XI. — Cyczes DE L'OXYGÈNE, pu CARBONE ET DE L'AZOTE

39. — Une circulation grandiose de la matière s’est révélée à nous : du règne minéral elle passe au règne végétal, de celui-ci au règne animal, pour retourner ensuite au point de départ.

Afin de mieux fixer les idées, suivons de plus près la circulation, ou ce que l’on peut appeler /e cycle de trois des principaux éléments des plantes : l’oxygène, le carbone et l’azote.

40. — Le cycle de l'oxygène est relativement simple. L’atmosphère en contient une réserve inépuisable où s'alimentent toutes les combustions et à laquelle les plantes et les animaux puisent pour leur respiration incessante. Combustions et respiration dégagent, en revanche, de l’anhydride carbonique, qui sera ultérieurement décomposé par les parties vertes, vivantes et éclairées des végétaux (S 22), avec mise en liberté d'oxygène. Un certain équilibre s'établit entre cette consommation et cette production d'oxygène. Quant aux roches, la plupart étant déjà complètement oxydées, la quantité d'oxygène qu’elles soustraient à l’atmosphère, à notre époque géologique, est relativement fort minime (oxydation des composés ferreux, des sulfures, etc.); d’ailleurs, il existe aussi des phénomènes de désoxydation ou, comme on dit, de réduction, de sorte qu'ici encore il y a compensation approximative.

ar. — Le cycle du carbone résulte déjà presque entièrement de ce que nous avons dit ($S 21, 22, 29 et suivants). On peut le résumer en un tableau d'ensemble:

Cycle du carbone .

Respiration Détrs Sn vertes au soleul et combustion ne. 7 LJ

peur ne

libre Froduci de taurbes, lignites, ete .

Volcans, LASME de ed des silicales en oarbonates, roches calcaires, combustion Folypes et coquilles martres, etc .

de charbons fossiles, ete

42. — Le cycle de l'azote, qui a fait l’objet de recherches extrêmement importantes, n’est pas encore bien connu dans tous ses détails.

La plupart des plantes ($ 20) ne tirent guère leur azote que de certaines combinaisons (nitrates, sels ammoniacaux) existant dans le sol et aussi, en très minime quantité, dans l'atmosphère. A la rigueur, elles peuvent cependant en emprunter également à des composés organiques azotés (urée, acide urique, asparagine, etc.).

Après leur mort, ou par l’intermédiaire des animaux qui les ont mangées, leur azote revient au sol sous forme de matière organique, soit végétale, soit animale. En trois phases successives (ammoniaque, acide

nitreux, acide nitrique), sous l’action de divers microbes, l’azote organique retourne à l’état de nitrates et peut être aisément réabsorbé par les plantes. Pour activer cette wérification graduelle et, en général, la décomposition de l’humus (SK 35), on a proposé d'ajouter, au sol, des cultures de microbes, notamment celles du Bacillus Megatherium, vendues sous le nom d’alimite. Une telle addition s’est montrée utile dans certains Cas (STOKLASA, 1898).

Seulement, tous ces phénomènes s’accompagnent, au détriment du sol, de pertes d'azote combiné :

1° Les eaux d'infiltration enlèvent au sol une forte proportion de nitrates et les charrient vers les fleuves qui les déversent dans la mer.

2° À côté de la nitrification, 1l y a, dans les endroits où l’oxygène fait défaut, des phénomènes inverses, de dénitrification, dont certains produits azotés, volatils, peuvent s'échapper dans l’atmosphère.

3° Par la putréfaction, par diverses fermentations qui ont lieu dans le sol, peut-être même par la respiration normale, une petite quantité de l’azote combiné devient libre, et se dégage.

43. — Ces pertes sont compensées, au moins en grande partie, par des gains d'azote combiné, dont l'étude est capitale pour l’agriculture :

1° Les nitrates, arrivés dans l’océan, sont assimilés par les plantes marines; l'azote des cadavres de ces plantes se transforme en ammoniaque, qui s'échappe partiellement de l’eau pour se répandre dans l'air et être reprise, directement ou indirectement, par la végétation terrestre.

2° Sous l'influence de l'électricité atmosphérique, l'azote et l'oxygène de l’air se combinent et forment

de l'acide nitrique (Cavenpisx). Cette production, assez faible dans nos climats, devient plus notable dans les régions tropicales où les orages sont si fréquents. La pluie apporte ensuite au sol les combinaisons azotées de l’atmosphère.

[Dans ces derniers temps, on s’est efforcé de réaliser industriellement la combinaison de l’azote et de l’oxygène de l’air, par l’action de l’électricité (BRADLEY ET Lovejoy, 19o1).|

3° Sous l'influence de l'électricité atmosphérique, l'azote peut aussi se fixer sur diverses matières organiques : dextrine, cellulose, etc., qui existent ordinairement dans l’humus (BERTHELOT, 1876). Peut-être en est-il de même sous l’action des courants électriques du sol (BERTHELOT, 1889). Mais ces deux modes de fixation sont probablement peu importants.

4° Les Légumineuses assimilent de grandes quan- ‘tités d’azote atmosphérique. Elles méritent le nom de plantes améliorantes. Cette propriété remarquable est due à un microbe (Rhzobium Leguminosarum) qui se développe dans leurs racines et y produit des renflements ou #odosités (HELLRIEGEL ET WILFARTH, 1880; Tu. ScuLæsine ris ET ÉM. LaurenT, 1800). Le microbe, de son côté, emprunte à la Légumineuse de la matière organique (carbonée) : 1l existe ainsi, entre ces deux êtres, une association à profit mutuel, véritable syndicat agricole.

En dehors des Légumineuses, on connaît quelques plantes ligneuses (Aune, Elaeagnus, Podocarpus) munies de nodosités plus ou moins analogueset pour lesquelles l’assimilation de l’azote atmosphérique est au moins probable.

5° Quelques Bactéries (par exemple un ferment butyrique, le Closéridium Pastorianum, d'après Wino-

GRADSKY, 1895; le Rhizobium Leguminosarum, d’après MAzÉ, 1807; le Bacillus Megatherium, d’après STokLasa, 1898; etc.) peuvent fixer de l’azote atmosphérique, sans être associées à un autre organisme. [Il semble nécessaire pour cela que ces microbes aient à leur disposition une grande quantité de matière organique à détruire.

6° Le sol recouvert de certaines Algues inférieures (Nostoc) fixe l’azote atmosphérique en quantité considérable (A. B. FRANK, 1888; TH. SCHLŒSING FILS ET Em. LAURENT, 1801), alors que, dans les mêmes conditions, le sol nu n’en fixe pas (TH. ScHLŒSING PÈRE, 1889). Il se peut que l’action de ces Algues, comme celle des Légumineuses, soit liée à la coopération de Bactéries.

Une des grandes industries agricoles de demain, ce sera, sans doute, la fabricahion microbienne d'azote assimilable au moyen de l'azote atmosphérique.