STÉRILITÉ DUE A UN MAUVAIS MODE DE CULTURE

Dans nos régions septentrionales, parcourues par les vents d'ouest qui nous arrivent saturés d'humidité et nous empêchent de souffrir d'une sécheresse continue un mauvais mode de culture entraîne la stérilité d'une pièce, d'un domaine : elle n'est pas générale; elle provient de l'épuisement du sol en aliments végétaux; l'épuisement du sol par la culture sans engrais est le premier point que nous aurons à examiner.

Dans les régions méridionales, tes mauvaises pratiques agricoles amènent la sécheresse et entraînent la ruine de contrées entières. Nous consacrerons la fin de ce chapitre à l'élude de ces causes qui ont amené dans la répartition de la population à la surface du globe des perturbations plus profondes que les guerres et les invasions, après lesquelles les populations reparaissent si les contrées ravagées sont fertiles.

§ 146. — Épuisement du sol par la culture sans engrais.

Quand on se reporte au chapitre où nous avons traité de la constitution chimique des terres arables^ qu'on se rappelle la masse énorme d'azote combiné, d'acide phosphorique, de potasse qu'elle renferme, on pourrait croire que bien des récoltes devront se succéder siir une terre cultivée sans engrais, avant que sou épuisement ne devienne sensible. Si on réfléchit cependant qu'une terre cultivée perd constamment toutes les matières minérales contenues dans les récoltes que ces matières peuvent prendre dans le sol des formes

SOUS lesquelles elles ne sont plus assimilables, que Tazote des plantes exportées provient du sol, et qu'en outre la nitrification entraîne dans les couches profondes et dans les eaux qui y circulent des quantités notables de cet élément, que Toxygëne enfin brûle constamment la matière organique, Thumus; si on réfléchit enfin qu'il suffit qu'un des principes nécessaires au développement végétal fasse défaut pour que les récoltes faiblissent, on comprendra que la culture sans engrais amène l'épuisement du sol et par suite la stérilité; il convient donc d'étudier successivement :

i^ L'épuisement du sol en azote, question d'une haute importance, et qui nous arrêtera longtemps, car à côté des causes qui tendent à diminuer le stock d'azote combiné des terres arables, entrent enjeu des actions exerçant une influence absolument contraire, qui augmentent au contraire la masse des matières azotées contenue dan s le sol;

2^ L'épuisement du sol en humus ;

3"* L'épuisement du sol en acide phosphorique ;

4^ L'épuisemont du sol en potasse.

Ces études présentent un intérêt d'autant plus vif, que l'épuisement d'un sol cultivé est bien plus rapide qu'on ne l'imagine habituellement.

Les faits que nous avons constatés au champ d'expériences de Grignon vont nous fournir une démonstration frappante. En 4875, on a tracé sur une terre qui sortait de luzerne, les parcelles d'étude, et tandis que le plus grand nombre d'entre elles était régulièrement fumé, quelques-unes furent au contraire maintenues sans engrais ; or, en 4887, ces parcelles ne donnèrent plus que 10,000 ou 13,000 kilos de betteraves à sucre contre 3S à 40,000 fournis par les terres voisines, maintenues en bon état. Si en 4888 l'avoine donna encore des récoltes passables, le trèfle de 1889 y resta chélif» ne donnant que 3,000 kilos de foin, tandis que sur les parcelles voisines on en recueillait 8,000 ou 9,000; enfin, en 1890, on a obteùu d'une des parcelles restées sans engrais depuis 1875 : S'*" de grain pour la culture du froment contre 30 en moyenne obtenus sur le reste du champ.

Ces parcelles sont donc épuisées, elles ne donnent plus que des récolles misérables, et il est intéressant de déterminer leur composition pour savoir quelles sont les matières qui y font défaut.

De l'étude de ce cas particulier, nous pourrons, en tenant compte des conditions particulières du sol sur lequel il a été observé, nous élever à une conclusion générale sur les causes de stérilité des terres cultivées sans engrais.

Nous avons établi dans la première partie de cet ouvrage que les plantes exigent, pour atteindre un développement complet, de l'eau, de la matière azotée nitrifiable, de Thumus, de Tacide phosphorique et de la potasse assimilables; nous n'avons pas à nous préoccuper, dans le cas particulier que nous discutons, de la chaux et de la magnésie que notre sol renferme en quantités notables.

Cherchons donc successivement comment ces divers éléments ont disparu dans la terre épuisée par la culture sans engrais.

Épuisement en azote combiné d'un sol cultivé sans engrais. — Les dosages que nous allons indiquer ont été exécutés en prélevant sur les parcelles en expériences deux ou trois échantillons qui ont été analysés séparément, le détail des opérations a été donné dans plusieurs mémoires parus successivement dans les Annales agronomiques (1) et nous y renvoyons le lecteur; les chiffres trouvés ont été les suivants :

Azote par kiloi^r. de terre de deux parceUes cultivées sans engrais.

Parcelle 21

Il est visible que pendant les premières années l'épuisement en azote a été très rapide ; en 1881 la parcelle 37 a perdu le quart de son azote combiné; pour la parcelle 21, c'est seulement en 1888 qu'on a trouvé le chiffre minimum; il est bien à remarquer que dans Tune et l'autre de ces parcelles on a observé récemment un changement de sens dans le phénomène, mais il ne s'est pas produit en même temps; la parcelle 21 a porté des pommes de terre de 1875 à 1879, du blé de 1880 à 1883, puis elle a été soumise depuis cette époque à un assolement régulier. La parcelle 37 a fourni des récoltes de maïs fourrage de 1875 à 1883, puis a été soumise à l'assolement à partir de cette époque; son épuisement avait été plus rapide.

Nous reviendrons plus loin sur les gains d'azote qui succèdent aux pertes, insistons actuellement sur ce point très important qu'une terre qui renferme encore 1*',5 d'azote au kilogramme, c'est-à-dire environ 6,000 kilos d'azote à l'hectare, manifeste des signes non équivoques d'épuisement; il faut en conclure, ou bien que ce n'est pas l'azote qui fait défaut, ou bien que cet azote est engagé dans des combinaisons très stables incapables de se brûler

(1) Voyez notamment, t. XV, p. 241.

pour donner naissance à une quantité de nitrates suffisante pour alimenter les récoltes.

Cette dernière hypothèse est inexacte ; en effet, en déterminant les nitrates contenus dans les eaux de drainage s'écoulant de terres en bon état de fumure et de terres appauvries par la culture sans engrais, on a trouvé en rapportant les nombres à Thectare (1) :

Azote nitrique dans l'eau de drainage (par hectare en kilogrammes).

Terres en bon état de fumure 437*^,5

— épuisées 92 ,7

Les terres épuisées sont donc bien loin de ne plus renfermer que des matières azotées non nitrifiables, et la quantité d'azote assimilable qui s'écoule des terres nues est très sufiisante'pour nourrir les récoltes les plus abondantes.

Il faut donc abandonner cette première hypothèse, et chercher quels autres éléments font défaut.

Épuisement en humus. — Nous avons insisté à plusieurs reprises sur les pertes de carbone organique qui se produisent dans un sol labouré, nous savons que Thumus se brûle lentement dans le sol en produisant de Tacide carbonique, enfin nous avons indiqué déjà (page 401) que les terres restées sans engrais renfermaient actuellement 7,30 de carbone des matières organiques, au lieu de 15 ou 16 qu'on y avait dosé à l'origine.

Il est donc certain qu'ici l'épuisement est considérable puisque le carbone des matières organiques a baissé de moitié; il est par suite vraisemblable qu'une des causes de la faiblesse des récoltes des parcelles considérées doit être le manque d'humus, il reste à chercher comment l'amoindrissement de cet humus amène une stérilité relative.

Quand on se rappelle de quelle énorme quantité d'eau l'humus est capable de se charger, on est conduit à supposer d'abord que les terres appauvries retiennent moins bien l'eau de la pluie et résistent plus difficilement aux longues périodes de sécheresse que celles qui ont été régulièrement fumées. Pour savoir si cette manière de voir était exacte, on a procédé chaque semaine, pendant toute une année, à la détermination de l'humidité dans trois parcelles appauvries et dans trois parcelles riches en humus et on a obtenu les nombres suivants (2) :

(1) Ann. agron., t. XVI, p. 352, 1800.

(2) Ann, agron., t. XV, p. 481 ; t. XVÏ, p. 337.

Moyenne des quantités d'ean contenues dans 100 parties de terre

prélevée sur trois parcelles riches on pauvres en matières organiques.

Terres des parcelles riches i8.o

— — pauvres 17.6

La différence est donc de 0,9 pour 100 grammes de terre ou de 9 grammes par kilogramme. L*une des terres contenait en moyenne, par hectare de 4,000 tonnes, 74 tonnes d'eau, l'autre 70, et ce n'est pas à cette différence qu'on peut attribuer la diminution des deux tiers dans les récoltes.

On trouve, au reste, une nouvelle expression des différences du pouvoir absorbant, pour l'humidité de ces deux terres inégalement riches en humus, dans les quantités d'eau de drainage recueillies dans les deux séries de parcelles.

Eau de drainage écoulée des terres riches ou pauvres en matière organique pendant Tannée Juin 89-Juin 90. -

Mill. de hauteur.

Terres riches 188.67

— pauvres 194.27

Rapport de la pluie au drainage.

Terres riches 2.6

— pauvres 2 . o

L'épuisement du sol en humus n'entraîne donc pas une dessiccation notable du sol ; il est naturel qu'il en soit ainsi : les bonnes terres renferment 3i grammes d'humus par kilogramme, les terres épuisées 15, la proportion d'humus est donc partout minime et il est manifeste que les colloïdes du sol autres que Thumus ont plus d'influence sur ses propriétés physiques que Thumus lui-même.

En cherchant si la quantité d'acide carbonique contenue dans les atmosphères confinées de ces deux espèces de terre variait, on Ta trouvé encore peu différente, de telle sorte qu'on a dû arriver à des notions nouvelles.

Non seulement nous sommes conduits à supposer que pour certaines plantes Thumus est un aliment indispensable, ce que nous avons discuté déjà, mais nous devons reconnaître de plus que nous désignons sous le nom d'humus, non pas une matière unique présentant toujours les mêmes propriétés, mais au contraire un groupe de matières ayant des propriétés fort dissemblables.

L'analyse nous montre, en effet, que le rapport du carbone à l'azote est très différent d'un sol à l'autre, la valeur du rapport

—=8,4 et 8,5 dans des sols en bon état de fumure, 4,9 et 4,8 dans

XIk.Z

des sols épuisés.

La matière très azotée contenue dans les sols épuisés est peu soluble dans Teau, les eaux de drainage qui s'écoulent des terres pauvres en humus sont incolores, celles qui s'écoulent des terres riches sont ambrées.

Enfin, quand on fait vivre des betteraves ou du chanvre dans les terres riches et dans les terres pauvres et qu'on additionne cellesci de tous les engrais salins, nitrates, sels de potasse, superphosphates, on ne leur voit pas acquérir le développement qu'elles prennent dans les terres riches, il est donc manifeste que la matière organique qui reste dans un sol épuisé est très différente de celle qu'on trouve dans une terre bien fumée, et nous trouvons déjà que la diminution de rhumus utilisable est un caractère de l'épuisement du sol cultivé sans engrais.

Epuisement en acide phosphorique. — Nous avons indiqué déjà dans le chapitre précédent que les superphosphates avaient exercé une action marquée sur le développement du blé dans le sol épuisé du champ d'expériences, et que l'analyse tout en indiquant dans le sol cultivé sans engrais une proportion d'acide phosphorique s'élevant encore à plus de 1 gramme par kilogramme, ne décelait plus que des traces d'acide phosphorique soluble dans l'acide acétique.

Cette addition de superphosphates exerce également sur le sol des parcelles épuisées cultivé en betteraves une action très marquée; les racines qui se développent sur les parcelles qui n'ont pas reçu de superphosphates sont très chétives, celles au contraire qui ont reçu les superphosphates sont passables. Il est donc manifeste que la culture sans engrais détermine très rapidement un épuisement notable en acide phosphorique assimilable.

L'influence de l'addition de superphosphates n'est pas au reste notable seulement sur le blé ou les betteraves, elle est également sensible sur quelques-unes des autres plantes cultivées sur le sol sans engrais: elle n'est toutefois que médiocre sur le chanvre, et nulle sur l'avoine qui se développe très bien dans ces sols pauvres on acide phosphorique assimilable.

Les faits précédents conduisent à plusieurs conséquences importantes, sur lesquelles il est intéressant de revenir, bien que nous

en ayons déjà discuté quelques-unes; la première, c'est qu'une cause différente des prélèvements des récoltes amène Tacide phosphorique assimilable à un nouvel état où il cesse de Têtre ; il est très possible que le fumier de ferme très chargé de carbonates alcalins agisse sur la teneur en acide phosphorique assimilable, non seulement en apportant les trois millièmes d'acide phosphorique qu'il renferme habituellement, mais encore retienne par son alcalinité, à Tétat de phosphate de potasse, l'acide phosphorique, qui sans cette addition de carbonate passe à l'état de sesquioxyde ; ainsi que nous l'avons indiqué depuis longtemps, P. Thenard et moi.

Il est à remarquer, en outre, que toutes les plantes ne savent pas se saisir avec une égale énergie des phosphates insolubles ; nous ne saurions trop le répéter, tandis que sur les parcelles épuisées, les betteraves ou le blé ne peuvent plus se développer sans addition de superphosphates, l'avoine au contraire dans ces sols fatigués trouve encore assez d'acide phosphorique pour se développer normalement. En 1891, on a obtenu sur une parcelle qui avait reçu l'année précédente des superphosphates 30***" d'avoine des salines et sur la parcelle voisine restée sans apport de phosphates 28'''", la différence est donc très minime et nullement comparable à celle qui a été observée pour le blé.

Épuisement en potasse. — Les dosages exécutés au champ d'expériences sur la potasse du sol n'ont pas été assez nombreux pour qu'on puisse en déduire qu'une quantité notable de potasse a disparu pendant la culture sans engrais; il ne semble pas au reste que le défaut d'alcali soit bien sensible, car dans l'expérience de 1890 la parcelle qui a reçu, outre du superphosphate de chaux, du chlorure de potassium, a donné 26''°' de blé à l'hectare, tandis que celle qui n'a eu que du superphosphate de chaux en a fourni 24; la différence n'est pas très forte et on ne saurait affirmer qu'elle n'est pas fortuite; on a vu au reste que le stock de potasse des terres de Grignon est énorme^ bien plus considérable que celui d'acide phosphorique, et on conçoit que l'épuisement soit encore peu sensible.

§ 147. — Généralisation des faits constatés au champ d'expériences

DE Grignon.

Les expériences exécutées à Grignon, de 1875 à 1890, nous ont conduit aux conclusions suivantes :

Un sol cultivé sans engraîs perd :

i° Une quantité notable d'humus.

2° Une quantité considérable d'azote, mais cette perte très rapide dans les premières années de la culture sans engrais s'amoindrit et plus tard fait place à un gain sensible.

3"" La presque totalité de l'acide phosphorique assimilable.

Peut-on supposer que les faits observés sont tout à fait particuliers au sol étudié, ou bien convient-il de croire au contraire qu'ils ont une portée générale ? C'est là le point qu'il faut discuter.

Disparition de l'humus dans les sols cultivés sans engrais. — Le sol de Grignon est léger, perméable à l'air et à l'eau, les engrais organiques y disparaissent rapidement, plus vite sans doute qu'ils ne le feraient dans un sol argileux, compact, oh l'air aurait plus de peine à se renouveler; voyons cependant comment la matière organique se comporte dans des sols de composition physique très différente, afin de savoir dans quelle mesure nous pouvons généraliser les faits observés à Grignon.

La matière organique du sol se brûle en produisant de l'acide carbonique, nous aurons donc une idée de la vitesse de sa disparition dans divers sols, en déterminant la quantité d'acide carbonique que renferme l'atmosphère qui y est confinée. Or Boussingault et Lewy ont trouvé dans l'atmosphère d'un carré d'asperges sablonneux 0,79 p. 100 d'air d'acide carbonique et 0,66 dans un champ de topinambours très argileux ; dans un champ de betteraves assez argileux on a trouvé 0,87 p. 400 d'acide carbonique et dans le sol léger d'une vigne 0,96; les différences sont donc très faibles quand on passe d'un sol léger à un sol argileux et nous pouvons en conclure que, dans tous les sols, la matière organique disparait peu à peu par combustion lente. Celle-ci est favorisée en outre par les mouvements constants que subit l'atmosphère du sol. M. Th. Schlœsing fils (1) trouve dans un herbage du Calvados, le 8 juin, par un temps chaud et calme, 8,8 d'acide carbonique pour 100 de gaz, et le 24 septembre, dans ce même pré, par un temps frais et un vent sensible, 0,45 et 1,40; il est donc évident que l'atmosphère du sol se renouvelle constamment et que les combustions ne sont pas ralenties par la proportion d'acide carbonique que le sol renferme parfois, ces atmosphères chargées disparaissant de temps à autre pour être

(1) Comptes rendus j CIX, p. 673.