CD + H« = CH

Aldéhyde formiqne.

ce + H«0 = CH«0«

Acide fonnlqne.

Cette hypothèse, que la réduction de Pacide carbonique s'arrête à la formation de l'oxyde de carbone, si apte à entrer en combinaison est appuyée par un fait observé par Th. de Saussure * et confirmé par M. Boussingault*, savoir que l'oxyde de carbone pur ou délayé dans un gaz inerte n'est pas décomposé par les parties vertes des végétaux, sous l'influence des rayons solaires. En tout cas, l'hypothèse dont il s'agit implique celle de la décomposition de l'eau, lorsqu'il s'agit d'interpréter la formation des hydrates de carbone et, en général, des composés organiques.

Si les hydrates de carbone renferment l'hydrogène et l'oxygène dans les proportions nécessaires pour former de l'eau, on rencontre dans les végétaux un très grand nombre de principes qui renferment un excès plus ou moins considérable d'hydrogène. Il en est ainsi pour la mannite et ses isomères. 11 en est de môme pour les matières grasses. Quant aux matières aromatiques, elles sont pauvres en oxygène ou n'en renferment point. Le carbone y est en excès. Il n'est pas impossible que, dans leur formation, les procédés de déshydratation jouent un rôle. M. Gautier a fait remarquer qu'une molécule de glucose peut donner naissance à de laphloroglucine, en perdant 3 molécules d'eau.

CeH'»0« — 3H«0 = C«H«0»

Glncosc. Phlorogludnc.

On sait que, dans les carbures d'hydrogène qui existent dans^ un grand nombre d'essences, l'ox^'gène fait entièrement défaut. De tels composés se forment-ils dans les organes des végétaux par la décomposition simultanée et complète de l'acide carbonique et de l'eau, ou bien secondairement par la réduction de

i' H^cherches chimiques sur la végétation, p. 20*2. 2. Comptes rendus» t. LXI, p. 493, 1863.

flés ternaires primitivement formés, tels qu'hydrates de ic, acides organiques, etc.? On ne peut faire à cet égard es hypothèses qu'il nous paraît inutile de développer. Ions seulement une vue émise par M, A. Gautier. Ce te distingué admet que la chlorophylle joue un rôle es phénomènes de réduction. Comme l'indigo bleu, elle ler de l'hydrogène pour devenir incolore. Elle aurait le r de décomposer l'eau sous l'influence de la radiation en absorbant l'hydrogène et en dégageant l'oxygène. Morophylle hydrogénée réduirait l'acide carbonique, avec ion d'eau, en repassant elle-même à l'état de chlorophylle . Une chose peut être considérée comme hors de doute Interprétation de ce genre de réactions, savoir : l'inlion des radiations lumineuses, tout aussi nécessaires M réduction de l'eau ou d'autres composés oxygénés que I décomposition de l'acide carbonique.

I expériences récentes de M. Dehérain semblent avoir tré l'influence des rayons solaires, sinon sur la décomn de l'eau, au moins sur son évaporation par les ly phénomène qui marche d'accord, en quelque sorte, dol de la décomposition de l'acide carbonique. Nous 8 devoir mentionner ici ces recherches, car elles ne mt pas étrangères au sujet que nous traitons. Dans des SDces faites sur des feuilles de blé et qu'il serait bien ant de répéter et de confirmer, M. Dehérain a obtenu les its suivants, concernant l'activité de l'évaporation : les 8 des deux dernières colonnes donnent les quantités hraporées en une heure.

Poids Foidi Poids de l'eau

^. . de de l'eaa évaporée

Températope. j^^ texiHUe, évaporée pour 100 gr.

de feuiUea.

I diffuse •. 22 1,920 0,3iO 17,8

té 22 3,012 0,042 1,1

le fait annoncé par M. Dehérain était définitivement établi, irrait en conclure que les radiations lumineuses qui pro-

. Gautier, la Chimie des plantes, Revue scientifique, t. VI, p. 7d7.

voquent le phénomène de la décomposition de Tacide carbo* nique interviennent aussi, soit pour effectuer la décomposition de Teau, soit, comme nous Pavons vu plus haut, pour en déterminer la formation. Et ces deux actions inverses, décomposition de Teau et formation de Teau, peuvent s'accomplir Tune et l'autre dans des conditions spéciales pour chacune d'elles, comme les phénomènes opposés de la combinaison de deux corps ou de la dissociation du composé formé peuvent s'accomplir, dans des conditions particulières, par l'action de la chaleur.

On avait émis l'opinion que l'activité de ces phénomènes de décomposition était indépendante de la nature du rayon et qu'elle dépendait seulement de l'intensité de la lumière. 11 n'en est pas ainsi; M. Dehérain^ a établi récemment que tous les rayons ne sont pas également efficaces pour la décomposition de l'acide carbonique. Ce savant trouve que, même à intensité égale, les rayons jaunes et rouges agissent plus énergiquement que les rayons bleus ou violets, et que l'accord constaté entre la décomposition de l'acide carbonique et l'évaporation de l'eau se maintient, quel que soit le genre de rayons. Ce fait que les rayons de réfrangibilité moyenne sont plus efficaces que les rayons violets dans les phénomènes de la végétation est en rapport avec les propriétés optiques de la chlorophylle que nous avons indiquées plus haut (page 8).

ASSIMILATION DE l'AZOTE.

S 4. Le carbone et l'hydrogène entrent dans la composition de tous les principes immédiats déposés dans les organes des plantes : il n'en est pas de même de l'azote, qui manque dan» un grand nombre de matières organiques. Néanmoins, et contrairement à ce que l'on pensait autrefois, les substances azotées sont très répandues dans le règne végétal, et l'on sait aujourd'hui qu'aucune cellule n'en est dépourvue. Certains organes, tels que les graines, renferment une quantité notable de matières azotées, et dégagent de l'ammoniaque en abondance lorsqu'on les calcine avec de la chaux sodée.

i. Comptts rendus, t. LXIX, p. 381 et 920.

Sous quelle forme Fazote de ces matières azotées pénôtretn'l dans les plantes? quelle est son origine et de quelle façon est-il assimilé par les végétaux? Telles sont les questions que ootts allons aborder maintenant.

Cest Tatmosphère, c'est le sol qui constituent pour les végétaux des réservoirs inépuisables d'azote. L'atmosphère renferme de l'ammoniaque sous forme de carbonate qui pénètre dans le sol avec leau de pluie; le sol lui-même renferme des azotates. De plus, il est souvent imprégné de matières azotées qui fournissent de l'ammoniaque par leur décomposition lente. Cest donc sous forme d'ammoniaque et sous forme d'azotates que, dans les conditions naturelles et en dehors de toute culture, Tazote pénètre dans les végétaux.

Assimilation de l'asote des sels ammoniacaux. — Dans ses premières « recherches chimiques sur la végétation » M. Boussingault avait établi qu'une portion de l'azote assimilé par les végétaux était empruntée à l'atmosphère * au moins par certaines plantes. Liebig le premier a considéré l'ammoniaque comme la source de l'azote assimilé par les végétaux *.

On sait que l'ammoniaque existe en petite quantité dans l'air atmosphérique sous forme de carbonate. L'eau de pluie ren-' ferme une trace de ce sel. Le sol en contient une proportion beaucoup plus forte. Toutes les matières organiques azotées en décomposition dégagent de l'ammoniaque qui se dissout à l'état de carbonate dans l'eau dont la terre est imprégnée ; une partie de cette ammoniaque est môme condensée et comme emmagasinée par certains sols de nature argileuse. Les meilleurs engrais sont ceux qui renferment la plus forte proportion de matières organiques azotées en décomposition, oh aptes à se décomposer dans le sein de la terre. C'est là une source lente et incessante d'ammoniaque. De nombreuses expériences ont constaté la puissance fertilisante de l'ammoniaque et des sels ammoniacaux, convenablement employés.

Sir H. Davy a montré que les émanations gazeuses d'une masse de fumier , conduites sous les racines d'un gazon , en favorisaient singulièrement la végétation. Plus récemment,

i. CompUs rendus, t. VIII, p. 57. 1839.

2. Die organischê Chemie in ihrer Anwendung anf AgricuHur and Physiologie, von Justus Liebig, 1841, p. SO.

il ÉLABORATION DES MATIÈRES ORGANIQUES

MM. Schattenmann, Kuhlmann, Isidore Pierre, Lawes et Gilbert ont reconnu Pinfluence fertilisante des sels ammoniacaux. Il paraît nécessaire, toutefois, que ces sels soient offerts aux végétaux à l'état de dilution extrême et disséminés dans le sol arable. Directement absorbées par les racines ou par les plantes entières submergées dans Peau, les solutions des sels ammoniacaux peuvent exercer une influence nuisible (Bouchardat, Cloëz).

D'un autre côté, on a établi que les végétaux languissent dans un sol absolument dépourvu d'ammoniaque, ou d'une substance azotée capable de donner de l'ammoniaque. M. Boussingault a fait germer des haricots, de l'avoine, des lupins, du cresson de fontaine, dans des sols artificiels formés de cendres d'engrais, de pierre ponce, de cendres d'os, etc. Les plantes végétaient dans une atmosphère confinée d'où l'on avait soin d'exclure toute trace d'ammoniaque, tout en y admettant de l'acide carbonique. Elles étaient arrosées d'eau distillée. Arrivées au terme de leur développement maladif, elles ont été soumises à l'analyse. On a constaté alors que la quantité totale d'azote contenue dans la récolte était un peu inférieure, dans la majeure partie des cas, à la quantité d'azote contenue dans la semence. Faute d'ammoniaque ou d'une substance azotée propre à en fournir, les plantes ont donc vécu péniblement aux dépens de l'azote contenu dans les graines : l'azote de l'air n'a point été assimilé directement.

D'autres expériences mettent en lumière le rôle de l'ammoniaque ou des matières azotées qui peuvent en fournir par leur décomposition spontanée, comme matières fertilisantes, c'est-à-dire comme éléments propres à concourir à l'élaboration des substances organiques par les végétaux. D'après les expériences de M. Pasteur, les cellules de la levure ne se multiplient qu'à la condition de rencontrer, dans le milieu où elles doivent se développer, non seulement les matériaux propres à la formation de la cellulose, mais encore de l'ammoniaque ou un composé azoté, et, de plus, les phosphates nécessaires à la constitution des matières albuminoïdes.

Assimilation de razote des azotates. — On connaît depuis longtemps l'influence fertilisante des azotates, et l'on emploie aujourd'hui des quantités considérables d'azotate de soude

tamae engrais. Od sait d'ailleurs que, dans certaines régions renommées pour leur fertilité , telles que l'Inde el l'Egypte, le soi est imprégné d'azotates et se couvre souvent d'efflorescences de ces sels. Des azotates y prennent naissance par l'oxydation de rumnoiiiaque en présence de bases puissantes. Des expériences directes et très concluantes ont démontré l'erûcacité de Fuolate de pousse comme agent fertilisant. Nous citerons ici une de celles que l'on doit à M. Boussingault.

si

ACQUIS en se joun

EnAiiEKi A. — U Ml n'iTsat

8,4ia

0,l»!3 0,1666 0,OOÎ7

SsHtma B. — U Ml «jnnt reçu : plio»ph«te, eendm,

EutfuuKB C. — Le Ml «fut reçu ! pbMpbtte, undres,

Ces chiffres démontrent la puissante influence de l'azotate de potasse sur la végétation, ou, si l'on veut, sur la proportion de matière organique élaborée par les plantes dans un temps donné.

Nous devons ajouter que les expériences de H. Boussingault ont été faîtes dans un sol absolument privé de matières cliniques, et par conséquent dans des conditions excluant la possibilité d'une réduction de l'acide azotique en ammoniaque, avant Tabsorplion par les racines.

C'est là un point important concernant l'assimilation de l'azote des azotates, et qui doit fixer un moment noire attention. Un cbimiste distingué, M. Kuhlmann, avait émis l'opinion que les azotates, qui se réduisent si facilement sous l'influence de l'hydrogène naissant, sont transformés en ammoniaque dans U terre arable par l'action réductrice des matières organiques. Il est évident qu'il n'en a pas été ainsi dans les expériences de

M. Boussingault, confirmées par celles de M. G. Ville, et qui démontrent que les azotates peuvent être absorbés directement par les végétaux. Majs, si Tacide azotique n'est pas réduit dans le sol, s'il peut pénétrer, à l'état d'azotate alcalin, dans l'économie végétale, il doit nécessairement y subir une réduction; car ce n'est pas à l'état de composé oxygéné qu'il peut concourir à l'élaboration des matières azotées. Il est vrai qu'artificiellement nous pouvons ajouter de l'azote aux éléments d'un corps organique qui n'en renferme point en y introduisant le groupe nitrogéné AzO* (peroxyde d'azote ou vapeur nitreuse), produit d'une réduction incomplète de l'acide azotique. Nous connaissons un grand nombre de ces combinaisons nitrogénées, analogues à la nitrobenzine, à la nitroglycérine, au fulmicoton, etc. : la nature n'en forme point. L'acide azotique des azotates subit donc une réduction complète par les procédés de la végétation. Les combinaisons azotées qui sont élaborées par les végétaux se rattachent plutôt à l'ammoniaque : ce sont des alcaloïdes ou ammoniaques composées, ou des corps neutres voisins des amides. L'ammoniaque peut jouer un rôle dans l'élaboration de ces composés, mais il n'est point nécessaire d'admettre pour cela que la réduction des azotates dans l'économie végétale aille jusqu'à la formation effective de l'ammoniaque. Les groupes Az H* ou Az H ou l'azote lui-même peuvent résulter de cette réduction et s'unir, à l'état naissant, à d'autres groupes d'atomes élaborés en même temps, de manière à former des molécules azotées complexes.

On s'est demandé si l'azote libre de l'atmosphère peut concourir à l'élaboration des matières azotées. Ce corps simple se dissout, en effet, en petite quantité dans l'eau, circule dans la sève, et est offert aux feuilles par la rosée. A l'état de liberté, l'azote est doué d'affinités très peu énergiques et ne montre qu'une faible tendance à entrer en combinaison avec d'autres corps. Mais enfin il n'est pas absolument privé du pouvoir de s'unir directement à d'autres corps, et M. G. Ville soutient l'opinion qu'il pourrait être directement assimilé par les végétaux. Les expériences de M. Boussingault et celles de MM. Gilbert et Lawes sont contraires à cette manière de voir. En les discutant, M. Ville persiste à soutenir que les plantes assimilent une quantité d'azote supérieure à celle qui provient

PAR LB rEgnb Végétal. 25

de l'engrais azoté. Il admet qu'il en est ainsi lorsque la végétation est très vigoureuse.

Des expériences récentes, dues à M. Berthelot, ont apporté an appui indirect à l'opinion de M. Ville. M. Berthelot a démontré eo effet que l'azote, sous l'influence de l'effluve électrique, est directement absorbé par des matières végétales ternaires, et que des matières azotées peuvent prendre naissance dans ces conditions. De telles conditions pourraient se rencontrer dans la nature.

D'un autre côté, l'azote atmosphérique pourrait concourir d'une autre façon à l'élaboration des matières azotées. Il pourrit être assimilé indirectement, après oxydation préalable dans le sol, à l'état d'azotate. Diaprés les expériences de M. Qoëz^, l'azote de l'air s'oxyde directement au contact de corps poreux et sous la double influence de substances alcalines et d'autres matières oxydables, toutes conditions qui peuvent se trouver réunies dans le sol et surtout dans un sol fertile. Ainsi s'expliquerait l'assertion précédemment rapportée de M. G. Ville, savoir, que les plantes acquièrent la faculté de fixer l'azote de l'air dans le cas d'une végétation vigoureuse. Ce cas se présente naturellement lorsqu'elles poussent dans un sol fertile, c'est-à-dire dans un sol imprégné de matières organiques oxydables. M. Cloëz admet que l'oxydation de ces matières détermine par entraînement celui de l'azote, en présence d'une matière alcaline. Cette interprétation nous parait légitime : elle est en harmonie avec les faits concernant la formation de l'ozone et de l'eau oxygénée, c'est-à-dire l'oxydation de l'oxygène et de l'eau, dans l'oxydation lente du phosphore et, en général, dans les combustions lentes. Ces faits trouvent une interprétation très simple dans cette idée moderne que la molécule oxygène est formée de deux atomes, et qu'elle se coupe en deux dans les réactions dont il s'agit.

Si , d'après ce qui précède , Thypothèse^d'une assimilation directe de l'azote par les végétaux semble douteuse, on peut se demander si l'ammoniaque et les azotates sont les seules sources de l'azote pour les plantes, ou si ce dernier élément peut encore pénétrer dans l'organisme des végétaux sous

1. Leçoof profetséet à la Société chimique de Paris en 1861, p. 130.

forme de matière azotée complexe. Le sol arable et le fumier renferment en effet une matière azotée que M. Paul Thénard a désignée sous le nom diacide fumique. Cette matière existe dans le sol à l'état de fumate insoluble; mais en se transformant en perfumate elle devient soluble dans Peau. Est-elle directement absorbée sous cette forme par les racines des plantes? Cela est peu probable, car M. P. Thénard a reconnu lui-môme que, sous Tinfluence oxydante du peroxyde de fer qui existe dans tous les sols en petite quantité, les perfumates se convertissent en azotates.