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SCIENCES NATURELLES
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BOTANIQUE
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PaR's — Imprimerie da L, MARTINET, rue Mignon, 2.
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RELLES
COMPRENANT
LA ZOOLOGIE, LA BOTANIQUE L’ANATOMIE ET LA PHYSIOLOGIE COMPARÉE DES DEUX RÉGNES
ET L'HISTOIRE DES CORPS ORGANISÉS FOSSILES
RÉDIGÉES POUR LA ZOOLOGIR
PAR M. MILNE EDWARDS
POUR LA BOTANIQUE
PAR MM. AD. BRONGNIART ET J. DECAISNE
QUATRIÈME SÉRIE,
BOTANIQUE
TOME VII
PARIS LIBRAIRIE DE VICTOR MASSON
PLACE DE L’ÉCOLE-DE-MÉDECINE
1857.
ANNALES
DES
SCIENCES NATURELLES
PARTIE BOTANIQUE
RECHERCHES
SUR
L'INFLUENCE QUE L’AZOTE ASSIMILABLE DES ENGRAIS EXERCE SUR LA PRODUCTION DE LA MATIÈRE VÉGÉTALE,
Par M. BOUSSINGAULT.
I. Dans un Mémoire lu à l’Académie dans la séance du 19 no- vembre 1855, j'ai fait voir combien les nitrates favorisent Ia vé- gétation. Dans les mêmes conditions météoriques, dans des sols de même nature, les Hélianthus mis au régime du nitrate de potasse ont pris un développement considérable ; ils ont élaboré 6 décigrammes d’albumine en produisant 108 fois autant de matière végétale que la graine en contenait. En l’absence du nitre, au contraire, quand les principes azotés assimilables de l'atmosphère sont intervenus seuls, la croissance de la plante a été des plus restreintes : en trois mois de culture, il y a eu à peine 3 centi- grammes d’albumine formée, etles Hélianthus secs n’ont pesé que trois à quatre fois autant que la semence.
Les expériences faites sur le Cresson alénoïs (Lepidium sativum) ont conduit à des résultats analogues, et peut-être plus certains, par la raison que, dansles observations comparatives, les plants avaient eu l’un etl’autre à leur disposition, dans les cendres de fumier ajou- tées, bien au delà de ce qu'ils pouvaient absorber de substances minérales. Mais en avait-il été ainsi pour les Hélianthus ? On doit se
6 BOUSSINGAULT. —- INFLUENCE QUE L AZOTE demander, par exemple, si, en raison de la rapidité de l’accroisse- ment, celui qui avait eu du nitrate a réellement rencontré dans le sol assez de phosphate de chaux; et en admettant qu’il en ait été ainsi, on serait encore en droit de soutenir que le développement de l’Hélianthus élevé sans nitrate eût été plus prononcé, que le car- bone, que l’azote, que les éléments de l’eau eussent été assimilés en plus fortes proportions si la plante eût trouvé dans le sol autant de potasse que le salpêtre en avait fourni à l’Hélianthus que l'on cultivait parallèlement.
C’est pour dissiper ces scrupules que j'ai entrepris de nouvelles recherches. Je tenais d’ailleurs à voir se reproduire certains faits qui s’étaient révélés inopinément dans mes travaux antérieurs : je veux parler de l’action si décisive des matières azotées assimila- bles sur la formation des organes et des principes immédiats des végétaux, action tellement prononcée, que le poids de l’organisme élaboré par une plante donne en quelque sorte la mesure de l’en- grais azoté dont elle a disposé. Cela est si vrai, qu’une graine assez ténue pour que l’albumine ne s’y trouve qu’en proportion pour ainsi dire impondérable, comme le Mimulus speciosus, le Ta- bac, etc., produit dans un terrain stérile un individu dont le déve- loppement ne va pas au delà de l’apparition des feuilles primor- diales, et qui conserve cette forme embryonnaire pendant des mois entiers, attendant l’engrais indispensable pour constituer le tissu azoté sans lequel il ne saurait croitre, parce qu'il ne peut pas fonc- tionner. C’est cet état stationnaire, cette germination persistante que j'ai eu occasion d'observer pour la première fois, en 1854, sur plusieurs semences dont les poids étaient compris en- tre et + de milligramme (Calandrinia umbellata et Campanula baldensis).
J'ai reconnu, en outre , que des graines extrêmement légères, pesant 2 à 3 milligrammes , comme le Cresson, etc., produisent, quand elles sont semées sur un sol absolument stérile, des plantes frêles, délicates , pourvues cependant d'organes complets ; mais alors, comme cela ressort sans exception aucune de toutes mes expériences, après plusieurs mois d'existence à l'air libre, et à plus forte raison dans une atmosphère confinée, la plante ne pèse pas
EXERCE SUR LA PRODUCTION DE LA MATIÈRE VÉGÉTALE,. 7
beaucoup plus que la semence d’où elle est sortie, comme si l’ex- tension de son organisme se trouvait limilée par la quantité de principes azotés que comporte la graine.
Ainsi, il est des Semences qui ont en elles l'élément azoté juste- ment nécessaire pour, en l'absence du fumier, donner naissance à une plante excessivement réduite dans ses dimensions, parfaite- ment organisée, que j'ai désignée par le nom de plante limite, parce qu’elle représente le végétal constitué avec le moins pos- sible de matière; on y retrouve, à très peu près, l'azote de la graine, et, tout chétif qu'il est, il fleurit, porte un fruit auquel il ne faudrait qu’une terre fertile pour régénérer la plante normale,
Les expériences dont je vais rendre compte ont eu d’abord pour objet de reconnaître l’action du phosphate de chaux sur la végé- tation avec et sans le concours du salpêtre.
IT. J'ai suivi le développement de l’Helianthus argophyllus, à l'air libre, à l'abri de la pluie, dans un sol formé d'argile cuite concassée et dè sable quartzeux. Les matières, comme le pot à fleurs qui les contenait, avaient été calcinées après avoir été lavées à l’eau distillée. On a disposé trois expériences A, B, C.
Dans l'expérience A, on n’a rien introduit dans le sol.
Dans l'expérience B, on a incorporé au mélange d’argile cuite et de sable : du phosphate de chaux basique, de la cendre végétale, du nitrate de potasse.
Dans l’expérience C, le sol a reçu du phosphate de chaux, de la cendre végétale, et une quantité de bicarbonate de potasse renfer- mant précisément l’alcali contenu dans le nitrate employé dans l'expérience B.
Le phosphate de chaux à été extrait des os calcinés, en faisant usage, à cause de la présence de la magnésie, d'agents aussi purs que possible ; malgré cette précaution, le phosphate, précipité par la potasse, n’a pas élé exempt d'azote, 2%°,445 du sel basique en contenant 0%",00022 à l’état de phosphate ammoniaco-magnésien. Le phosphate a loujours été introduit dans le sol à l’état gélatineux, tel qu’on le recueillait sur le filtre après le lavage.
Le bicarbonate de potasse a été préparé avec du carbonate d'une grande pureté.
8 BOUSSINGAULT. —— INFLUENCE QUE L'AZOTE
Les cendres végétales provenaient de la combustion du foin de prairie ; elles étaient très riches en silice, blanches, sans traces de cyanures. ;
Les plantes se sont développées en plein air, à 1 mètre au-des- sus du gazon, près d’une vigne plantée sur la limite d’une grande forêt. |
L'eau d'arrosage, exempte d’ammoniaque, renfermait environ le quart de son volume de gaz acide carbonique,
Les pots à fleurs pesaient en moyenne. . . . . . 600 grammes. La brique :eoncaséée [tance roc dater) ous 911408 Le: sable .quarlzeux, a. acbtedesiunat tanibrore 11028
Matières terreuses intervenant dans chaque expérience. 2026
ExpÉRIENCE À. Végétation dans un sol ne contenant rien autre chose que de l'argile cuite et du sable, — Deux graines d'Hélian- thus, pesant 0#",107, ont été plantées le 5 juillet.
20 août. Les premières feuilles normales sont flétries.
Longueur. Largeur. Deuxièmes feuilles normales. 25 millim. 40 millim. Troisièmes feuilles normales. 45 millim. 3 millim. d'un vert pâle.
Hauteur des plants, 11 centimètres ; diamètre des tiges, 2 mil- limètres. 20 septembre. Les deuxièmes feuilles normales sont flétries.
Longueur. Largeur, Troisièmes feuilles normales. 418 millim. 5 millim. Quatrièmes feuilles normales. 7 millim. 3 millim. d'un vert pâle.
Indices d’un bouton floral; hauteur des tiges, 11 et 13 centi- mètres.
30 septembre. L'aspect des plants n’a pas changé depuis le 20. Le bouton est épanoui en une pelile fleur jaune dont la corolle n'a pas plus de 3 millimètres de diamètre. Cette fleur en miniature est environnée de plusieurs feuilles naissantes (fig. 1).
On avait obtenu une plante limite. |
EXERCE SUR LA PRODUCTION DE LA MATIÈRE VÉGÉTALE, 9
gr. Les plants desséchés ont pesé. . . .', . . . 0,392 Les grains desséchés ont pesé. . . . . . . . 0,107 Matière organique développée. . . . . . . . 0,285
On a remarqué que les plants ont été assez forts jusqu’au 10 août, À partir de cette époque, les feuilles les plus anciennes se sont atrophiées, à mesure qu’il en apparaissait de nouvelles, et la vigueur de la végétation a décliné graduellement jusqu’à la floraison.
L'analyse a indiqué dans la totalité de la plante sèche :
re Male ui go joue losHiétie ÉR HONANEEL K à SSSR DB ME) 1.39. LU LAN 290 TUMUR 310028
0,0054 Dans les graines. . . . PAS PORTE ENT
Azote acquis en trois mois de végétation, à l'air libre. 0,0023
Évaluation du carbone fixé pendant la végétation. — La ma- tière organisée pendant la végétation a pesé 03%",285. D’après des analyses exécutées sur des plantes venues dans les mêmes condi- tions, elle renfermait au degré de dessiccation où elle avait été amenée, 0,40 de carbone, soit 08,414. Ce carbone, qui ne saurait avoir d’autre origine que l’acide carbonique, représente 08,418 ou 211 centimètres cubes de gaz acide.
Comme la végétation a duré 86 jours, on arrive à cette conclu- sion que, toutes les 24 heures et en moyenne, les -Hélianthus se sont approprié le carbone de 2,45 de gaz acide carbonique.
Expérience B. Fégétation des Hélianthus sous l'influence du phosphate de chaux, de la cendre et du salpétre. — Le sol était exactement constitué, en poids et en nature, comme dans l’expé- rience précédemment décrite. On y a fait entrer :
Phosphaie de'éhaux, 1. "1 10,0 ES HE DUMECEN Hu :: D'alntés0,5 | / Azote aS— gr, Nitrate de potasse ajouté successivement. 4,4, contenant! milable. 0,1969 | Potasse . 0,6525
10 BOUSSINGAULT
— INFLUENCE QUE L’AZOTE
Le 5 juillet, on a planté dans le sol, convenablement humecté, deux graines d’Hélianthus pesant 08r,107. 20 août. Les premières feuilles normales sont flétries.
Deuxièmes feuilles normales. Troisièmes feuilles normales. Quatrièmes feuilles normales. Cinquièmes feuilles normales.
Longueur. Largeur. 90 millim. 60 millim. 95 » 70 » 95 » 70 » d'un beau vert.
Assez développées.
Hauteur des plants, 25 et 30 centimètres ; diamètre des tiges,
8 millimètres.
10 septembre. Hauteur des plants, 49 et 59 centimètres ; dia-
mètre des tiges, 9 millimètres.
20 septembre. Hauteur des plants, 64 et 74 centimètres ; dia-
mètre des tiges, 1 centimètre.
30 septembre. Hauteur des plants, 64 et 74 centimètres; dia- mètre des tiges, 1 centimètre. L'Hélianthus le plus grand porte une belle fleur jaune dont la corolle a 9 centimètres de diamètre. De- puis le 20 août, les feuilles n’ont pas sensiblement changé d’as- pect. Les plus grandes présentent une surface à peu près égale à celle d’un Hélianthus venu en terre de jardin.
Les plants desséchés ont pesé :
Des analyses faites sur à grammes de matière ont indiqué que 18 de plantes sèches devaient contenir :
les 218",2
Azote. .
gr. Tiges . EP, 8,655 Feuilles et fleurs. . . . . . . . 7,028 Racines. 5,535 21,218 Les graines pesaient. 0,107 Matière organique développée . 21,441
Les deux graines contenaient.
Azote acquis en trois mois de végétation
48r.,4 de nitrate de potasse ajouté au sol contenait : Aro
Il y avait, par conséquent, 0:r,0303 d’azole de l’engrais dispo-
Différence. .
gr: 0,1697 0,0034
. 0,1666
0,4969
0,0303
EXERCE SUR LA PRODUCTION DE LA MATIÈRE VÉGÉTALE, 11 nible que les Hélianthus n'avaient pas fixé, azote représentant 02,219 de nitrate de potasse dont on a retrouvé une partie dans le sol ; l’autre partie avait fourni du carbonate de potasse, par suite de l’action exercée par la matière organique des racines, action déjà constatée par M. Schlæssing (1) et qu'expliquent les faits ré- cemment exposés par M. Pelouze.
L'examen des cendres a montré que les plantes avaient pris au sol 0£",265 de phosphate de chaux.
Carbone fixé par la végétation. — Les 21£",111 de matière or- ganisée contenaient 8*",44h4 de carbone dérivant évidemment de 305,961 d'acide carbonique, soit 15,637. La végétation ayant duré quatre-vingt-six jours, les Hélianthus, sous la double influence du salpêtre et du phosphate de chaux, ont pris toutes les vingt- quatre heures, et en moyenne, le carbone de 182 centimètres cubes de gaz acide carbonique.
ExPérieNce C. Wégétation des ITélianthus sous l'influence du phosphate de chaux, des cendres et du bicarbonate de potasse. — On vient de voir que l'introduction dans le sol du salpêtre, uni au phosphate de chaux, a déterminé un développement considérable de matière organisée et l’assimilation de plus de 8 grammes de carbone. Les Hélianthus venus dans ces conditions ont offert à peu près le même aspect, la même vigueur que ceux que l’on avait cultivés en pleine terre. De l’association du nitre avec le phosphate et les cendres, il est donc résulté un engrais complet dans lequel les plantes ont trouvé tout ce dont elles avaient besoin. |
L'expérience € a été entreprise pour rechercher quelle part d'influence sur la production végétale devait être attribuée au phosphate de chaux. Dans ce but, on a supprimé le salpêtre ; mais comme cette suppression entrainait nécessairement celle d’une notable quantité d’alcali, on a remplacé le nitre qui avait figuré dans l'expérience B par son équivalent de bicarbonate de polasse, sel bien moins alcalin que le carbonate; c’est d’ailleurs le bicarbo- nate que l’on trouve dans le fumier, comme dans l’urine que les berbivores répandent sur le pâturage.
(1) Schlæssing, Annales de chimie et de physique, 1. XL, p. 508, 3° série.
19 BOUSSINGAULT, —— INFLUENCE QUE L'AZOTE
Voici quelle était la constitution du sol dans les deux expériences Bet C :
j . Expérience B, Expérience C. Vase en terre cuite. . . . 600 grammes. 600 grammes. Brique concassée. . . . ,. 400 400 Sable quartzeux . . . . . 1026 1026 2026 2026 gr. gr. Nitrate de potasse, ( Potasse. . . . 0,652 \ Bicarbonate de po- { 0,652 48r.4, contenant { Azote assimilable. d 187 tasse, 15"-,26. . { 0,000 Céndpé Hi UI/Q JOG EF JOUET GES | Phosphate de chaux . .. . . . . 10,000
Tout, dans les deux sols, était donc égal de part et d’autre, à l'exception de l'azote assimilable de l'acide nitrique qui manquait dans l’expérience C.
Le 5 juillet, on a planté deux graines d’'Hélianthus pesant 05,407.
20 août. Les premières feuilles normales sont flétries.
Longueur, Largeur,
Deuxièmes feuilles normales, : 27 millim. 40 millim. d'un vert pâle.
Hauteur des plants, 9,6 et 11 centimètres ; diamètre des tiges, 2 millimètres. 20 septembre. Les deuxièmes feuilles normales sont flétries.
Longueur, Largeur. Troisièmes feuilles normales. . 40 millim. 3 millim.\ | Ê is 1 y st d'un vert très Quatrièmes feuilles normales. . 9 millim, 3 millim. er s sis 4k pâle. Cinquièmes feuilles normales. . . 5 millim. 2 millim.
Chacun des plants porte un bouton. Hauteur, 13,6 et 14 centi- mètres ; diamètre des tiges, 2 millimètres.
30 septembre. Les plants n’ont pas changé d’aspect depuis le 20 ; tous deux ont une fleur jaune extrêmement petite, mais bien con- formée. Comme dans l'expérience A, dans laquelle on n’avait rien mis dans le sol, on a obtenu des plantes limites.
gr. Les deux plants desséchés ont pesé. . . 0,498 Les sraines.. .. . . , ONE "O0
Matière organisée développée. . . . . 0,294
EXERCE SUR LA PRODUCTION DE LA MATIÈRE VÉGÉTALE. 15 De même que dans l'expérience À, les plants sont restés assez vigoureux jusqu'à l’âge de deux mois; après, les feuilles se sont flétries vers le bas de la tige, et la force de la végétation à décru rapidement. L'analyse a dosé dans les plantes sèches et dans les débris restés dans le sol :
gr. o en ne Le LL ds RER CL Dang les rangs! 0/00 M DORE Re 7 0,0031
Azote acquis en trois mois de végétation, à l'air libre. 0,0027
Carbone fixé pendant la végétation. — La matière organisée à pesé 08,391 ; admettant 0,40 pour la teneur en carbone, on a 0%,1564 pour le poids de ce com bustible pris à 0%",573 ou 289 cer.- timètres cubes de gaz acide carbonique.
La végétation ayant duré 86 jours, les plantes ont dù assimiler, toutes les vingt-quatre heures en moyenne, le carbone de 3,56 de gaz acide carbonique ; c’est à 1 centimêtre cube près ce que les Hélianihus ont assimilé dans l'observation A.
Je résumerai ici les faits constatés dans les trois expériences :
A
ACIDE CARBO- POIDS 1 | ACQUIS PAR LES He dela récolte| MATIÈRE a L MR. sde ÉGérazLel décomposé | en 86 j. de végétation. s : ar la graine élaborée. ie PS étant 1. P
mn
en 24 heures. | Carbone. Aroie,
Expérience À. Le sol n'ayant rien reçu. 3,6
1
or. cent. cub. r. gr.
0,285 | 2,45 | 0,414 | 0,0023 Expérience B. Le sol ayant reçu : phos- phate , cendre , nitrate de potasse. . . . . . .| 198,3 | 21,111 | 482,00 | 8,444 | 0,1666 Expérience C. Le sol ayant reçu : phos- phate, cendre, bicarbo- nate de potasse . . . . %,6
L'influence de l’engrais azoté sur le développement de l’orga- hisme végétal ressort ici de la manière la plus nette,
Ali BOUSSINGAULT. — INFLUENCE QUE L'AZOTE
Les Hélianthus dont le sol avait eu du salpêtre et du phosphate ont atteint la croissance qu'ils auraient acquise en poussant dans la bonne terre; ils ont assimilé 8*",44 de carbone. Des graines qui renfermaient 0%,019 d’albumine ont produit, par l'effet du sal- pêtre, des plantes dans lesquelles 1l ÿ en avait plus de 4 gramme.
Sur un sol dépourvu de toutes matières azolées assimilables, avec ou sans le concours du phosphate de chaux et des sels alca- lins, les Hélianthus n’ont pas dépassé la hauteur de 14 centimètres. En fonctionnant sur l'acide carbonique répandu dans l’air ou dis- sous dans l’eau, elles n’ont pas même soutiré 0,2 de carbone, et les principes azotés de l'atmosphère qui sont intervenus dans ces circonstances ne leur ont pas apporté 3 milligrammes d’azote. Ces derniers résultats prouvent que, pour concourir activement à la production végétale, le phosphate de chaux basique, les sels alca- lins, doivent être associés à une substance pouvant fournir de l'azote assimilable. Le fumier, l’engrais par excellence, offre pré- cisément ce genre d’association.
Dans les expériences où le salpêtre n’est pas intervenu, les 2 ou 3 milligrammes d'azote acquis par les plantes en trois mois de vé- gétation provenaient très probablement des vapeurs ammoniacales, des composés nitreux qui existent ou se forment dans l’atmosphère. J'ai réussi à en déceler la présence dans l’air au moyen des dispo- sitions que Je vais décrire.
Appareil pour constater l'apparition des nitrates. — On a placé à la suite l’un de l’autre six tubes en U en relation avec un aspirateur. Les deux premiers tubes, que traversait d’abord l’air aspiré, étaient remplis de petits fragments de briques imprégnés d'une dissolution de carbonate de potasse (1); venaient après deux tubes pleins de pierre ponce alcaline; puis enfin deux autres tubes
(4) Les fragments provenaient d’une brique neuve, mais déposée depuis long- temps dans un magasin; on les avait lavés à l'eau distillée avant de les calciner, afin d'enlever les nitrates qu'ils auraient pu contenir, et que la calcination, en l'absence du charbon, ne détruit pas toujours complétement, ou plutôt trans- forme en nitrites ou autres composés nitreux très persistants. Le carbonate de potasse avait été préparé en incinérant de la crème de tartre, et l'on s’était assuré qu'il ne renfermait pas la plus légère trace de nitrate.
L 4 EXERCE SUR LA PRODUCTION DE LA MATIÈRE VÉGÉTALE. 45
contenant de la craie humectée avec la dissolution de carbonate de potasse. L'appareil était à l'abri de la pluie, dans une boîte où l’on avait pratiqué une prise d’air, à 8 décimètres au-dessus du gazon, près d’une vigne.
L'aspirateur a fonctionné presque sans interruption jour et nuit depuis le 7 juillet jusqu'au 7 octobre 1856. Les matières enfermées dans les tubes ont été entretenues dans un état constant d’humi- dité. L'expérience terminée, on a constaté une quantité très appré- ciable de nitrate dans le premier tube ; 1l y avait encore une trace de ce sel dans le second tube, et pas du tout dans les tubes suivants, du moins on ne parvint pas à en manifester la réaction, bien que d’un côté la teinture d’indigo, et de l’autre la lame d’or, fussent capables d’accusér sûrement un vingtième de milligramme d’acide nitrique,.
L'air aspiré parvenait directement dans le premier tube, où étaient des fragments de briques imbibés d’une solution de carbo- nate de potasse. Je n'avais pas jugé nécessaire de le faire passer à travers de la ponce sulfurique pour retenir la vapeur ammoniacale : ce que je tenais à reconnaître, c’élait simplement la présence ou l'absence de nitrate dans une matière terreuse, poreuse de sa na- ture, ét imbibée de carbonate de potasse dissous, et soumise à un courant d’air. Quelle qu’en ait été la cause, il v a eu, à n’en pas douter, apparition de nitrate : je dis apparition et non pas produc- tion, parce que l’expérience , telle qu’on l'avait instituée , ne dé- montre pas autre chose. En effet, s’il est possible que l’ammoniaque de l'air, qu’on n'avait pas éliminée, ait été nitrifiée au contact de la potasse mêlée au corps poreux par de l’oxygène ozoné, il n’est pas mvraisemblable non plus que des nitrates aient été amenés par les poussières que l’atmosphère charrie continuellement. Le sal- pêtre est partout à la surface du globe; les particules les plus té- nues de la terre végétale que transporte le vent en sont évidem- ment pourvues, et l'air appelé dans l'appareil a pu en déposer sur la brique humide des premiers tubes. Je dois faire observer ici qu'alors même que cet air eût été dirigé d’abord sur de la ponce sulfurique , afin de fixer l’'ammoniaque, on n'aurait pas, par ce moyen, empêché les nitrates d'intervenir; car, en ee qui les con-
L) 16 BOUSSINGAULT. — INFLUENCE QUE L'AZOTE cerne, l’action de l'acide sulfurique se serait bornée à retenir leurs bases, et l'acide nitrique, devenu libre ou transformé en composés nitreux, aurait été entraîné par le courant, et retenu par la potasse ces premiers tubes.
Quoi qu'il en soit, et en considérant uniquement le fait de l'apparition du nitre, là où il n'y en avait pas avant le passage de l'air, on reconnaitra que cette expérience, exécutée au-dessus d’un gazon, près d’une vigne, sur la lisière d’une immense forêt, con- duit à un résultat entièrement conforme à celui obtenu bien anté- rieurement par M. de Luca dans des circonstances analogues, quant à l'abondance de Ja végétation, puisque cet habile observa- teur a trouvé qu'il y a formation d'acide nitrique lorsqu'on fait passer dans une solution de potasse de l’air privé d’ammoniaque, exempt de poussières, et pris dans une serre où végètent en grand nombre des plantes de toute nature.
Constatation de l'azote apporté par l’atmosphère. — On a placé près des plantes en expérience un vase cylindrique en cristal de 8 centimètres de profondeur, présentant une surface ouverte égale à celle des pots à fleurs. On y à introduit 500 grammes de sable lavé et calciné, auquel on avait mêlé 10 grammes d'acide oxalique considéré comme pur, mais contenant en réalité 0“,0011 d’azote dont on a tenu compte, Le mélange, entretenu humide, est resté exposé à l'air. Quand il pleuvait, et pendant la nuit pour éviter la rosée, on couvrait le vase avec une cloche de verre. Après sept semaines, le sable avait pris 05,0013 d’azote, dont une partie con- stituait certainement de l’ammoniaque. C’est là toutefois un simple renseignement; car tout fait présumer que la quantité de principes azotés qu'un sol humide reçoit de l’atmosphère dépend à la fois de l'étendue de la surface exposée , de la durée de l'exposition et de la localité. Je dis la localité, et c’est là une circonstance dont il faut tenir grand compte; car l'air n’est pas toujours également pur. L'impureté de la pluie accuse, peut-être mieux que ne le pourraient faire les analvses les plus délicates, le degré d’impureté de l'atmosphère. C'est ainsi que les eaux météoriques recueillies à Paris et à Lyon contiennent bien plus d’ammoniaque, de nitrales, de matières organiques, que la pluie, la neige, le brouillard et la
EXERCE SUR LA PRODUCTION DE LA MATIÈRE VÉGÉTALE. 17 rosée qui tombent à une grande distance des grands centres de population (1).
II. Znfluence de l'azote assimalable sur le développement de l’or- ganisme végétal. — Les expériences précédentes ont établi que le phosphate de chaux, les sels alcalins, ajoutés au sol sans le con- cours d’un engrais azoté, ne contribuent pas sensiblement au dé- veloppement de l'organisme. La matière élaborée dans cette con- dition par le végétal ne pèse guère plus que celle qui est produite lorsque la terre, rendue stérile par le feu, ne renferme aucune sub- stance saline , lorsque par exemple la végétation s’accomplit avec les seules ressources qu'elle trouve dans la semence , et qu’elle ahoutit à une plante limite. Quand au contraire le phosphate ct le salpêtre sont associés, ils agissent avec l’énergie du fumier. Il est, je crois, permis de conclure de ces faits que la croissance d’une plante est subordonnée à l'absorption préalable d’une substance azotée assimilable , dont il n’est peut-être pas impossible de me- surer les effets ; c’est, du moins, ce que j'ai tenté.
Dans ce but, on a introduit dans du sable calciné, pourvu de phosphate de chaux et de sels de potasse, des proportions diverses de nitrate de soude, ou, si l’on veut, des doses différentes d’azote assimilable.
Le sol calciné et amendé avec le phosphate a été réparti dans quatre vases à fleurs, franc de toute matière organique. Dans chacun des vases, on a planté deux graines d’'Hélianthus pesant 05,110. La végétation a duré cinquante jours. L'eau d’arrose- ment, exempte d’ammoniaque, tenait environ le quart de son vo- lume de gaz acide carbonique. Les plantes ont crû en plein air à l'abri de la pluie et de la rosée :
Le sol du vase n° 4 n'a pas reçu de nitrate de soude.
» n° 2 en a reçu 03,02. » 9 » 0 ,04. » n° 4 » 0 10:
(1) D'après les observations de M. Barral à Paris, celles de M. Bineau à Lyon, comparées aux résultats que j'ai obtenus au Liebfrauenberg , et à ceux de MM. Lawes et Gilbert, enregistrés à Rotamsted.
4° série. Bor. T. VIT. (Cahier n° 4.)&
5
=
18 RBOUSSINGAURT, —— INFLUENCE QUE L'AZOTE
Pendant la végétation, les plants sont restés vigoureux , les feuilles d’un beau vert. Voici quelles étaient leurs dimensions à la fin de l'expérience :
Longueur Largeur Pois
Hauteur. de la e Ja des
plus grande feuille. plus grande feuille. plants desséchés,
cent, cent, cent. gr. N°1 sans nitrate 9,0 3,7 4,5 0,507 N° 2 02r,02 de nitrate 41,2 9,4. 2,0 0,830 N° 30 ,04 À 0 À 445 6,8 2,8 1,240 No 80,76 97 91,5 9,1 à.7 3,390
En retranchant le poids des semences du poids des plantés sèches, on trouve que la matière reset élaborée pendant }à végétation a été par le :
N° 4, n'ayant pas reçu d'azote assimilable. . 0397 N° 2, ayant reçu 05",0033 d'azote assimilable, 0,720 N°3, » 0 ,0066 » 1,130 N°4, » O0 ,0264 » 3,280
L'influence de l'azote assimilable est manifeste , et ce n’est pas sans étonnement que, dans le résultat de l'expérience n° 2, on re- connait que à milligrammes seulement de cet azote introduits dans le sol ont suffi pour doubler la matière organique des Héhañthus. Ainsi le rapport du poids de la semence à celui de la récolte sèche qui était : : 4 : 4,6 dans la cullure à laquelle on n'avait pas donné de nitrate, est devenu:
gr.
4: 7,6 dans la culture n° 2. :: À : 11,3 dans la culture n° 3. :: 4: 30,8 dans la culture n° #.
L'analyse a dosé, dans les Hélianthus n° 4, venus dans le sol sans nitrate de soude :
gr. MD ee à ln NS de OU TSI OT … SN Dans les graines il y avait: Azote. . , . . 0,0033
En cinquante jours de végétation : Azote acquis. 0,0020
Pour les plantes venues dans un sol auquel on avait ajouté
EXERCE SUR LA PRODUCTION DE LA MATIÈRE VÉCÉTALE. 49 du nitre, les dosages d'azote ont conduit aux résultats que VOICI :
Azote dans le nitrate Azote ét les graines. dans les plantes. ! É 4 ; gr. gre gr. Hélianthus n° 2, nitre ajouté. 0,02 0,0066 0,0062 ni 7 ) 0,04 0,0400 0,0097 » n°4, » 0,16 0,0297 0,0254
On a trouvé des indices d'acide nitrique dans le sol des expé- riences n° 2 et n° 3. Dans le sol de l'expérience n° 4, il y avait un peu moins de 0°,03 de nitrate de soude, et dans aucune des plantes mises au régime de ce sel, l'azote acquis par l'organisme n’a excédé celui que le nitrate avait introduit.
. Ce que cette seconde série des recherches a de frappant, c’est de montrer non-seulement combien une substance azotée, introduite dans le sol, contribue à l’accroissement du végétal, mais encore combien la matière organique élaborée par la plante augmente par l'intervention de la plus minime quantité d'azote assimilable.
On peut se convaincre, en consultant les nombres exprimant la quantité de carbone fixée par les Hélianthus, que la décomposition du gaz acide carbonique a été d'autant plus prononcée, que la plante avait eu à sa disposition plus de nitrate de soude, ou, si l’on veut, plus d'engrais azoté :
AZOTE CONTENU AZOTE:INTROUIT As CARB, GONTENU| ACIDE CARBON, ue dans les =. formée dans décomposé graines pesant ( en 50 jours la matière en 24 heures 05r,11. le niirate. de végétation. | organique. en moyenne, gr. gr. gr. gr. cent. cub . N° 1 0,0033 0,0000 0,397 0,459 5,3 LÉ 0,0033 _0,0033 0,720 0,288 40,6 N° 3 0,0033 0,0066 1,130 0,452 47,2 N° 4. 0,0033 | 0,0264 3,280 1812 | 40,5 À [ 1
de chaux, les sels alcalins et terreux indispensables à la constitu- tion des plantes, n’exercent néanmoins une action sur la végétation qu'’autant qu'ils sont unis à des matières capables de fournir de l'azote assimilable : |
20 BOUSSINGAULT, —— INFLUENCE QUE L'AZOTE , ETC.
2 Que les matières azotées assimilables que l'atmosphère con- tient interviennent en trop minime proportion pour déterminer, en l'absence d’un engrais azoté, une abondante et rapide produc- tion végétale ;
8 Que le salpêtre associé au phosphate de chaux et au silicate de potasse agit comme un engrais complet, puisque des Hélianthus venus sous l'influence de ce mélange étaient, sous le rapport de la vigueur et des dimensions, comparables à ceux que l’on a ré- coltés sur une plate-bande de jardin fortement fumée.
J'ajouterai, en terminant, qu'il est bien remarquable de voir une plante parcourir toutes les phases de la vie végétale, germer et mûrir, en un mot atteindre son développement normal quand ses racines croissent dans du sable calciné contenant, à la place de débris organiques en putréfaction , des sels d’une grande pureté, de compositions parfaitement définies , tels que le nitrate de po- tasse, le phosphate de chaux basique, des silicates alcalins, et de constater qu’au moyen de ces auxiliaires empruntés tous au règne minéral, cette plante augmente progressivement le poids de son organisme, en fixant le carbone de l'acide carbonique, les élé- ments de l’eau, et en élaborant, avec le radical de l’acide ni- trique, de l’albumine, de la caséine, etc., c'est-à-dire les principes azotés du lait, du sang et de la chair musculaire. Au reste, il y a probablement plus d’analogie qu'on ne pense entre les sels que je viens de mentionner et l’engrais provenant des élables. En effet, le fumier dans lequel Braconnot n’a pas signalé moins de quatorze substances, change singulièrement de constitution quand il a sé- journé dans une terre convenablement ameublie. La fermentation, en continuant dans les parties molles ; la combus ‘on lente que subissent l’humus, le terreau, ces termes avancés de la décompo- sition des corps organisés et des déjections des animaux; l’action que l'air, l'eau, le sol exercent sur toutes ces matières, font que, en définitive, le fumier apporte aux plantes des sels alcalins et ter- reux, des phosphates, et, comme détenteurs de l’azote assimilable, des nitrates et de l’ammoniaque.
ns
RECHERCHES
SUR LES QUANTITÉS DE NITRATES CONTENUES
DANS LE SOL ET DANS LES EAUX,
Par M. BOUSSINGAULT.
Lu à l'Académie des sciences, dans la séance du 26 janvier 1857.
Dans le précédent Mémoire, j'ai cherché à démontrer que le salpêtre agit directement sur le développement des plantes; j'ai mentionné les expériences faites sur l’emploi du nitrate de soude du Pérou dans la grande culture, et j'ai rappelé que les nitrates avaient été signalés depuis bien longtemps dans les terres arables douées d’un haut degré de fertilité par Bowles, Proust et Einhoff ; dans les eaux des fleuves, des rivières et des sources, dans Îles eaux météoriques, par Bergmann, Berzelius, et, plus récemment, par les remarquables travaux de MM. Bineau, Henri Sainte- : Claire Deville, Brandes, Liebig, Bence Jones et Barral.
Dans les recherches dont je vais avoir l'honneur d'entretenir l’Académie, je me suis proposé d'étendre les investigations de mes devanciers, en déterminantce que, à un moment donné, 1 hectare de terre arable, À hectare de prairie, 4 hectare de sol forestier, 1 mêtre cube d’eau de rivière ou d’eau de source contient de nitrates.
Les nitrates ont été dosés dans quarante échantillons de terre ; mais, avant fe présenter le résultat de ces dosages, je dois d’abord faire connaître la circonstance qui m'a décidé à entreprendre ce travail.
J'avais eu l’occasion de remarquer que les plantes venues dans le potager de l’ancien monastère du Liebfrauenberg renfermaient de très notables quantités de nitrates ; des Betteraves, que j'avais cultivées en 1854 à la demande de M. Peligot, en contenaient une telle proportion, qu’il devint à peu près impossible d'en extraire le sucre, |
29 BOUSSINGAULT, —— QUANTITÉS DE NITRATES
Chaque année, en automne, le potager recoit une fumure très intense de fumier consommé d’étable, Le sol est léger : c’est un désagrégat de grès des Vosges et de grès bigarré ; l’eau ne séjourne pas, parce que l’ameublissement du terrain descend à une assez grande profondeur.
Le 9 août 1856, après quatorze jours de sécheresse accompa- gnée de fortes chaleurs, on a pris de la terre végétale dans un carré. Dans 4 kilogramme de cette terre séchée au soleil, on a dosé l'équivalent de 08,211 de nitrate de potasse. Le litre de terre sèche pesant 1K,500, on a 3165",5 de nitrate pour le mètre cube. De sorte que, le 9 août, on pouvait estimer à 1055 kilogrammes le salpêtre contenu dans 4 hectare du potager, en prenant 33 centi- mètres pour 1’epaisseur moyenne de la terre végétale.
Une telle proportion de nitre dans un sol très abondamment fumé n'a rien de surprenant. En effet, incorporer, dans une terre bien ameublie, de l'engrais d’étable arrivé à un état de décompo- sition très avancé; faire intervenir soit des cendres, soit de la marne; labourer pour mélanger et pour favoriser l’accès de l'air ; établir des rigoles, afin de prévenir la stagnation des eaux, c’est fumer un champ , c’est le préparer à porter d’abondantes récoltes. Eh bien, pour peu qu’on réfléchisse, on reconnaitra que c’est exactement amsi que l’on procède lorsqu'il s’agit d'établir une nitrière artificielle, La seule différence consiste en ce que, dans un climat pluvieux, la nitrière doit être abritée , afin de conserver dans la terre des sels aussi solubles que les nitrates, et que, pour peu qu’elle fût persistante, la pluie ne manquerait pas d'entraîner ou toutau moins de les faire pénétrer dans le sous-sol adjacent. Ainsi, du 9 au 29 août, il plut tous les jours au Liebfrauenberg ; on avait mesuré dans l’udomètre 53 millimètres d’eau. Le 29 août, immeé- diatement après qu'il eut cessé de pleuvoir, on ramassa de la terre dans le même earré où on en avait pris le 9. Après dessiccation, 4 kilogramnie de cette terre a donné 0#",0087 de nitrate ; par con- séquent, dans À mètre cube, l'équivalent de 13 grammes de ni- trate de potasse ou 43 kilogrammes pour 4 hectare. La plus erande partie du salpêtre avait donc disparu de la surface du terrain. |
CONTENUES DANS LE SOL ET DANS LES EAUX, 23
Dans le mois de septembre, il a plu quinze fois, et il est tombé 108 millimètres d'eau. Le 10 octobre, après quatorze jours de sécheresse, le sol du potager, sous l'influence d’un vent soutenu, avait perdu son excès d'humidité ; 1l était devenu assez sec pour être arrosé. De la terre prise au pied d’un mur d'appui a donné, après avoir élé desséchée, 08,298 de nitre par kilogramme, soit hh7 grammes par mêtre cube ou 1490 kilogranmes par hectare, nombre qui se rapproche , en le dépassant, de celui obtenu par le dosage du 9 août. Les alternatives de sécheresse et d'humidité que le sol avait subies expliquent les énormes variations qu’on a con- Statées dans les proportions de nitrates; quant à la forte quantité de ces sels, elle provient, à n’en pas douter, de la prodigalité avec laquelle on fume. toujours un potager, véritable type de la cul- ture intense. Il convenait done de doser le salpêtre dans des sols qui ne reçoivent jamais d'engrais , comme le sol des forêts, ou qui n'en reçoivent que dans des. proportions assez restreintes , comme la terre labourée d’une eulture normale.
J'ai essayé sept échantillons du sol forestier. La terre prise le 27 octobre dans une forêt de Pins près Ferrette, dans le Haut-Rhin, n’a pas fourni d'indices de nitrates.
La terre d’une forêt de Pins établie sur le sommet d’une mon: tagne des Vosges, et dans une situation telle qu'elle n’est humec- tée que par les eaux pluviales, renfermait, le 4 septembre, l'équi- valent de 0<",7 de nitrate de potasse par mêtre cube:
Du sable pris le 15 actobre dans la forêt de Fontainebleau con- tenait, par mètre cube, l'équivalent de 3*°,27 de nitrate de po- tasse,
Dans une terre de bruvère ramassée , le 45 août, dans la forêt de Halten, à peu de distance du Rhin, on a dosé, par mètre cube, l'équivalent de 42 grammes de nitrate.
Dans des terres de prairies prises, en septembre et en octobre, sur les bords de la Saüer, dans une vallée des Vosges et dans un pâturage situé près de Roedersdorff (Haut - Rhin), l'équivalent en nitrate de potasse a varié, par mètre cube deterre, de 1 à 11 grammes. R
De dix-neuf échantillons de terres arables de bonne qualité
2h BOUSSINGAULT. — QUANTITÉS DE NITRATES
prises, en septembre et en octobre, dans les vallées du Rhin, de la Loire, de la Marne et de la Seine, quatre n’ont pas donné de nitre. Les terres qui en contenaient le moins provenaient d’un champ de Maïs de Hoerdt (Bas-Rhin), de la Vigne du Liebfrauenberg, d’un champ de Betteraves des bords de la Saüer ; le mètre cube deterre n'a pas contenu au delà de 0:",8, 1:",28 et 12,33, en équivalent de nitrate de potasse. |
Les terres les moins pauvres en salpêtre avaient été recueillies dans un champ de blé des environs de Reims et dans un sol arable de la Touraine ; le mêtre cube renfermait 405",4 et 14%,4 en équi- valent de nitrate de potasse. Une terre de Touraine falunée depuis cinq ans a offert une richesse exceptionnelle : dans 1 mêtre cube, il y avait l'équivalent de 108 grammes de nitre.
Je n’avais pas attendu ce dernier résultat pour rechercher les nitrates dans les amendements calcaires que l’on donne au sol à si hautes doses. |
Le falun , formé, comme on sait, de débris de coquilles, avait été incorporé à la terre dont il vient d'être question, à raison de 70 mètres cubes par hectare. Dans 4 kilogramme de ce falun, sorti tout récemment de la falunière, je n’ai pu déceler la moindre trace de nitre.
Une marne très blanche, facilement délitable, de La Chaise près Louzouer (Loiret), examinée immédiatement après son extraction, a contenu l'équivalent de 7£",2 de mitrate de polasse par mètre cube. Dans la marne du même gisement, extraite en 1853, et qui depuis cette époque était restée en tas aux bords de la marnière, on a dosé, pour le même volume, 19 grammes de nitrate. Une marne très argileuse des buttes Chaumont en contenait 25 grammes.
La craie à Meudon est extraite dans trois exploitations superpo- sées. Le calcaire, pris à l'étage supérieur, dans une taille active- ment attaquée, sur un point où les carriers travaillaient, contenait, par mètre cube, l'équivalent de 16 grammes de nitrate. Un fait digne de remarque, c’est qu’on n’a pas trouvé de nitre dans les assises inférieures dela masse de craie. Quand on sait quelle est Ja masse de calcaire que l’on incorpore au sol dans un marnage, on comprend que, malgré leur faible dose, les nitrates doivent être
CONTENUES DANS LE SOL El DANS LES EAUX. 25 recherchés, puisqu'ils peuvent faire partie de ces substances que les marnes ne renferment qu'en très minimes quantités, mais qui, cependant, n’en sont pas moins efficaces, comme le phosphate de chaux et les carbonates alcalins.
A quelques exceptions près, on a rencontré le salpêtre dans les terres examinées , et généralement -en proportions assez faibles. Mais on ne doit pas oublier que les dosages ont été exécutés durant un automne pluvieux, et que la pluie tend à enlever, ou tout au moins à déplacer les nitrates. On à reconnu, en effet, que le nitre de 4 mètre cube de la terre d’un potager a varié de 316 grammes à 13 grammes, suivant qu’on l'avait dosé avant ou après l’arrivée des jours pluvieux. Ce qu'il faut voir surlout dans les résultats