CARBONE

KAFPORT di carbone I l'aiolc.

Il est manifeste, ainsi qu'il a été dit, que la perte de carbone a été beaucoup plus rapide que celle de Tazote.

Contrairement à ce qu'on aurait pu supposer à priori^ la matière azotée pauvre en carbone qui persiste dans les sols 37 et 21 culti-

: 1) Ann. agron,, t. XV, p. 473.

2) Ann, agron., t. XV, p. 483.

Chimie agricole.

vés sans engrais est peu soluble dans Teau; les eaux de drainage qui s'écoulent des terres épuisées par la culture sans engrais sont incolores, au lieu de présenter une forte teinte ambrée, comme celles que laissent filtrer les terres bien fumées « — Cette matière organique des terres épuisées n'exerce qu'une faible action sur l'alimentation d'un certain nombre d'espèces végétales, qui restent chétives après addition d'engrais salin et ne se développent normalement qu'autant que la terre épuisée est additionnée d'une nouvelle proportion do matière organique.

L'action oxydante de Tatmosphère ne s'exerce pas seulement sur le carbone des matières organiques, elle se porte également sur l'azote, et engendre les nitrates. Nous avons vu que ces sels sont l'aliment azoté par excellence d'un grand nombre d'espèces végétales, d'où le très grand intérêt que présente l'étude de leur formation; elle est exposée dans les paragraphes suivants:

§ 124. — Historique.

Nitrification de l'ammoniaque sons Tixiflaenca des corps poreux. — On

doit à Kuhlmann une expérience qui est restée justement célèbre.

Si Ton dirige un courant de gaz ammoniac mélangé d'air sur de la mousse de platine, celle-ci devient rouge de feu, l'ammoniaque est brûlée, son hydrogène donne de Teau, Tazote lui-même s'oxyde : on recueille des composés nitreux. Cette expérience est souvent répétée dans les cours de chimie. Si, au lieu d'air, on emploie de l'oxygène pour activer la combustion de l'ammoniaque, il faut interposer sur le courant des gaz un tube renfermant une toile métallique, pour éviter le retour de la flamme dans le ballon où elle pourrait déterminer une explosion dangereuse; il est, en somme, plus prudent d'opérer avec de l'air; en garnissant un tube en U avec de l'amiante platiné, qu'on chauffe légèrement, l'expérience est très brillante, l'amiante devient incandescent sur toute la longueur du tube. (On prépare l'amiante platiné en imbibant l'amiante de chlorure de platine, desséchant et calcinant; le chlorure se décompose et l'amiante est complètement imprégné d'épongé de platine très flne.)

Pendant longtemps cette expérience fut considérée comme décisive. On assimilait les corps poreux sur lesquels le salpêtre apparaît spontanément : la terre arable, les plâtras, les murs des caves, des étables, etc., à la mousse de platine et Ton supposait que l'ammoniaque provenant de la décomposition de> matières azotées se brûlait sous Tinfluence de ces corps poreux, comme elle se brûle dans l'expérience de Kuhlmann.

En voyant le mur d'une écurie se couvrir de salpêtre, on supposait que le

NITRIFICATION. 403

carbonate d'ammoniaque répandu dans Tatmosphère finissait par imprégner les couches rugueuses des constructions, et qu'à cause de sa porosité celles-ci déterminaient Toxydation de l'ammoniaque.

Expérience de Bonssingault. — Telles étaient les idées répandues, quand une expérience de Boussingault ouvrit une voie nouvelle. Ayant introduit des matières azotées faciles à nitrifier, telles que du sang, dans divers corps poreux : sable, craie ou terre arable, il reconnut que la terre exerçait une action toute spéciale, que la uitrification y était active, tandis qu'au contraire, malgré leur porosité, la craie ou le sable n'engendraient pas de nitrates (1). Bien qu'au moment où Boussingault publia ce mémoire important, M. Pasteur, très frappé de l'intervention de quelques végétaux inférieurs, dans les phénomènes d'oxydation des matières organiques, eût déjà indiqué qu'il convenait d'appliquer ces idées nouvelles à l'étude de la nitriQcation; Boussingault n'y fit aucune allusion dans le mémoire que nous venons de citer, et c'est à MM. Schlcesing et Muntz que revient Fhonneur d'avoir démontré qu0 la nitrification se produit sous l'influence d'un ferment figuré.

§ 125. La NITRIFICATION EST DUE A l' ACTION D*UN FERMENT.

La démonstration de l'exactitude de cette importante découverte découle des points suivants : i"" Une terre susceptible de transformer les matières azotées en nitrates perd cette propriété si elle est portée à 110''; elle est dans ce cas stérilisée et devient incapable do provoquer la nitrification ; 2** Mais elle retrouve ses propriétés premières, si elle est mélangée à une terre qui n'a pas été chauffée; on procède dans ce cas à un véritable ensemencement du ferment nitrique ; 3** on reconnaît que] ce ferment est un être organisé à l'action curieuse qu'exerce sur lui le chloroforme ; une terre qui transforme aisément l'ammoniaque en acide azotique perd momentanément son action, quand elle est placée dans une atmosphère imprégnée de vapeurs de chloroforme ; quelque temps après que ces vapeurs se sont dissipées, la nitrification se produit de nouveau.

Découverte du ferment nitrique. — Si les travaux de MM. Schlœsing et Muntz démontraient que les nitrates sont produits par Tintervention d'un ferment, ils n'avaient pu réussir à isoler celuici, et ce n'est que tout récemment que l'organisme nitrifiant a été décrit et cultivé par M. Winogradsky. Cinq ou six jours après l'ensemencement (2) d'un liquide ne renfermant que 1 gramme de sulfate d'ammoniaque, 1 gramme de phosphate de potasse dans un litre d'eau et du carbonate de magnésie, on voit apparaître un

il) Agronomie, t. VI, p. 191.

(5) Ann. de VînstUut Pasteur, t. IV. p. 213.

404 COiNSTITUTION CHIMIQUE DES TERRES ARABLES.

léger trouble dû à des organismes ovales un peu fusiformes, se mouvant avec une grande agilité dans le liquide; après quelque temps ces organismes tombent au fond du liquide , recouvrent le carbonate de magnésie et l'englobent dans une matière gélatineuse qu'ils sécrètent.

Ce sont ces organismes qui déterminent la transformation de l'ammoniaque en acide nitreux; ils jouissent de cette propriété très curieuse et très inattendue, de se développer, de pulluler dans un milieu ne renfermant pas de matières organiques ;ils s'emparent, pour former leurs tissus, du carbone des carbonates, trouvant dans la combustion de l'hydrogène de l'ammoniaque l'énergie nécessaire à la réduction de l'acide carbonique.

Le ferment de Winogradsky ne fournit guère, ainsi qu'il vient d'être dit, que de l'acide nitreux, celui-ci se transforme en acide nitrique sous l'influence d'une autre bactérie, qui complète son oxydation (1).

Si les faits précédents se contirment, on voit que la transformation de la matière organique azotée de la terre arable exigerait l'intervention de trois microorganismes différents :

1^ Un ferment ammoniacal, agissant sur la matière organique pour en dégager de l'ammoniaque ;

2*" Un ferment nitreux, brûlant l'ammoniaque et l'amenant à l'état d'acide nitreux, ou de nitrite quand il agit en présence de bases salifiables ;

3"* Un ferment nitrique complétant l'action oxydante du précéent et transformant les nitrites en nitrates.

M. Muntz, au reste, professe que cette dernière transformation peut avoir lieu par simple action chimique, sous l'influence simultanée de Facide carbonique et de l'oxygène (2), mais M Waringlon de partage pas cette manière de voir.

Diffusion du ferment nitrique. — Le ferment nitrique parait être très répandu. MM. Muntz et Aubin ont pu constater sa présence non seulement dans toutes les terres cultivées qu'ils ont examinées, mais encore dans des lieux déserts et même des stations élevées toiles que le sommet du Pic du Midi ; en revanche M. Warrington, qui a recherché sa distribution dans la terre arable, l'y a toujours trouvé dans les couches superficielles; mais, au contraire, assez

(1) Comptes rendus, t. CXIII, p. 89. {i) Comptes rendus, t. XII, p. 142.

NITRIFICATION. 40d

irrégulièrement distribué au-dessous de 223 millimètres (1). M. Roch, de son côté, a trouvé que les microorganismes diminuent beaucoup dans le sol à mesure que les échantillons sont pris aune plus grande profondeur.

II découle quelques conclusions pratiques importantes du .peu de profondeur à laquelle se trouvent les organismes nitrifie ateurs. Il est évident que Toxydation de la matière azotée dans le sol sera conânée près de la surface ; donc, quand on emploie un sol filtrant pour l'oxydation de Teau d'égout, il n'y aura pas beaucoup à ga- ^er à en augmenter l'épaisseur, si on laisse le sol dans son état normal ; mais si au contraire on disposait un filtre artificiel, il ne faudrait employer pour le préparer que des terres prises à la surface.

Toutes les terres sont bien loin de nitrifier avec la même énergie ; le manque d'activité de la nitrification peut être dû sans doute à la rareté du ferment nitrique, mais comme il est habituellement très répandu, il est plus probable que les conditions favorables à lani- Irifîcation font défaut dans la terre considérée ; il importe donc de préciser ces conditions.

§ 126. — Conditions d'activité du ferment nitrique.

Ces conditions sont les suivantes : l"" libre circulation dans le soi de Tair atmosphérique ; 2*" humidité convenable ; 3"* présence d'une matière azotée nitrifiable ; 4"* présence d'une base sali fiable ; 5"* température comprise entre 10* et 45''.

Libre circulation de l'air. — Cette condition est bien loin d'être toujours remplie dans le sol. Il est manifeste qu'une terre à soussol imperméable, non drainée, se gorge d*eau aisément et que par suite la nitrification y est complètement arrêtée ; il est vraisemblable que l'accroissement de fertilité si remarquable qu acquièrent les terres fortes, quand elles sont drainées et bien travaillées, est dû, en grande partie au moins, à ce qu'elles deviennent capables de produire régulièrement des nitrates, aussitôt que l'ameublissement y a favorisé l'accès de l'air (2). Or, si l'on se rappelle qu'un grand nombre de plantes cultivées et particulièrement les graminées prennent la plus grande partie sinon

(1) Ann. agr.y t. XI, p. A9.

(î) Culture des terres fortes par M. Proust. — Ann, agron.^ t. XllI, p. 80 et Cuit, exp. de Wardrecques, t. XII, p. 40.

la totalité de leurs aliments azotés sous forme de nitrates, on conçoit & quel point l'écoulement de l'eau stagnante par le drainage, la pulvérisation du sol par les instruments deviennent avantageux.

Humidité. — Dansune terre sèche, la nitrification s'arrête complëtement. Quand on maintient la terre dans une atmosphère saturée où la dessiccation devient impossible, il suffit que la teirt^ renferme cinq centièmes d'humidité pour que la nitrification s'y établisse; elle y fait toutefois moins de progrès que dans un sol renfermant 10 à 15 centièmes d'eau ; dans une atmosphère saturée, des doses d'humidité plus considérables ne sont plus avaatageuses.

Quand une terre est régulièrement arrosée et bien perméable, les matières azotées qu'elle contient produisent des quantités notables de nitrates; en six mois, 100 grammes d'une terre de Grî^non ont produit 88 milligrammes d'acide azotique. On voit qu'en une année une terre riche en matières azotées (celle sur laquelle on a opéré renfermant 2'',61 d'azote par kilogramme] fournirait une quantité d'azote nitrifié correspondant à environ 1000 kilogrammes par hectare.

Cette quantité formée au laboratoire, dans un sol en poudre fine et régulièrement arrosé, est bien supérieure à celle qui est nécessaire à la production des récoltes les plus abondantes, puisqu'une très bonne récolte de betteraves à sucre de 50000 kilogrammes renferme seulement 100 kilogrammes d'azote et qu'une très bonne récolte de blé n'en contient pas davantage. Il est vrai que les proportions s'élèvent pour les prairies; quand on récolte iOOOO kilogrammes de foin, on prélève sur le sol 150 kilogrammes d'azote, et, si la récolte s'élève à 15 ou 18 tonnes, ainsi que cela a lieu sur les marcites de Milan, la quantité d'azote dépasse 200 kilogrammes et peut atteindre 250 kilogrammes ; mais ces quantités, ai fortes qu'elles soient, n'atteignent pas celles qui prendraient naissance dans une terre régulièrement arrosée et maintenue & une température élevée, comme peuvent l'être les sols cultivés par les maraîchers. Quand les circonstances cessent d'être e.\ceptionnellemenl favorables, les quantités produites diminuent beaucoup.

A Grignon, nous avons trouvé pour les eaux de drainage s' écoulant de grands pots renfermant 50 kilogrammes de terre non arro- =i= "=■= "'■"'■lement exposés à lapluie, de juin 1889 àjuin 1890(1).