ANALYSE DES SOLS

L’exposé , qui suit , des moyens à employer pour déterminer la composition d’un sol^ est extrait d’un mémoire présenté par sir Humphry Davy , au département de l’agriculture.

I. Utilité de ia rechevche , far U analyse, de ia nature des sots. — Les méthodes, qui ont pour objet l’amélioration des terroirs, se liant immédiatement aveo la connaissance de la nature chimique des sols, les expériences sur leur composition semblent être susceptibles d’un grand nombre d’applications utiles.

L’importance de ce sujet a déjà été sentie par quelques savans distingués. Il a donné lieLi à beaucoup de faits et d’observations intéressantes , annoncés par M. Young. lia été examiné par lord Dundonald, dans son Traité sur la connexité qui existe entre la chimie et l’agricvdture, et M. Kirwan s’en est occupé dans son excellent Essai sur les engrais. Mais cet objet de recherches est encore loin d’être épuisé ; et le progrès rapide des découvertes en chimie fournît presque continuellement des méthodes nouvelles, qui tendent à éclaircir le sujet.

Parmi ces méthodes, sir Humphry Davy préjente l’exposé de celles qui, paraissant les plus précises et les plus simples, doivent être, par conséquent, les plus avantageuses à suivre par le cultivateur. Ces méthodes sont établies, en partie, sur les travaux des savans dont les noms viennent d’être cités, et, en partie, d’après quelques perfectionnemens trouvés depuis.

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Les substances qui constituent les sols, sont de certains mélanges ou combinaisons de quelques-unes des terres primitives, de matière animale ou végétale, en état de décomposition, de certains composés salins, et d’oxide de fer. Ces substances retiennent toujours de l’eau ; elles existent en proportions très -diverses dans différens terroirs; et c’est, pour en déterminer les quantités et découvrir leur mode d’union , qu’on soumet ces terres aux expériences de l’analyse.

II. Manière de rassemhler des sois pour Va^ialyse. — Lorsqu’il s’agit de reconnaître la nature générale du sol d’un champ, il en faut prendre des échantillons en différens endroits, à 6 ou 8 centimètres de profondeur, et en examiner comparativement les propriétés. Il arrive quelquefois que, dans les plaines, tout le sol supérieur, c’est-à-dire la couche supérieure du terrain, est de la même espèce, et, dans ce cas, une seule analyse suffira. Mais dans les vallées et dans le voisinage des rivières, il y a des différences très-grandes; il se trouve ^parfois qu’une partie d’un champ est calcaire, et qu’une autre partie est siliceuse. Dans ce cas, et ceux analogues, il faut prendre des portions différentes de chaque espèce de terre , et les soumettre séparément à l’expérience.

Lorsqu’on ne peut pas examiner immédiatement les portions de sols recueillies pour en faire l’analyse, on les conservera, sans qu’ils éprouvent de changement , en les mettant dans des fioles , qu’on a soin d’en remplir tout-à-fait, et de fermer ensuite, avec des bouchons de verre.

La quantité de sol la plus convenable pour une ana-

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lyse parfaite, est celle de 12 à 24 grammes. Cet échantillon doit être pris par un temps sec, et il faut l'exposer à l’air , jusqu’à ce qu’il ne manifeste plus d’humidité au toucher.

On peut constater la pesanteur spécifique d’un sol , c’est-à-dire, le rapport de son poids avec celui de l’eau , en introduisant dans une fiole, qui contiendra un poids connu d’eau, des volumes égaux d’eau et de sol; ce mélange , à volumes égaux , peut aisément se faire , en versant d’abord de Peau pure dans la fiole jusqu’à moitié de sa contenance, et en y ajoutant ensuite la terre du sol, jusqu’à ce que le liquide se soit élevé à son orifice. La différence entre le poids de cette fiole avec l’eau et la terre, et celui qu’elle aurait étant remplie d’eau seulement, donnera le résultat cherché. Si, par exemple, le poids de la fiole, remplie d’eau seulement, étant de 24 grammes, le poids est devenu de 56 grammes lorsqu’elle contient moitié seulement de sa capacité de cette eau, et l’autre moitié de la terre du sol, la pesanteur spécifique de ce sol sera 2; et, par conséquent, il sera deux fois plus pesant que l’eau. Si l’augmentation du poids de la fiole avec l’eau et la terre n’était que de 10 grammes, la pesanteur spécifique du sol serait de i855, celle de l’eau étant de 1000.

Il est important de connaître la pesanteur spécifique d’un sol, parce qu’elle fournit une indication de la quantité de matière animale et végétale que le sol contient, ces substances étant toujours les plus abondantes dans les sols plus légers.

Il convient également d’examiner les autres propriétés physiques des sols, avant d’en faire l’analyse, parce

qu’elles dénotent, jusqu’à un certain point, leur composition , et servent de guides pour se diriger dans les expériences. Ainsi , les sols siliceux sont généralement rudes au toucher, et ils rayent le verre lorsqu’on les frotte dessus; les sols argileux adhèrent fortement à la langue, et lorsqu’on soufïle dessus, ils émettent trèssensiblemeat une odeur terreuse; les sols calcaires sont doux au toucher, et ils adhèrent beaucoup moins que les sols argileux.

III. Manière de reconnaître la quantité d'eau d' absorption dans des sots. — Les sols, quoique aussi secs qu’ils puissent l’être par leur exposition continuelle à l’air, n’en contiennent pas moins encore, dans tous les cas, une quantité d’eau considérable, qui, adhérant avec force aux terres, ainsi qu’à la matière animale et végétale, n’en peut être chassée que par un très-haut degré de chaleur. La première opération de l’analyse est de dépouiller, autant que possible de cette eau, un poids donné du sol, en prenant garde toutefois de ne pas affecter, sous d’autres rapports, sa composition; et cela peut se faire ainsi, en chauffant l’échantillon , à poids connu, du sol , pendant dix ou douze minutes, sur une lampe à esprit de vin, dans une capsule de porcelaine, à une température égale d’environ i5o degrés centigrades; et, dans le cas où l’on ne ferait pas emploi d’un thermomètre , on s’assurera aisément du degré convenable de chaleur, en tenant un morceau de bois en contact avec le fond de la capsule. Tant que la couleur du bois n’est P oint altérée, la chaleur n’est pas trop

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forte; mais lorsqu’il commence à se ciiarbonner , il faut arrêter l’opération. Il restera peut-être alors une petite quantité d’eau dans l’échantillon du sol ; mais cette épreuve donne toujours des résultats comparatifs utiles. Si/ au contraire, on poussait la chaleur au delà du point indiqué , la matière végétale ou animale serait décomposée ; et, par conséquent, l’expérience ne pourrait offrir des résultats satisfaisans.

Il faut noter avec soin la perte de poids qui résulte du dessèchement; et, si sur 400 parties de sol elle s’élève à 5o, on peut considérer ce sol comme étant absorbant au plus haut degré, comme retenant l’eau, et l’on trouvera généralement qu’il contient une grande proportion d’alumine. Si la perte de poids n’est que de 20 à 10 parties, on en conclura que le sol n’est que légèrement absorbant, qu’il retient peu l’eau, et que la terre siliceuse y prédomine.

IV. Manièrô de séparer , des sots , ies pierres ^ le gravier , et ies fibres végétales. — On ne doit point séparer du sol, dans l’état où il se trouve, les pierres, le gravier ou les fibres végétales , jusqu’à ce que l’eau en ait été expulsée, car ces corps sont souvent eux-mêmes Irès-absorbans , et susceptibles de retenir l’eau; ils influent, par conséquent, sur la fertilité du terroir. Cependant, cette séparation devra se faire immédiatement après l’opération du desséehement, et on l’effectuera aisément au moyen d’un tamis, le sol ayant été modérément broyé dans un mortier. Il faudra noter séparément les poids des libres végétales, ou Jiois, du gravier et des

pierres, et s’assurer de la nature de celles-ci. Si ces pierres sont calcaires, elles feront elfervescerice avec les acides; si elles sont de nature siliceuse, elles seront assez dures pour rayer le verre; et si ce sont des pierres de la classe ordinaire de celles argileuses, elles seront douces au loucher, susceptibles d’être aisément coupées au couteau , et incapables de faire elFervescence avec les acides.

V. Séparation du sable (V avec V argile ou glaise. — Les sols contiennent , pour le plus grand nombre, outre le gravier et les pierres, de plus ou moins grandes proportions de sable de différens degrés de finesse; et, c'est une opération nécessaire , la première, qui doit suivre dans le procédé de l’analyse , que de séparer ces substances, des parties à l’état de plus petite division . telles que l’argiie, la glaise, la marne, et la ma-

jt

tière végétale ou animale. On peut y parvenir d’une

manière sufïisamment exacte , en agitant le sol dans l’eau. Le sable grossier se séparera généralement alors dans une minute, et le plus fin en deux ou trois minutes , tandis, que les parties terreuses, très-tenues, la matière animale ou végétale, resteront pendant beaucoup plus long-temps en état de suspension mécanique; de sorte, qu’en décantant l’eau avec précaution, au bout d’une, de deux ou trois minutes, le sable sera principalement séparé des autres substances; l’eau, qui les tient en suspension, étant mise sur un fdtre , elles s’y trouveront déposées, après que l’eau l’aura traversé; on pourra alors rassembler ces substances, les sécher, et les peser; le sable sera également pesé ,*et il sera pris

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noie du poids des quantités respectives. L’eau qui a filtré doit être conservée , parce qu’elle se trouvera contenir la matière saline, et les matières animales et végétales solubles, s’il en existe dans le sol.

VI. Examen du sahle. — Par le procédé de lavage et delà filtration : le sol est séparé en deux portions, dont la plus importante est généralement la matière qui est la plus divisée. Une analyse particulière du sable n’est jamais, ou que très-rarement nécessaire; on en peut reconnaître la nature , de la même manière que celle des pierres ou du gravier. C’est toujours , ou du sable siliceux, ou du sable calcaire, ou un mélange de l’un et de l’autre. S’il consiste entièrement en carbonate de cliaux , il se dissoudra rapidement et avec effervescence dans l’acide hydro-clilorique ; mais , si le sable est composé en partie de cette substance , et’en partie de matière siliceuse , on peut en déterminer les quantités respectives, en pesant le résidu après l’action de l’acide, dont il faut augmenter la dose, jusqu’à ce que toute effervescence ait cessé , et que la liqueur ait acquis une saveur acide. Ce résidu est la partie siliceuse. Il faut , après l’avoir lavé et fait sécher , l’exposer à une forte chaleur dans un creuset. La différence, entre le poids de ce résidu et le poids de tout le sable , indique la proportion du sable calcaire.

VII. Examen de ia matière très-divisêe de sois, et manière de, découvrir ia chaux et ta magnésie. — La matière très -divisée du sol est ordinairement de

nature très-composée; elle contient quelquefois toutes les quatre terres primitives des sols , ainsi que de la matière animale et végétale; et, ce qu’il y a de plus difficile daus cet examen , c’est de déterminer les proportions des substanoes d’une manière suffisamment exacte.

La première opération à faire, dans cette partie de l’analyse, est de soumettre la matière très-divisée du sol, à l’action de l’acide hydro-’cblorique. 'Il faut verser de cet acide sur la matière terreuse dans un bassin propre à l’évaporation , en quantité égale à deux fois le poids de la terre , mais l’acide doit être étendu d’un volume d’eau qui soit double du sien. Après avoir remué souvent le mélange, on le laissera reposer pendant une heure et demie avant de l’examiner.

S’il existe dans le sol du carbonate de chaux , ou du carbonate de magnésie, il aura été dissous par l’acide, qui se charge également quelquefois d’un peu d’oxide de fer, mais très - rarement d’aucune portion quelconque d’alumine.

Après avoir filtré la liqueur, la matière solide , restée sur le filtre , sera lavée avec de l’eau de pluie , puis séchée à une douce chaleur, et ensuite pesée. Ce qu’elle aura perdu de son poids indiquera la matière solide enlevée. On réunira l’eau de lavage à la dissolution , et si la liqueur n’est pas acide à la saveur, elle sera rendue telle, en y ajoutant une nouvelle quantité de l’acide. On mêlera alors avec le tout un peu de dissolution d’hydro-cyanate de potasse. S’il se manifeste nn précipité bleu , ce sera une indication de la présence d’oxide de fer ; et dans ce cas , il faut ajouter goutte

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à goutte de la dissolution d’iiydro-cyanate , jusqu’à ce qu’elle cesse de produire aucun effet. Pour reconnaître ensuite la quantité du précipité ^ après l’avoir recueilli comme d’autres précipités solides, on le chauffera au rouge : le résultat sera de l’oxide de fer.

Dans le liquide, ainsi débarrassé de l’oxide de fer, on versera de la dissolution de carbonate de potasse neutre , jusqu’à ce que toute effervescence ait cessé , et que l’odeur , ainsi que la saveur du liquide , indiquent un excès considérable de sel alcalin.

Le précipité qui s’est déposé est du carbonate de chaux ; après l’avoir recueilli par la filtration , on le fera sécher à une chaleur au-dessous du rouge.

On fait bouillir ensuite la liqueur filtrée pendant un quart d’heure. S’il y existe de la magnésie, cette terre se précipitera , à l’état de combinaison avec de l’acide carbonique; et l’on pourra en reconnaître la quantité de la même manière que pour le carbonate de chaux.

Si, par quelques circonstances particulières, une trèspetite portion d’alumine avait été dissoute par l’acide, elle se trouvera dans le précipité avec le carbonate de chaux , dont on pourra la séparer , en faisant bouillir pendant quelques minutes ce précipité avec une quan- tité de potasse caustique, sutïisante, pour recouvrir la i matière solide. La potasse caustique dissout l’alumine j sans attaquer le carbonate de chaux.

Lorsque le sol, très-divisé, est d’une nature assez | calcaire pour donner lieu , avec les acides , à une très- | vive efïèrvescence, on peut, dans tous les cas ordinaires, i reconnaître la quantité de carbonate de chaux , qu’il con ii

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tient, par un moyen très-simple, et suffisamment exact.

Le carbonate de chaux, dans ses divers états, contient une proportion déterminée d’acide carbonique, c’est-à-dire , environ 4^ pour 100. Ainsi, lorsque la quantité de ce fluide élastique , dégagé d’un sol pendant la dissolution de sa matière calcaire dans un acide, est connue, soit en poids, soit en mesure, la quantité de carbonate de chaux s’en infère aisément.

Lorsqu’on veut procéder par réduction de poids, on pèse deux portions de l’acide dans une fiole, et une portion de la matière du sol dans une autre, et on mêle ensuite ces deux portions très-lentement, jusqu’à cessation d’effervescence : la différence de poids, avant et après l’expérience, indique la quantité d’acide carbonique qui s’est dégagée ; car 4 parties et demie de cet acide , doivent représenter 10 parties de carbonate de chaux.

La meilleure méthode pour recueillir le gaz acide carbonique, de manière à pouvoir en connaître le volume, consiste à faire usage de l’appareil pneumatique, dont la construction et l’application sont ci -après exposées. L’évaluation est, pour chaque once mesure, ( 3i centimètres cubes ) d’acide carbonique, i3 centigrammes de carbonate de chaux.

VIII. Manière de reconnaître la quantité de matière animale et végétale très-divisée insoiuhle. — La matière fine du sol ayant été soumise à l’action de l’acide hydro-chlorique, il faut alors s’occuper de reconnaître la quantité de matière animale et végétale très-divisée insoluble que ce sol contient.

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On y parvient avec une précision suffisante, en poriani: la masse à fétat de forte ignition dans un creuset, sur un feu ordinaire, jusqu’à ce qu’on n’y aperçoive plus rien de noir. Il faut remuer souvent cette masse pendant l’opération, avec une baguette métallique, afin d’en exposer continuellement de nouvelles surfaces à l’air; la perte de poids qu’elle éprouve, indique la quantité de la substance qu’elle contient, susceptible d’être détruite par le feu et l’air.

Il n’est pas possible de s’assurer si cette substance est entièrement animale ou végétale, ou si c’est un mélange de l’une ou de l’autre de ces matières. Lorsque l’odeur , qui s’exhale pendant l’ignition , ressemble à celle de plumes brûlées, c’est une indication certaine de quelque matière animale ; et , la production , dans le même temps, d’une flamme bleue abondante, dénote presque toujours une portion considérable de matière végétale. Dans les cas qui nécessitent que l’expérience soit trèspromptement achevée, la destruction des substances décomposables peut être aidée par l’action de nitrate d’ammoniaque, jeté peu à peu pendant l’ignition , sur la masse chauffée, en quantité de 20 parties pour 100 parties du sol résidu. Le nitrate d'ammoniaque, ainsi employé, fournit le principe nécessaire à la combustion de la matière animale et végétale , dont il opère la conversion en fluides élastiques; tandis, qu’en même temps, ce nitrate lui-même, étant décomposé, se dissipe.

IX. Manière de séparer ia matière argiieiise et siiiceuse , et V oxide de fer. — Les substances qui restent après la destruction de la matière animale et végétale ,

sont généralement des particules de matière terreuse , consistant ordinairement en alumine et en silice avec de l’oxide de fer combiné.

Pour séparer ces substances les unes des autres, il faut faire bouillir la masse pendant deux ou trois heures avec de l’acide sulfurique , étendu de quatre fois son poids d’eau ; la quantité de l’acide se règle par la quantité du résidu solide sur lequel on doit le faire agir, en comptant, pour loo parties de ce résidu, 120 parties de l’acide.

La substance, qui reste après l’action del’acide, peut être considérée comme siliceuse ; il faut la séparer , et s’assurer de son poids, après l’avoir lavée et fait sécher comme à l’ordinaire.

L’alumine , et l’oxide de fer, s’il en existe, sont dissous l’un et l’autre par l’acide sulfurique; on peut les séparer, par une addition, de carbonate d’ammoniaque avec excès : l’alumine est précipitée, et l’oxide de fer, qui reste en dissolution , peut être séparé de la liqueur en la faisant bouillir.

Si, quelques portions quelconques de magnésie et de chaux ont échappé à la dissolution dans l’acide hydrochlorique, on les retrouvera dans l’acide sulfurique. C’est cependant ce qui n’arrive presque jamais; mais le moyen d’en découvrir la présence, et d’en reconnaître les quantités, est le même dans l’un et dans l’autre cas.

La méthode d’analyse, par l’acide sulfurique, est suffisamment exacte pour toutes les expériences ordinaires ; mais , si l’on veut opérer avec une très-grande précision , il faut faire emploi , comme agent , de carbonate de potasse sec , en chauffant au rouge peu-

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liant line demi- heure, dans un creuset d’argent ou de porcelaine , le résidu de l’ignition avec quatre fois son poids de ce sel. On dissout , dans l’acide hydro-chlorique , la masse obtenue , et, après avoir évaporé la la dissolution presque à l’état solide , on y ajoutera de l’eau distillée, qui dissoudra , en combinaison comme hydro-chlorates , l’oxide de fer et toutes les terres, la silice exceptée. La silice , après le procédé ordinaire du lavage, sera chauffée au rouge ; et les autres substances pourront être séparées de la même manière que des dissolutions hydro-chloriques et sulfuriques.

Ce procédé est un de ceux ordinairement employés par les chimistes pour l’analyse des pierres.

X. Manière de découvrir ia matière animale et végétale soluble^ et les substances salines^ — Si l’on sup[)0se la présence , dans le sél , de quelque matière saline, ou de matière végétale ou animale soluble, on les trouvera dans l’e'au de lavage qui a servi à séparer le sable. »

Celte eau doit être évaporée jusqu’à siccité , dans un vase convenable, à une chaleur inférieure à celle de l’ébullition.

Si la matière solide obtenue est de couleur brune , et inflammable , on peut la considérer comme étant, en partie , un extrait végétal. Si , lorsqu’elle est chauffée , elle répand une odeur forte et fétide , elle contient une substance animale mucüagîneuse ou gélatineuse; si cette matière est blanche et transparente, elle peut être considérée comme étant principalement saline. La présence du nitrate de potasse , ou du

nitrate de chaux ^ dans celte matière saline , se reconnaît à sa scinlillation avec un charbon ardent. Le sulfate de magnésie peut êlre indiqué par sa saveur amère; et le sulfate de potasse, en ce qu’il ne produit aucun changement dans la dissolution de carbonate d’ammoniaque , mais , qu’il précipite la dissolution d’hydro- chlorate de barite.

XI. Manière de dêcouvidr ia 'présence , dans des soiS) de sulfate^ et phosphate^ de ehaiiæ. — S’il y a lieu de soupçonner qu’il existe , dans le sol entier, du sulfate ou du phosphate de chaux, il faut avoir recours à un procédé particulier pour s’en assurer. On chauffera au rouge, pendant une demi-heure, dans un creuset , une quantité connue, loo parties , par exemple, de la matière du sol, mêlée avec 55 parties de poussière de charbon. On fera bouillir ensuite le mélange pendant un quart-d’heure dans un quart de litre d’eau , et, après avoir flitré ia liqueur, on la laissera, pendant quelques jours, exposée à l’air libre dans un vaisseau ouvert. S’il existait dans le sol une quantité soluble quelconque de sulfate de chaux, il se formera peu à peu , dans la liqueur, un précipité blanc , dont le poids après qu’il aura été séché, indiquera la proportion.

Après cette séparation du sulfate de chaux, on procédera, ainsi qu’il suit, à celle du phosphate de chaux, s’il y en a dans lesol. On mettra l’échantillon du sol, sur lequel on opère, en digestion dans une quantité d’acide hydrochlorique , plus que suffisante pour saturer les terres solubles. Après avoir évaporé la liqueur , on versera , sur la matière solide , de l’eau, qui dissoudra les com-

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posés terreux formés avec l’acide hydro-chlorique ^ et laissera le phosphate de chaux intact.

XII. Manière d^étahlir les résultats et produits. — Lorsque l’examen d’un sol est complètement achevé, il faut classer les produits, et ajouter ensemble leurs quantités ; si la somme de ces produits est à peu près égale à la quantité du sol, mise en expérience, l’analyse peut être considérée comme exacte. Il faut , cependant, remarquer, que si le phosphate ou le sulfate de chaux a été trouvé dans le sol par le procédé indépendant ci-devant article XI, il convient de faire une correction, en en déduisant le poids, de la quantité de carbonate de chaux, obtenue, par précipitation, de l’action de l’acide hydro-chlorique.

En arrangeant les produits, il faut les établir dans l’ordre des expériences d’où ils sont résultés.

Ainsi 400 parties d’un bon sol sablonneux siliceux,

peuvent être supposés contenir :