CHAPITRE TROISIÈME LES BACTÉRIES DU SOL

Le sol est en général très riche en Bactéries, plus riche même que les milieux précédents, qui n'offrent à ces organismes que de moins bonnes conditions de nutrition et de développement. La terre renferme en effet toujours des quantités de matières organiques relativement considérables par rapport à ce qu'en contient l’eau, mais surtout lorsqu'elle est souillée par des infiltrations de matières fécales, d'urines; d'eaux ménagères, de liquides putrides ; elle devient alors un excellent milieu de culture pour la pullulation des Bactéries.

Le sol paraît, du reste, être bien le réceptacle naturel, obligé même, des microbes. Tous les microbes, a dit Duclaux (6), doivent exister dans le sol, car d'où viendraient-ils ? Il est certain que l'étude, encore trop peu avancée, des microbes du sol fera connaître bien des points intéres sants de la biologie de ces organismes (7).

Dans le sol, en effet, se passe une série nombreuse de processus d'un intérêt capital au point de vue du maintien de la vie dans le monde. Tout vient de la terre et tout doit y retourner, a-t-on dit depuis longtemps. Mais ce qui en sort doit être, pour servir à la vie, en un tout autre état que ce qui y revient ; c'est précisément dans le sol que s'opèrent les changements nécessaires. La vie des êtres divers, des animaux et de l’homme surtout, a pour effet de fixer la matière organique, sous des formes insolubles ; il est nécessaire, pour la rendre à la circulation, de la rendre solubilisable en la modifiant plus ou moins profondément.

(1) Axrrecur, Ueber den Einfluss stark salzhaltigen Elbwasser auf die Entwickelung von Cholerabacillen (Centralbl. für Bakl., XIII, 1893, p. 353).

(2) CassepeparT, De l'action de l’eau de mer sur les microbes (Revue d'hyg., 1894,

(3) Gixxa, Ueber die Wirkung des Meerwassers auf die Virulenz der Milzbrandbacillen (Centralbl. für Bakt., XV, 1891, p. 816).

(4) Ken, in Tnorne-Tnorne, On Oyster cultur in relation to disease (24° annual report of the Local Government Board, 1891-95).

(5) Massoxe, Studio sui Vibrioni delle acque del porto di Genova (Rivista d'Igiene, 1897).

(6) Ducraux, La distribution de la matière organique et des microbes dans le sol (Ann. de l'Inst. Pasteur, VII, 1893, p. 823).

(7) Remx, Bodenbakteriologische Studien (Centralbl. für Bakt., 2% Abth., VIII, 1902, p. 657).

La plus grande part, dans cette œuvre, revient aux microbes. Comme cette matière organique insolubilisée aboutit en très grande partie, pour ne pas dire toujours, au sol, c'est en lui que se passent surtout les processus qui la font rentrer dans le cycle de la nutrition et de la vie (1).

Ce processus de modification est un processus de simplification moléculaire. Il ne se fait pas d’un seul coup, mais graduellement, en passant

par des étapes successives. Il n'y a pas une seule espèce microbienne,

ou quelques espèces, conduisant le phénomène jusqu’au bout ; mais plusieurs, parfois même un grand nombre, y concourent successivement. Chacune abandonne la matière quand elle a opéré la modification dont elle est capable ; arrivée là, elle ne peut plus rien sur elle ; elle cède la place à une autre qui peut attaquer le groupement moléculaire formé par l’action précédente et le modifier plus profondément dans le sens voulu ; et ainsi de suite jusqu’au bout, à la simplification la plus avancée.

Ces actions, successives ou superposées, arrivent à un terme final, la scission de la moléc ule primitive en eau, acide carbonique et ammoniaque ; les microbes nitrifiants doivent même encore transformer l’am moniaque, l'azote devant être sous forme de nitrates pour devenir assimilable par la plante. Entre ces termes extrêmes, se rangent des formes intermédiaires, plus ou moins nombreuses suivant l'énergie de la transformation. Ces formes varient évidemment suivant la nature du composé de départ.

Avec des hydrocarbonés insolubles, amidon, cellulose, par exemple, il se forme d’abord des corps colloïdaux commela dextrine ou la gomme. À un degré plus avancé, on obtient des corps solubles, des sucres.

Aux dépens des sucres ou d'autres matières hydrocarbonées solubles, se forment des acides organiques végétaux, surtout acides lactique, formique, acétique, ou des acides gras dont le type est l’acide butyrique.

Ces acides sont neutralisés par les bases du sol, particulièrement la

chaux, et les sels formés subissent à leur tour uné nouvelle décomposition qui les transforme en composés très simples ; les derniers termes auxquels elle aboutit sont le carbonate de chaux, l'acide carbonique et l'hydrogène ou le gaz des marais. L'hydrogène naissant réagit sur le sulfate de chaux du sol et en présence de l’acide carbonique donne du carbonate de chaux, de l'hydrogène sulfuré et de l’eau; l'hydrogène sulfuré s’oxyde, donne de l’eau et du soufre. Le stade ultime paraît donc être l'acide carbonique et l’eau.

Les Bactéries qui attaquent les hydrocarbonés sont très nombreuses dans le sol, surtout dans le sol fumé d’engrais animaux. Ce sont des ferments lactliques très divers, des ferments acétiques, des ferments bulyriques (p. 470), des ferments butyliques (p. 480) ; des ferments de la cellulose, tels que Bacillus hydrogenii et Bacillus methanii.

Avec les matières albuminoïdes il se passe ce qui a été étudié I, p. 113, sous le nom général de putréfaction. Les formes de début sont aussi des colloïdes, principalement les peptones; puis l'attaque microbienne donne des corps cristallisables, leucine, tyrosine, glycocolle, etc.; à un degré ultérieur, des composés ammoniacaux, puis des nitrates; en même “temps que tout cela, il se dégage de l’acide carbonique, de l'hy-

(1) Wozrxy, Die Zersetzung der organischen Stoffe und die Humusbildung. Heidelberg, Winter, 1897.

drogène ou d'autres produits gazeux. Finalement tout le carbone, tout l'hydrogène et tout loxygène de la matière albuminoïde se trouvent sous la forme d'acide carbonique et d’eau ; tout l'azote peut être sous la forme d’acide nitrique.

Les espèces qui transforment ici les albuminoïdes sont très nombreuses. Ce sont d’abord beaucoup de celles qui se trouvent dans les putréfactions animales, aérobies comme les Proteus, le Bacillus violaceus, ou anaérobies comme le Bacillus pulrificus. Puis les espèces à signification putride moins marquée, plutôt facteurs de décomposition ammoniacale, comme le Bacillus mycordes et des types très voisins, Bacillus mycoides roseus, Bacillus anthracoides, le Bacillus subtilis, les Bacillus mesentericus divers.

Les matières azotées moins complexes trouvent aussi des agents de transformation ; les ferments dé l’urée sont très abondants dans les sols fumés.

Le carbone de l’acide carbonique est repris par la plante verte, qui le fixe sous l'influence des radiations solaires; l’azote devient réassimilable par les plantes après nitrification de l’ammoniaque ou peut être assimilé directement (I, p. 53); l’eau est immédiatement absorbable. La matière, usée tout à l'heure, peut rentrer dans le cycle vital; l’action des radiations solaires lui a rendu l’énergie latente.

L'absorption de l'azote libre par les microbes du sol est tout à fait démontrée aujourd’hui. Elle est opérée par un assez grand nombre d'espèces, surtout par le Clostridium Pasleurianum (p. 468) et les A£zotobacler (p. 530), puis, secondairement, par toute une série d'autres espèces (p. 534).

Toutes les modifications nécessaires pour aboutir au résultat sont produites par les microbes du sol et forcément corrélatives de leur vie et de leur végétation.

La puissance absorbante si marquée du sol à l'égard de ces composés qui représentent les diverses étapes de l'attaque de la matière organique, les retient surtout dans les couches superficielles; c’est dès lors là surtout que doivent se rencontrer les microbes qui concourent à les transformer.

Le nombre de Bactéries que renferme une terre donnée varie d'après sa richesse en principes nutritifs et certaines conditions physiques que nous savons indispensables à la vie de ces êtres, aération, humidité, température. Ces mêmes conditions président aussi à leur distribution en hauteur. Il est évident que plus on s'éloigne de la surface pour se rapprocher des couches profondes, pauvres en oxygène et moins chargées de matières organiques, plus on voit diminuer la proportion d'êtres vivants qui consomment ces principes. Ceci est surtout vrai pour les espèces aérobies vraies, qui ne sauraient végéter convenablement sans trouver à leur disposition de l'oxygène en abondance. Mais il est de nombreuses espèces qui peuvent se contenter de proportions très minimes de ce gaz et même s'en passer pendant quelque temps sans cesser pour cela de se multiplier ; il en est même, les anaérobies, qui ne végètent qu’en son absence. Pour celles-là, les dernières surtout, les couches inférieures du sol sont encore habitables, alors que la vie des premières y est impossible. Elles devraient s'y rencontrer de préfé-

rence, si d’autres conditions n'interviennent pas pour les éloigner ; si, jusqu'ici, on n’a signalé la présence que d’un nombre très restreint de ces formes, c’est que la technique spéciale à leurs cultures est assez compliquée, Aussi, pour les différents auteurs qui se sont occupés des Bactéries du sol, leur nombre est-il en décroissance rapide à mesure qu'on s'éloigne de la surface. L'étude des anaérobies pourra seule démontrer la valeur de cette règle donnée un peu hâtivement comme générale. ILsemble toutefois bien probable qu'à une certaine profondeur le sol est tout à fait pur de germes. C’est le corollaire nécessaire de la pureté des eaux de sources, qui émergent de couches profondes. Quant à ce degré de profondeur où la vie ne s’observe plus, il est naturellement variable avec la nature géologique du sol et surtout avec son degré de perméabilité.

L'étude bactériologique du sol nécessite l’emploi de procédés analogues à ceux mis en usage pour l’analyse de l'eau.

La nature très variée, et souvent des besoins bien spéciaux, des diverses espèces microbiennes qui peuvent se rencontrer dans le sol, font qu'il devient nécessaire, si l’on veut faire une étude bactériologique un peu complète, de se servir de méthodes de recherche diverses, adaptées plus rigoureusement au but visé.

On doit se servir de méthodes générales d’abord, pouvant permettre d'obtenir une partie importante des espèces présentes, puis de méthodes spéciales, visant alors l'isolement de certaines espèces à action bien déterminée.

Les méthodes générales sont les mêmes que celles que l’on peut mettre en œuvre pour l’analyse bactériologique de l’eau.

La méthode de Miquel, de dilutions fragmentées dans les bouillons, doit donner d'excellents résultats. Il est certain que de même que pour l’eau, elle permettra d'isoler un plus grand nombre d'espèces, à cause de la facilité de faire varier la composition du milieu nutritif. Mais, vu la quantité de ‘Bactéries contenues dans les sols ordinaires, il est nécessaire de pousser très loin la dilution ; c’est un des grands inconvénients de cette manière de faire, qui exige une main-d'œuvre compliquée et des laboratoires spacieux.

Le procédé des cultures sur plaques de gélatine réussit bien, sauf les

restrictions admises pour l'eau.

On obtient de bien meilleurs résultats en employant une gélatine spéciale, faite avec de la décoction de terreau, de fumier ou de crottin, additionnée de 1 p. 100 de sels minéraux et de 1 p. 100 de glucose.

Il est des espèces qui ne croissent pas dans ces conditions, ou dont la végétation, trop lente, est étouffée par l'abondant développement des autres. Pour les isoler, il est nécessaire de recourir à des méthodes spéciales.

C'est le cas des ferments de nitrification (I, p. 590), qu’on n'isole qu'avec les milieux de Winogradsky, dépourvus de matière organique (I, p. 593). L'emploi de milieux à base de décoction de légumineuses parait nécessaire pour isoler le Bacillus radicicola. De même pour obtenir les grands fixateurs d'azote, les Clostridium pasteurianum et Azotobacter, il faut employer des milieux spéciaux (p. 530). Les anaé-

robies demandent une technique appropriée; les microbes pathogènes également,

Les diverses manières de faire indiquées pour l’eau peuvent très bien servir Ici.

Des précautions analogues doivent être prises.

La terre destinée à être étudiée doit être recueillie avec les soins voulus pour n’y pas introduire de germes étrangers ; elle doit être prise, si c’est possible, dépourvue de pierres ou d’autres corps de gros volume. La récolte des échantillons se fait facilement à la surface ou à une faible profondeur. Pour des couches un peu profondes, la maind'œuvre se complique. On peut ouvrir une tranchée et recueillir des portions aux niveaux désignés, à l’aide de spatules stérilisées; on prélève un cube d’une dizaine de centimètres de côté, dans l’intérieur duquel seront prises les parcelles à examiner. Lorsqu'on doit atteindre . des couches profondes et que le terrain ne se prête pas à la manœuvre précédente, il faut recourir aux forages; on se sert avantageusement d’un trépan dont la couronne a au moins 10 centimètres de diamètre, qui ramène de la profondeur voulue une motte de terre assez grosse au milieu de laquelle on fait les prises avec les précautions voulues. Fraenkel(1), dans ses Recherches sur les microorganismes du sol, recommande une sorte de sonde creuse, en acier, portant à sa partie terminale un pas de vis qui aide à l’enfoncer. L'instrument, porté par un long manche, est introduit aussi loin que l’on désire; un mouvement spécial fait découvrir, aù moment voulu, une ouverture pratiquée dans le noyau de la sonde et dans laquelle une aiïlette latérale amène un peu de terre. Un mouvement inverse referme la cavité; l'instrument est alors retiré. Si l'on a eu soin de stériliser la sonde, la terre ramenée à la surface ne contient aucun germe étranger.

La terre recueillie doit être immédiatement mise en expérience, si l’on veut être sûr des résultats, au moins des résultats quantitatifs. Dans les conditions ordinaires, en effet, à une température moyenne, il peut s'opérer une multiplication des Bactéries contenues dans l'échantillon récolté, d’autant plus considérable que la terre renferme plus de matières nutritives et que le temps qui s'écoule entre la prise d’échantillon et la mise en expérience est plus long. Les mêmes causes qui agissent sur les échantillons d'eau à analyser se retrouvent ici el produisent peut-être plus d'effet. Aussi faut-il prendre les mêmes précautions pour le transport, lorsqu'on désire avoir des résultats rigoureux et complets. Les échantillons doivent être maintenus à basse température; on peut les enfermer dans des vases stérilisés et les expédier dans la glace.

Quand on veut se borner à rechercher des espèces très résistantes, des Bactéries à spores, le Vibrion septique, le Bacille du charbon, par exemple, et qu'on ne tient pas à une numération exacte, il est possible de simplifier les opérations. Ces espèces, en effet, résistent longtemps dans ces conditions, surtout parce qu'elles sont souvent représentées par des spores. Comme pour l’eau, du reste, l'isolement des espèces, des pathogènes surtout, est un résultat autrement

(1) Fraznrkez, Untersuchungen über das Vorkommen von Mikroorganismen in verschiedenen Bodenschichten (Zeitschr. für Hygiene, II, 3° p., 1887, p. 521).

832 ÉTUDE SPÉCIALE DES PRINCIPAUX MILIEUX. < k , important, dans certains cas, qu'une simple numération, sans distinction des êtres qui entrent dans le chiffre brut. On peut se contenter alors d'emballer soigneusement les grosses mottes de terre de façon à éviter leur dessiccation et leur fragmentation, ou d’enfermer les petites portions dans des flacons stérilisés.

A l’aide d'une petite curette métallique jaugeant de 1 à 2 millimètres cubes, et stérilisée au feu, on prélève des portions de terre sensiblement égales dans la masse contenue dans les flacons ou dans la partie centrale de la motte qui a été coupée avec un couteau stérilisé; ou bien on pèse une très petite quantité d'une masse de terre soigneusement mélangée et pulvérisée dans des appareils stérilisés. Chacune des parcelles est soigneusement délayée dans un petit volume, 1 ou 2 centimètres cubes, de bouillon stérilisé. L'opération; qui est assez minutieuse, se fait dans un tube à essai stérilisé en triturant la masse avec une baguelte de verre flambée. Quand la répartilion est complète, on procède alors comme pour l'analyse bactériologique de l’eau, en ayant soin toutefois de pousser très loin les dilutions en raison du très grand nombre de microbes présents. L'opération se términe comme pour les cultures sur plaques ordinaires. Le grand avantage de cette manière de faire est de conserver les parcelles de terre ou de sable elles-mêmes, qui retiennent souvent, par des phénomènes d'adhésion, les germes qui sont venus à leur contact. Ces germes croissent en donnant des colonies qui se distinguent facilement des particules en suspension dans la gelée, par leur forme, leur développement et leur composition.

La terre renferme d'ordinaire un nombre assez élevé de Bactéries. Celle qui est riche en humus en contient beaucoup plus que celle qui est pauvre.

Dans 1 gramme de terre de pré, jusqu'à 20 centimètres de profondeur, Miquel a trouvé de 7 à 800000 Bactéries; dans un échantillon prélevé à la même profondeur dans le parc de Montsouris, il en rencontre jusqu'à 10 000 000 par gramme.

C'est surtout la couche superficielle qui fournit un chiffre considérable. À mesure qu'on pénètre dans la profondeur, les Bactéries diminuent jusqu'à faire complètement défaut. Il n’est pas encore possible de donner de règles générales ici; la nature et la consistance du terrain sont un facteur trop important, occasionnant des différences très grandes. Voici l'énoncé des résultats obtenus par Reimers (1) dans l'une de ses expériences, pour donner une idée des différences de la teneur en Bactéries des couches successives de terre prises au même

endroit :

Térre de la surface d'un champ ne PER 2564800 germes par cent. cube. Terre prise à 2 mètres de profondeur (argile)... 23100 — pri

— à 3 mètres 1/2 — (gravier)... 6170 — —

— à 4 mètres 1/2 — (sable) 1580 ,— =

— à 6 mètres — (Etes) ere 0 — =

(1) Rermers, Ueber den des Gehalt Bodens an Bacterien (Zeitschr. für Hygiene, VI, 1889).

Kramer (1) a obtenu les résultats suivants avec un sol argileux assez chargé d’humus :

AMOMS0EdeMprofondeur. Er re 650 000 germes par gramme. A 0m,50 me SP OU SET ORALE 500 000 —«

À 0,70 nn Ni S'en En 276 000 — —

À 12,00 A ET RES CO TO 36 000 — A AA" 0 rt La CR ONE PA EEE LE 9 600 — —

À 1,40 UD TN MERE ee EIRE TUDRRE un AN1M;69 RS A nes quelques germes.

Les deux tableaux suivants, dus à Fraenkel, montrent également bien, quoique d'une façon moins schématique, la décroissance des microbes de la surface vers la profondeur,-t font voir aussi la plus grande richesse des sols habités ou traités par des engrais intensifs.

Soldes environs de Potsdam (1886-1887).