Recherches diverses. ut

“Je résumerai brièvement les principaux articles de ces différents € Haprisese |

4 Le Hhaati I

2 Le premier présente tout d’abord les expériences que j'ai faites,

avec la collaboration de M. Em. Laurent, sur la fixation de l’azote libre par Les plantes. La question de savoir si les plantes empruntaient de l'azote libre à l'air a été longtemps débattue. Elle paraissait tranchée dans le sens de la négative, quand Hellriegel et Wilfarth démontrèrent que les Légumineuses pouvaient, sans aucun doute, prélever de l'azote : sur l’atmosphère, avec le concours de bactéroïdes se développant sur leurs racines. Mais 11 y a dans l'air, à côté d’azote libre, des composés azotés qu’on savait assimilables aux plantes, et, en bonne logique, Hellriegel et Wilfarth ne prouvaient pas que le prélèvement d’azote qu’ils avaient observé se fût opéré plutôt sur l’azote libre que sur ses composés; pour bien des juges de haute compétence, la question de la fixation de l’azote libre restait ouverte. M. Duclaux nous engagea à l’étudier par une méthode nouvelle, devant conduire à une conclusion définitive. Elle consistait à faire vivre les plantes en vase clos, à mesurer au début et à la fin le volume de l’azote libre mis en leur présence; s’il y avait fixation, le volume diminuerait. A cette méthode fut jointe celle qui reposait sur l'analyse des plantes et des sols; elle permettrait, au cas d’une fixation, de retrouver dans les plantes l'azote fixé. Nous avons eu la bonne fortune de mener jusqu’au bout cette entreprise délicate, d'établir que l’azote emprunté à l'air par les Légumineuses était bien pris sur l’azote libre, et ainsi de donner la première démonstration sans réplique de l'intervention de l’azote libre dans [a vie.

Au cours de nos expériences, nous avons reconnu qu’il y avait des Algues jouissant, elles aussi, de la faculté d’absorber de l’azote libre. Étant donnée leur universelle diffusion, ces Algues, dont les débris enrichissent le sol, apparaissaient dès lors comme un importantintermédiaire dans la circulation de l'azote entre l'atmosphère et les récoltes. |

En possession des méthodes et des appareils institués pour les expériences précédentes, j'ai pu étudier les échanges d’acide carbonique et d'oxygène que les plantes entières effectuent avec l'atmosphère durant une longue période de leur existence, étude qu’on n'avait pas encore abordée directement. J'ai montré l'influence exercée sur ces échanges par la nature des dissolutions minérales dans lesquelles les plantes plongent leurs racines; par là est établi dans la synthèse végé-

tale un lien de plus entre la matière organique et la matière inorganique, trop souvent considérées indépendamment l’une de l’autre. J'ai fait voir, en outre, que, dans leur ensemble, les plantes dégagent, en volume, plus d'oxygène qu'elles n’absorbent d’acide carbonique;

ce qui est une eondition nécessaire pour le balancement entre les

échanges gazeux produits par la matière végétale qui se construit et les échanges inverses qu’elle entraîne en se décomposant et, par suite, une condition pour le maintien de la composition de notre atmosphere.

Dès que l’argon a été découvert, je me suis proposé de savoir s'il exerçait une influence sur la végétation. J'ai dû tout d’abord instituer un procédé précis de dosage du nouvel élément et déterminer avec rigueur sa proportion dans l’air; ce qui m’a incidemment donné l’occasion de reconnaître qu’il y était uniformément réparti en tout pays et à toute altitude jusqu’à 15000" au moins. Je n’ai pas aperçu qu'il jouât un rôle dans la végétation.

II. Les sols agricoles ont été l’objet de plusieurs de mes recherches.

La composition des atmosphères qu'ils renferment regle divers phénomènès qui influent grandement sur le développement des plantes. Je l’ai étudiée assez longuement. J'y ai employé des appareils nouveaux; simples et portatifs, permettant de multiplier les expériences et de les mettre à l’abri des reproches qu’on pouvait adresser à celles de Boussingault et Léwy sur le même sujet. Le résultat d’ensemble de ces recherches est que les nappes gazeuses des sols agricoles, extrêmement variables dans leur composition selon diverses circonstances que J'ai déterminées, et toujours largement pourvues d'oxygène, sont, non pas confinées, mais mobiles et susceptibles de se renouveler, parfois en peu de temps. Ce renouvellèement assure l’approvisionnement en oxygène nécessaire aux racines dans les parties profondes des sous-sols.

A propos de l'absorption de l'acide phosphorique par les racines, j'ai entrepris une série de recherches touchant les rapports des sols avec l’eau et les plantes, recherches qui ont conduit à des notions sur la nutrition auxquelles on a prêté quelque attention.

Il ya, dans l’eau qui imprègne la couche arable d’un hectare, une quantité minime d'acide phosphorique dissous, qui ne compte pas

devant les besoins d’une récolte. On l’a done négligée et l’on a admis que les racines s’alimentatent en acide phosphorique à peu près exclusivement aux dépens des phosphates non dissous qu’elles attaquaient directement. Il est bien vrai qu'à un moment donné cette quantité d'acide phosphorique dissous n’est presque rien. Mais, regardant les choses de près, j'ai vu qu’elle se renouvelait incessamment. Mes expériences ont, en effet, établi les faits suivants. 11 existe, dans la dissolution que chaque sol renferme, un titre à peu près constant d'acide phosphorique. Ce titre est indépendant de la quantité d’eau qui constitue l'humidité, très variable, du sol; ce qui conduit d’ailleurs à un procédé simple pour le déterminer dans un sol quelconque sur un très faible échantillon. Dans une terre en place, en vertu d’un équilibre entre des actions chimiques complexes, il tend sans cesse à se maintenir; si une cause quelconque, telle que l'absorption par une racine, l’abaisse, les réserves du sol en phosphates solubles agissent pour le rétablir. Dès lors, on n’a plus le droit de penser que l'acide phosphorique dissous est à négliger et l’on entrevoit qu'il puisse contribuer notablement à l'alimentation des plantes.

Les réserves du sol sont-elles suffisantes pour autoriser une pareille conception? Je les ai évaluées en les extrayant par l’action répétée de l'eau et j'ai trouvé que, dans des sols de bonne fertilité moyenne, elles pourraient, à elles seules, subvenir aux exigences en acide phosphorique d'assez nombreuses récoltes. De plus, ces réserves de phosphates solubles s'entretiennent en quelque manière par un travail spontané des sols humides; elles s’entretiennent surtout par Îles engrais.

Ainsi l'utilité de l'acide phosphorique dissous par les eaux du sol devenait de plus en plus probable dans le développement des plantes. I fallait en avoir une preuve directe. J'ai voulu savoir si les plantes pourraient s'alimenter réellement en phosphore aux dépens de solutions présentant l'acide phosphorique aux doses infimes qui se rencontrent dans les dissolutions du sol. J'ai cultivé du blé, des sarrasins, des haricots, des mais sur des sols inertes de sable quartzeux, en leur offrant comme unique source de phosphore des solutions ne contenant que 0"£,5 à 25 d'acide phosphorique par litre. Quand les solutions ont été données en quantité suffisante, les plantes ont pris

(re un très beau développement, ont parcouru tout le cycle de leur végétation ét produit un poids convenable de graines; j'ai obtenu notamment des maïs de plus de 3" de hauteur.

Enfin, j'ai expérimenté sur des sols naturels. J'y ai cultivé des mais. Une analyse minutieuse à fait voir que le phosphore existant dans le tissu des plantes récoltées provenait pour une large part, pour la moitié ou même les neuf dixièmes, des phosphates dissous que les sols avaient peu à peu cédés aux racines.

Cette suite d'expériences, s’enchainant et se contrôlant mutuellement, ne paraît laisser subsister aucun doute quant à l'importance du rôle joué dans la nutrition des plantes par l’acide phosphorique dissous.

J'ai fait des observations analogues en ce qui concerne la potasse; elle est, elle aussi, à tout moment extrêmement rare dans les dissolutions du sol ; comme l'acide phosphorique, elle peut venir aux plantes par l'intermédiaire de l’eau, qui la transporte lentement mais d’une manière continue, la prenant à petites doses aux réserves non dissoutes du sol pour l’offrir aux racines et arrivant ainsi, au bout d’une

saison, à la fournir en quantité suffisante.

La conclusion de toutes ces expériences est d’abord que les plantes sont capables de se nourrir de principes n’existant dans les dissolutions qu’à des titres de l’ordre des millionièmes, des cent-millionièmes et sans doute d’un ordre moindre encore ; ensuite qu'il faut donner au mot soluble une très grande extension et considérer comme doués d’une solubilité suffisante pour être mis à profit par les plantes des corps qu'on jugeait insolubles et inutiles; enfin que ces substances d’une solubilité infime sont désormais à compter comme éléments de la fertilité.

Je signalerai encore un autre travail ayant trait à l'acide phosphorique des sols. J'ai étudié de près l’action de l’acide azotique, toujours très étendu mais de force croissante, sur les sols en ce qui concerne la quantité d'acide phosphorique qu'elle fait passer en dissolution. J'ai reconnu que, si l’on aügmente peu à peu le titre de la liqueur d'attaque, la quantité d’acide phosphorique solubilisé croit d’abord, puis s'arrête à un faux constant, pour continuer ensuite à s'élever. Sur la courbe représentant les variations du titre en acide phospho-

(8) rique, on observe donc un palier. Ce palier est, pour les différentes terres, compris entre les mêmes valeurs de l'acidité finale de la liqueur, correspondant d’un côté à 5 où 5 ét de l'autre à == d’acide azotique libre. Il sépare nettement les phosphates du sol en deux catégories distinctes, attaquables ou non par l'acide azotique à + ou 5. J'avais fait prévoir que les plus attaquables seraient particulièrement utiles à la végétation. Cette manière de voir a été pleinement confirmée peu après par M. A. de Sigmond; il a montré par des essais de culture qu'on peut se fonder sur la distinction et le dosage des phosphates de la catégorie la plus attaquable pour résoudre la question, jusqu'ici mal tranchée, de savoir si une terre a ou non besoin d'engrais phosphaté. C’est là une importante utilisation de mes résultats, qui est d'ordre pratique et subsiste en dehors de toute vue

spéciale sur lassimilation.

IT. Les matières végétales humides et entassées en grande masse

subissent une décomposition plus ou moins active ; elles s’échauffent

peu à peu et arrivent parfois à prendre feu. H se passe dans ces matières une combustion microbienne et une combustion purement chimique. J'ai étudié, en différents cas, la part de chacune suivant la température ; quand celle-ci s'élève assez pour que la vie ne soit plus possible, les microbes ont eu pour fonction d’amorcer Îles réactions et de les porter au point où elles s'entretiennent et s’exaltent d'elles-mèmes.

Diverses expériences sur d’autres phénomènes microbiens, la nitrification, les fermentations en milieux solides, m'ont permis de préciser certaines conditions de ces phénomènes.

IV. L'étude de la décomposition des matières végétales m'a conduit à celle du grisou, l’un des produits de leur transformation en houille. J'ai déterminé avec soin la composition des diverses sortes de grisou tirées des mines françaises. J’y ai reconnu la présence constante de l'argon, et la proportion de ce gaz par rapport à l’azote m'a montré que ce dernier devait provenir non, ainsi qu’on l'avait dit, de là décomposition de la matière végétale, mais essentiellement de l’atmosphère; l’argon était pour la première fois présenté comme un témoin

Er à

Ge)

de l’origine de l'azote. Ce même argon accompagne l'azote en bien d’autres milieux, dans la vessie natatoire de poissons vivant par les grands fonds, comme dans le sang des animaux de la surface.

. En vue de l’exécution des diverses recherches qui viennent d’être rappelées et d’autres encore auxquelles mes fonctions m'ont naturellement amené, j'ai dû instituer un certain nombre de procédés et d'appareils nouveaux qui, probablement, présentent quelque intérêt. Ils n’ont pas tous été décrits dans des Mémoires détaillés ; mais j'ai eu l’occasion d’en donner connaissance dans le Cours que je fais depuis bientôt huit ans au Conservatoire des Arts et Métiers.

En lisant les pages qui vont suivre, on voudra peut-être remarquer, dans les méthodes et les expériences qui y sont présentées, un souci particulier de la rigueur et de la précision, la préférence donnée aux démonstrations les plus directes et l'emploi fréquent des vérifications. Ces habitudes ne sont pas sans entrainer pour l’expérimentateur un surcroit de peine; mais elles conduisent à des résultats plus sûrs; il arrive aussi parfois qu’elles permettent de saisir un fait qui aurait échappé à un travail moins serré.