CHAPITRE PREMIER

DU CARBONE ET DE l'iIUHUS.

Parmi les agents nourriciers, le carbone est un de ceux qui jouent le rôle le plus important dans la vie végétale. C’est cet élément qui constitue avec l’eau les matières ligneuses, gommeuses, amylacées et sucrées des plantes. Mais d’où peut provenir le carbone des plantes, sous quelles formes de combinaisons est-il absorbé , comment et sous quelles influences parvient-il à faire partie de l’organisation ?

Le carbone des plantes peut provenir de l’acide carbonique de l’air ou du même gaz qui se dégage dans le sol par la décomposition des matières organiques. Pendant le jour, c’est-à-dire sous l’influence des rayons solaires, les parties vertes des végétaux en vie absorbent constamment dans l’air de l’acide carbonique, qui subit immédiatement une décomposition dans l’organisme. Les plantes retiennent le carbone et rejettent l’oxygène dans l’atmosphère. M. Boussingault a vu des feuilles de vigne , enfermées dans un ballon, prendre tout l’acide carbonique de l’air qu’on dirigeait à travers ce vase, quelque rapide que fût le courant (I). MM. Priestley et Senebier ont également démontré la décomposition de l’acide carbonique et l’émission de l’oxygène par les plantes soumises à l’influence de la lumière (2). Ce dernier chimiste a aussi constaté que les plantes décomposent l'acide carbonique qui se trouve dissous dans l’eau absorbée par les tissus ligneux.

(1) Dumas et Boussingault, Essai de statique chimique des êtres organisés, etc , p. 25, S”* édition. Paris, 1844.

(2) Licbig, Jntroduct. au traité de chimie organique, p. ilv. Bruxelles,

Plus les rayons lumineux arrivent directement, plus aussi la décomposition est rapide; cette faculté est, par cela même , considérablement réduite à la lumière diffuse ou réfléchie. On a même reconnu que les végétaux exhalent, pendant la nuit, une assez grande quantité d'acide carbonique. Ce fait a laissé supposer longtemps que ce gaz était engendré dans l'organisme même, par l'union de l'oxygène de l'air ambiant avec le carbone fixé dans les tissus, comme cela a lieu pour les huiles volatiles et aromatiques , qui se résinifient par la présence de l’oxygène; mais on a pu enfin se convaincre . par de nouvelles observations , que l’acide carbonique, puisé dans le sol, contribue pour une part à l'émission nocturne signalée.

11 semblerait même, selon MM. Dumas et Boussingault, que ce dégagement serait l'unique conséquence de la succion des racines. Voici comment ils s’expriment : « On dit que les plantes produisent de l'acide carbonique pendant la nuit; il faut dire que les plantes, en pareil cas, laissent passer de l’acide carbonique emprunté au sol (1). » Cependant, nous ne pourrions nous rallier entièrement à cette opinion sans la voir appuyée sur des recherches et des expériences concluantes. Nous voulons bien admettre, avec ces physiologistes, que l’acide carbonique puisé dans le sol par les racines passe dans la tige, de là dans les feuilles et finit par s’exhaler dans l’atmosphère sans altération ; mais rien ne nous parait prouver jusqu’ici que cet acide expulsé de la plante, pendant la nuit, dérive totalement de celui qui est aspiré du sol , et qu'il ne s’en forme point dans son intérieur, alors surtout qu’il est constant, comme le fait très-bien observer M. Martens, « que les plantes renferment beaucoup de principes, tels que le tannin , des essences, etc., etc., qui, par leur seul contact avec l'oxygène, doivent produire de l’acide carbonique (2). »

L’acide carbonique qui pénètre du sol dans les plantes peut

(1) Dumas et Boussingault, Essai de statique chimique, etc., p. 94.

(9) Bulletin de l’Académie royale des sciences , des lettres et des beauxarts de Belgique, 1847, II" partie, p. 450.

provenir, soit de l’air par les eaux pluviales, soit de l’oxydation des matières organiques, sous l’influence des rayons chimiques de la lumière. Ce gaz, aussi bien que celui qui est emprunté à l’atmosphère par les feuilles des plantes , concourt à la formation de leur partie organique. Cette assimilation aux dépens de l’air est proportionnelle à l'extension des organes foliacés; tandis que celle du sol est relative, dans la plupart des cas, à la quantité de matières combustibles qui s’y trouvent en décomposition.

Mais le carbone des plantes ne peut-il pas aussi émaner d’une autre source? Certains principes organiques auxquels donne naissance la décomposition de l’humus, ne peuvent-ils pas être absorbés directement et produire ainsi un accroissement dans la masse végétale?

Le fumier, provenant des excréments solides et liquides des animaux, de la paille et d’autres matières végétales, déposé dans le sol et favorisé de l’action simultanée de l’eau, de l’air et de la chaleur, se décompose peu à peu au profit de la végétation et prend ensuite la forme d’une substance brune, noirâtre et grasse appelée humus ou terreau.

Dans les terres cultivables , l’action des substances organisées , réduites à l’état d'humus, continue à s’exercer, mais avec une certaine lenteur qui est proportionnée au degré de fermentation de la matière. Celle-ci, avec le temps, passe de plus en plus à une modification insoluble jusqu’à ce qu’elle constitue un corps stable indestructible appelé charbon ou pourri, dont l’effet utile, dans les terres arables, se borne à une simple action mécanique dont nous aurons lieu de parler plus loin.

Le terreau ne provient pas seulement de l’altération spontanée du fumier, « il est aussi le résultat de la décomposition des êtres organisés qui vivent et meurent à la surface de la terre végétale. Chaque année, les racines, les tiges, les branches et les feuilles des plantes fournissent une grande quantité d'humus par leur destruction ; il en est de même des animaux et des insectes qui , pendant leur vie et après leur mort, contribuent à le former par

leurs déjections et leurs dépouilles (1). » 11 est donc facile, d'après ce simple exposé, de reconnaître que le terreau est loin d’avoir partout cette composition chimique identique qu’on lui prèle généralement, et l’on conçoit, dès lors, qu’il peut se former, durant sa décomposition, une variété de principes organiques, tels que les acides ulmique, humique , séique, sacchulmique, etc., etc. (2), qui doivent avoir respectivement leur part d'influence sur la croissance des plantes.

Nous ne nous arrêterons pas à étudier tous ces composés dans les rapports qu'ils ont avec la végétation. Cette étude ne saurait devenir profitable aussi longtemps que de nouvelles recherches ne seront venues soulever le voile dont quelques-uns d’entre eux sont encore couverts. Le seul point qui doive nous occuper ici est celui de savoir si la solution de l’extrait de terreau ou, pour nous exprimer plus clairement, si l’acide ulmique que l’on précipite d’une décoction alcaline peut acquérir, en présence des alcalis, la propriété de pénétrer directement dans les plantes et de leur servir ainsi de nourriture. Le mode d’action de cette substance nous parait devoir mériter un examen tout particulier, alors surtout qu’un grand nombre de chimistes considèrent ces produits comme les principaux aliments des plantes. Nous chercherons donc à élucider le rôle nutritif qu’ils jouent et sur lequel nos physiologistes ne sont encore nullement d'accord.

On avait toujours admis jusqu’en ces derniers temps que les plantes peuvent utiliser directement la solution de l’extrait de terreau ; mais M. Liebig (5) est venu nier cette assimilation en s’appuyant sur les expériences de M. Hartig (4) tendant à prouver que les racines des plantes en vie et au contact d’une solution organique d’humus n’aspirent que l’eau et laissent intacte la

(1) Cours complet d’agriculture, ou nouveau dictionnaire d’agriculture théorique et pratique,, tic., etc., lom. XVII, p. 293. Paris, 1834.

(2) On obtient ces produits en traitant la tourbe, les lignites, la fibre ligneuse, etc., par les alcalis.

(3) Liebig, Introduction au traité de chimie, etc., p. xli.

(4) Id. id. id., p. civil.

matière extractive. Cependant M. De Saussure (1), ayant répété les expériences de M. Hartig avec les mêmes plantes, a obtenu un résultat contraire; car la liqueur, résidu de la végétation , lui a donné 2 centigrammes d’ulmate de potasse , qui contenait 9 milligrammes d’humus. Ce chimiste a pensé, d’après cela, que, dans l’expérience de M. Hartig , les racines des végétaux étaient dans un état de souffrance.

Pour démontrer que les plantes absorbent dans la terre des matières organiques dissoutes quelles élaborent dans leurs vaisseaux, ou pour bien apprécier le mode d'action de l’acide ulmique, il convient que celui-ci soit associé à une base alcaline et que le sel formé soit disposé de telle sorte qu’avant de céder au pouvoir des racines, il ne soit point sujet à une altération spontanée, ni à une réaction chimique avec les sels minéraux qui doivent l’accompagner pour assurer le développement des plantes. H importe aussi d’opérer sur les plantes pendant toute la période de leur croissance; il faut enfin prouver qu'il y a absorption de la substance organique dans le corps du végétal et que celle-ci peut être assimilée; car il pourrait arriver, comme cela a lieu pour la teinture de bois de Brésil, etc., que l’on constate sa présence dans la sève, sans que ce fait indique quelle soit propre à l’élaboration.

J’ai fait une expérience qui jettera probablement quelque lumière sur l'absorption directe et sur l’assimilation de l’acide ulmique. Bien que les difficultés qui entourent constamment l’établissement de semblables essais paraissent d’un ordre assez complexe, j’ai néanmoins cherché, comme on pourra le voir, à les soulever. Voici cette expérience :

Nous finies germer 12 graines d’avoine dans du sable calciné, lavé et humecté avec de l’eau distillée. Après 16 jours d'attente, nous pûmes enlever, sans léser les racines, une partie des jeunes plantes produites, pour les suspendre au-dessus de plusieurs fia-

it) Le comte de Gasparin , Cours d’agriculture , seconde édition , t. I ', p. ! 10 Paris, 1816.

cons d’eau distillée, placés à l'abri des poussières atmosphériques, dans un cabinet légèrement aéré.

Trois flacons A reçurent des sels et des oxydes métalliques exempts de matières organiques, d’alcalis et de leurs radicaux. Trois flacons B reçurent le même traitement, plus 0^,55 d’ulmale de potasse (I) pour 100 grammes d’eau.

Ces six flacons furent affectés à la nourriture de six plantes, c’est-à-dire que chacun des flacons A , recevant deux plantes pendant 48 heures, en était privé lorsque celles-ci étaient transportées dans les flacons 2?, où elles séjournaient pendant 6 heures du jour. Cette transmission des plantes d’un vase à l’autre eut lieu pendant le temps que dura la végétation.

Pour empêcher toute décomposition et enlever toute trace de matières adhérentes qui auraient pu avoir quelque influence sur le développement des plantes, chaque fois que celles-ci furent changées de vase, la solution organique fut renouvelée et les racines convenablement lavées dans des bassines et avec assez de précautions pour ne pas mutiler les radicelles.

Comme point de comparaison, deux autres plantes furent soumises à des procédés exactement semblables aux précédents, avec cette seule différence que, dans la solution des flacons JB, la potasse du sel organique fut remplacée par un équivalent dénotasse chlorhydratée. Enfin, deux autres plantes furent également traitées de la manière qui vient d’être indiquée; mais au lieu de plonger dans une dissolution de chlorhydrate de potasse, leurs racines baignaient dans une dissolution de bicarbonate de cette base.

Les feuilles primordiales de toutes les plantes conservèrent, les douze premiers jours, une belle vigueur. Il se manifesta ensuite une petite différence qui devint de plus en plus apparente en faveur de la solution de l’extrait de terreau et du bicarbonate de potasse. Les plantes traitées avec de l’ulmaletallèrent. Chaque

(1) J’ai obtenu ce sel en faisant macérer du terreau des landes ardennaises avec une solution de carbonate de potasse. La matière fdtrée et traitée par de l’acide sulfurique a donné un précipitéqui . purifié de l’acide adhérent, a produit, avec la potasse , l’ulmale dont il est ici question.

graine ensemencée produisit deux tiges d’assez belle venue, beaucoup moins riches cependant que celles qui se récoltent dans nos champs, et donna, en moyenne, 24 graines bien développées.

Les deux plantes qui avaient reçu un bicarbonate alcalin offrirent, au moment d’accomplir leur fructification (1), une végétation plus belle et plus vigoureuse que celle traitée avec du chlorhydrate de potasse, mais elles furent moins riches que celles traitées avec des parties extractives solubles de l’humus. Ce rapprochement entre les différents produits nous donne à croire que le carbone des sels minéraux carbonatés participe à la production organique des plantes.

Les plantes privées de toute matière organique restèrent proportionnellement faibles et rabougries. Chaque graine ensemencée ne produisit qu’une tige; et celle-ci ne donna que 14 graines d’une assez bonne conformation.

Les produits donnèrent :