solutions sont préparées en grandes quantités, pour pouvoir opérer avec un certain nombre de plantes dans des conditions identiques, et conservées à l’obscurité dans des vases bien fermés. On obtient une solution nutritive convenable, en dissolvant, dans un litre d’eau, les quantités suivantes des corps désignés ci- après :

1 gr. de nitrate de calcium Ca (NO3)2;

0 gr., 25 de chlorure de potassium KC1;

0 gr., 25 de sulfate de magnésium MgSO4 ;

0 gr., 25 de phosphate monopotassique KH2P04.

A ce liquide, on ajoute quelques gouttes d’une solution étendue de chlorure de fer.

J’ai souvent obtenu de bons résultats en employant cette solution nutritive. On s’en procure une autre, très convenable, par la dissolution, dans un litre d’eau, des quantités suivantes des sels indiqués cidessous :

1 gr. de nitrate de potassium;

0 gr., 5 de chlorure de sodium;

0 gr., 5 de sulfate de calcium;

0 gr., 5 de sulfate de magnésium;

0 gr., 5 de phosphate tripotassique.

On fera usage de phosphate tripotassique très finement pulvérisé, car ce sel se dissout fort difficilement dans l’eau et formerait un précipité dans les vases de cultures. Enfin, on ajoute également à ce liquide quelques gouttes d’une solution étendue de chlorure de fer.

Après avoir rempli les vases de la solution nutritive, on les ferme au moyen d’un bouchon percé d’une grande ouverture et, avec de l’ouate, on assujettit une germination dans cet orifice (voy. lig. 1). Chaque plante reçoit donc un vase particulier. Les racines doivent plonger dans la solution nutritive et on fera évidemment en sorte que les dépôts de substances nutritives de réserves, albumens ou cotylédons, qui pourraient encore exister, ne soient pas immergés. Il faudra cependant les préserver contre la dessiccation. Les vases de cultures, après qu’on y aura disposé les germinations , seront placés devant une fenêtre où ils recevront la lumière solaire directe. Pour empêcher le développement d’algues dans la solution nutritive et sur les racines des germinations, on colle sur les vases du papier noir brillant. La face blanche de ce papier doit être tournée vers l’extérieur, afin que le liquide ne s’échauffe pas trop considérablement. On peut aussi placer les vases dans des boîtes cylindriques en carton. Quand les plantesont absorbé à peu près la moitié de la solution nutritive qui se trouvait à l’origine dans les vases, on achève de les remplir avec de l’eau distillée. On ne renouvelle que de temps en temps la solution

nutritive tout entière. Il est bon aussi de retirer les plantes de la solution nutritive pendant quelques jours, et de ne donner aux racines,

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pendant ce temps, que de l’eau distillée. Cette précaution aura pour effet d?activer le développement des racines. En procédant avec un peu d’attention et de soin, on acquiert peu à peu l’expérience que nécessitent ces cultures dans l’eau. A l’aide de cette méthode de culture, on est parvenu à obtenir le développement tout à fait normal des plantes en l’absence absolue du sol, et on a pu recueillir, quand la fécondation des Ileurs avait eu lieu, un grand nombre de fruits mûrs et de graines susceptibles de germination.

11 n’est d’ailleurs pas du tout nécessaire que nos plantes se développent complètement. 11 suffit, pour l’usage auquel nous les destinons, qu’après avoir germé pendant quelques semaines, elles aient produit une tige, une racine et des feuilles vigoureuses. On les retire alors de la solution nutritive, on les dessèche en les étalant à l’air, puis, avec des ciseaux, on les découpe en très petits morceaux et, pour déterminer leur poids en matières sèches, on emploie ou bien un individu tout entier, ou bien une partie de toute la masse recueillie après dessiccation à Tair. Si l’on compare le poids en matières sèches ainsi obtenu avec celui de la graine, on trouve que le premier l’emporte de beaucoup sur le second. Le poids des cendres de la plante que l’on a nourrie est, comme chez la graine, relativement fort restreint. Il résulte donc de l’expérience qu’une quantité considérable de matières organiques a été formée par les matériaux d’étude. Gomme nous n’avions point fourni de substances organiques à nos plantes, mais seulement de l’eau, quelques sels et les éléments constituants de l’air, nous avons démontré par nos cultures que les objets soumis à l’expérimentation sont en état de produire des corps organiques aux dépens de la matière purement inorganique.

2. La production, sous rinfïuence de la lumière, de substances organiques dans la cellule végétale verte.

La production de substances organiques dans la cellule végétale verte est soumise à l’action de la lumière. C’est là un principe de physiologie végétale, de l’exactitude duquel on doit s’assurer par l’expérimentation. Pour cela, on évalue le contenu en matières sèches de quelques grains de maïs pesés isolément. Après le gonflement des grains et leur germination dans la sciure, on dispose chaque plantule, de la manière indiquée dans le paragraphe précédent, dans un vase cylindrique contenant une solution nutritive. Quelques vases de culture sont plongés dans l’obscurité sous une boîte en carton, les autres sont placés, toutes les autres conditions égales d’ailleurs, à l’action alternative du jour et de la nuit. Les feuilles des plantules restées dans l’ombre ne verdissent pas, comme c’est le cas pour celles qui ont été éclairées, mais prennent une coloration jaune; car le pigment chlorophyllien ne peut se former dans les cellules qu’en présence de la lu-

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mière. Après quatre ou cinq semaines, on retire les matériaux d’étude des solutions nutritives et on cherche alors à obtenir, après dessiccation à Pair, le poids en matières sèches de chaque plante ; ce poids sera comparé avec le poids en matières sèches des graines employées. On verra par là, que le poids en matières sèches des plantules éclairées est considérablement plus élevé que celui des grains de maïs dont on a fait usage, et que le poids en matières sèches des plantes qui ont vécu dans l’obscurité, est devenu, ce dont je me suis assuré, 50 % moindre que celui des graines. 11 ne peut donc se former de nouvelles substances organiques en l’absence de lumière ; dans ces conditions, au contraire, une grande partie des corps organiques existants est détruite par un phénomène de décomposition (respiration). Sous l’action de la lumière, il y a évidemment aussi décomposition de matières organiques, mais la perte qui en résulte est plus que compensée par l’assimilation, de sorte que les plantes vivant à la lumière peuvent devenir plus riches en matières sèches (1).