Leçons élémentaires de chimie agricole/Chapitre VII

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CHAPITRE VII

ALIMENTATION MINÉRALE DES VÉGÉTAUX


Nécessité d’une alimentation minérale. — Le carbone, l’eau, l’azote ne suffisent pas à la nutrition végétale ; certaines matières minérales sont indispensables au même degré.

Cette nécessité est absolue, même pour les végétaux monocellulaires, et paraît inséparable de la vie de toute cellule, végétale ou animale.

Ainsi, M. Raulin a étudié avec beaucoup de soin le développement d’une moisissure qui apparaît fréquemment sur les fruits un peu acides, tels que les oranges ou les citrons, et se distingue par la coloration noire de ses fructifications ; on l’appelle aspergillus niger. Cette moisissure exige qu’on lui fournisse de l’eau, de l’azote, de la matière carbonée ; mais cela ne lui suffit pas, elle ne pourrait vivre, par exemple, dans l’eau sucrée additionnée de nitrate d’ammoniaque. Il faut lui donner, en même temps, une alimentation minérale devant contenir autant que possible de l’acide phosphorique, de la potasse, de la magnésie ou de la chaux, de l’acide sulfurique, de l’oxyde de fer, et la suppression d’une seule de ces substances est très défavorable au développement régulier. L’absence d’acide phosphorique, par exemple, rend ce développement 180 fois plus lent.

Il en est de même pour les végétaux proprement dits. À côté de la nutrition en carbone, azote, eau, qu’on peut appeler nutrition organique, ils réclament aussi une nutrition minérale. Cette dernière provient visiblement de la terre, où les racines absorbent les aliments minéraux nécessaires, que la sève ascendante distribue à toutes les cellules de la plante. Ce sont ces matières minérales qu’on retrouve seules, lorsque par la combustion du végétal on détruit la matière organique ; elles constituent les cendres.

Composition des cendres des végétaux. — La composition chimique des cendres doit nous donner de précieuses indications sur la nature des substances minérales que réclame la nutrition des plantes. Nous donnons ci-après, dans un premier tableau, l’analyse des cendres de différentes tiges végétales ; les tableaux qui suivent indiquent la nature des cendres des graines de froment et de divers tubercules et racines.

L’acide carbonique, qui se forme abondamment pendant le grillage, est laissé de ce côté dans ces tableaux.

Composition centésimale des cendres de diverses tiges végétales.
(D’après Berthier.)
Vignes. Millet Lin. Roseaux. Paille de blé. Paille de seigle. Foin. Luzerne. Haricots. Canne à sucre.
Acide phosphorique 08,2 04,5 09,2 03,0 05,3 04,2 06,1 03,9 04,7 »
Acide sulfurique 02,0 01,8 03,1 01,6 00,1 02,3 00,6 01,3 00,9 »
Chlore 01,0 00,5 00,8 00,3 01,3 01,4 01,7 00,9 00,9 »
Silice 05,8 43,2 02,4 78,2 73,4 61,5 39,8 02,2 05,8 68,0
Potasse (et soude) 15,0 27,8 26,6 02,3 05,4 17,5 11,3 12,4 12,7 22,0
Chaux 36,4 08,6 29,3 07,0 20,6 05,3 18,7 40,5 39,7 10,0
Magnésie 01,8 » 01,7 » » » 03,5 02,9 01,0 »
Oxyde de fer 00,8 00,4 » » 02,6 » 00,7 » 00,6 »


Composition centésimale des cendres de quelques racines et tubercules.
Pommes
de terre.
Betteraves
fourragères.
Navets. Topinambours.
Acide phosphorique 11,3 06,0 06,1 10,8
Acide sulfurique 07,1 01,6 01,6 02,2
Chlore 02,7 05,2 02,9 01,6
Silice 05,6 08,0 06,4 13,0
Potasse 51,5 39,0 33,4 44,5
Soude traces 06,0 04,1 traces
Chaux 01,8 07,0 10,9 02,8
Magnésie 07,4 04,4 04,3 01,8
Oxyde de fer 00,5 02,5 01,2 05,2


Composition centésimale des cendres des graines de froment.
(d’après divers observateurs).
Boussingault. F. Meunier. Lawes
et Gilbert.
Wolf. Jonhston.
Acide phosphorique 48,3 49,3 50,8 47,1 46,1
Acide sulfurique 01,0 traces traces 00,4 00,8
Chlore traces traces traces 00,4 traces
Silice 01,3 01,9 02,5 01,8 01,2
Potasse 30,1 28,6 30,5 33,4 32,7
Chaux 03,0 03,1 03,4 03,4 02,8
Magnésie 16,2 15,4 10,7 12,4 12,0
Peroxyde de fer traces 00,7 traces 00,4 traces

Ces tableaux nous montrent que les cendres contiennent toujours les mômes substances, mais en proportion assez variable. Celles qui nous y apparaissent les plus importantes sont : l’acide phosphorique, la potasse, la chaux, la magnésie, la silice, et aussi, quoique visiblement moins essentielles, l’acide sulfurique, le chlore, la soude, l’oxyde de fer.

Acide phosphorique. — L’acide phosphorique ne manque jamais dans aucune cendre végétale ; mais il est surtout très abondant dans les cendres des graines et des fruits : la cendre qui provient des graines de froment en contient jusqu’à 50%.

L’acide phosphorique, qui se trouve dans les cendres à l’état de combinaison avec la chaux, la potasse, la magnésie, s’est produit pendant la combustion du végétal, à partir de la matière phosphorée que renfermait ce dernier. D’après les récents travaux de M. Berthelot, cette matière phosphorée est multiple : une portion consiste en phosphates déjà formés, mais la majeure partie est constituée par des composés organiques complexes, qui contiennent du phosphore en même temps que du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’azote. Quoi qu’il en soit, le phosphore à l’état d’acide phosphorique combiné ou de substance organique, est nécessaire à la vie normale de toute cellule : on a vu plus haut que l’aspergillus niger est à peu près incapable de se développer dans un milieu nutritif quelconque non phosphaté. L’alimentation des animaux ne pourrait être assurée s’ils ne trouvaient du phosphore dans les matières végétales dont ils se nourrissent. Si la dose en est trop minime, la vie normale ne s’exerce plus et en particulier le développement du squelette est impossible.

Les recherches effectuées il y a peu de temps sur la nutrition végétale, semblent attribuer à la matière phosphorée un rôle prépondérant dans la formation des substances albuminoïdes protoplasmiques ; qui sont toujours plus ou moins riches en phosphore. Les nitrates ou les composés ammoniacaux absorbés par les plantes, ne pourraient facilement se changer en matière végétale azotée, qu’en présence d’acide phosphorique ou d’un corps phosphore équivalent : la nécessité de ces derniers, apparaît ainsi en toute évidence.

Potasse. — La potasse est très abondante dans toutes les cendres végétales : elle se trouve dans tous les végétaux, combinée avec divers acides organiques ou avec l’acide nitrique, et elle y est indispensable à la nutrition régulière. Toutefois, elle n’intervient que faiblement dans l’alimentation des animaux.

Les travaux de Nobbe, Erdmann, Schrœder, ont montré la raison de cette nécessité de la potasse. Lorsqu’on donne à une plante tous les éléments nutritifs, sauf la potasse, la végétation s’arrête, et la plante ne tarde pas à mourir. C’est que l’amidon cesse de se produire dans les feuilles vertes sous l’influence de la lumière, et l’amidon ne se formant plus, les matières sucrées solubles qu’il fournit par son dédoublement, les sucres, les gommes ne se produisent plus et ne peuvent être distribuées à l’organisme végétal tout entier : son développement demeure suspendu.

Si on restitue la potasse, on voit se former de nouveau l’amidon et ses dérivés, et la plante reprend sa vie normale.

Nous apercevons ainsi combien la potasse sera plus nécessaire aux plantes, qui non, seulement font de l’amidon et du sucre pour leur développement, mais en outre accumulent des réserves considérables de matières amylacées ou sucrées, soit dans leurs fruits, comme les céréales, la vigne, soit dans leurs tiges comme la canne à sucre, soit dans leurs tubercules ou leurs racines comme les pommes de terre ou les betteraves sucrières.

Alors, à plus forte raison, l’alimentation potassique sera indispensable ; faute de potasse, la végétation sera mauvaise, ou du moins ne donnera lieu qu’à de faibles accumulations de matière sucrée : le but principal des cultures cessera d’être atteint.

Chaux. — La chaux ne manque jamais dans les cendres, et parfois elle s’y trouve à dose très élevée. La paille de froment en contient beaucoup plus que les graines : mais c’est dans les cendres de sarments de vigne et des légumineuses en général, que la proportion de chaux s’élève le plus : au contraire les pommes de terre en contiennent des quantités assez minimes.

La chaux est bien visiblement nécessaire à l’alimentation des végétaux : elle est également indispensable pour assurer la nutrition animale, car elle entre pour une large part dans la composition du squelette des animaux.

Magnésie. — La magnésie se rencontre à peu près toujours dans les cendres végétales, et quoique son importance paraisse moindre que celle de la chaux, la forte teneur en magnésie des cendres issues des grains de froment, prouve que c’est probablement un aliment sinon nécessaire, du moins très utile.

Acide sulfurique. — L’acide sulfurique figure toujours à doses assez variables dans les cendres des plantes : il y est combiné avec la potasse, la chaux, la soude ou la magnésie. Une portion de ces sulfates existait déjà dans le végétal, mais la majeure partie s’est formée pendant l’incinération, à partir des matières sulfurées organiques toujours abondantes dans les plantes, ainsi que l’a montré M. Berthelot. Les matières albuminoïdes contiennent toujours une certaine quantité de soufre qui paraît nécessaire à leur constitution. Certains végétaux, les crucifères, les légumineuses, sont plus particulièrement riches en produits sulfurés. Quand on les brûle, ces produits donnent naissance à une certaine dose de sulfates, mais la majeure partie du soufre se change en produits gazeux qui se dissipent dans l’atmosphère.

Silice. — La silice se trouve en proportions énormes dans certaines plantes, notamment dans les feuilles et les tiges des graminées, dans les fougères, etc. Ainsi les cendres contiennent jusqu’à 75 centièmes de silice pour la paille de blé, jusqu’à 78 centièmes pour la paille de roseaux.

On a jadis attaché beaucoup d’importance à cette forte teneur siliceuse. On attribuait la rigidité des tiges de céréales à la présence de la silice dans leurs tissus ; s’il en est ainsi, l’insuffisance de silice dans l’alimentation végétale doit entraîner un affaiblissement de la rigidité des tiges : le blé versera.

Cette hypothèse ingénieuse, qui attribue à la silice un rôle mécanique essentiel, n’est pas justifiée. Is. Pierre a reconnu que cette matière est surtout localisée dans les feuilles et non dans les tiges. D’ailleurs, Sachs a élevé des pieds de maïs sur un sol artificiel absolument dénué de silice ; leur croissance a été normale, leur stabilité suffisante, bien que leurs cendres n’aient pas fourni traces de silice.

La verse est en réalité dûe, non pas au manque de silice, mais à un excès de nutrition azotée qui détermine un développement exagéré et anormal de la végétation. Le moyen de l’éviter consiste à régulariser les conditions de la croissance des plantes par l’addition d’une nutrition minérale bien proportionnée à l’alimentation azotée.

La silice ne semble donc pas indispensable ; cependant elle ne parait pas être inutile. Les feuilles des graminées et des cypéracées fourragères ont, dans les conditions normales, leurs cellules partiellement recouvertes de silice, ce qui leur donne une dureté fort grande. Or, d’après un travail récent de Stahl, cela suffit pour les protéger contre les limaces et les escargots qui, sans cela, les dévoreraient rapidement. Cette silicification serait une condition sine quâ non de l’utilisation culturale des graminées fourragères qui, privées de silice, ne résisteraient pas aux attaques des escargots.

Le chlore, la soude, le sesquioxyde de fer ne manquent jamais, bien qu’ils ne paraissent pas être absolument nécessaires ; pourtant certaines observations tendent à établir que la présence du fer est très favorable à la formation de la chlorophylle. La chlorose des plantes semble fréquemment corrélative de l’absence de matières ferrugineuses dans la terre végétale[1].

Nature chimique du sol. — La nutrition minérale doit être assurée par le sol ; il faut que celui-ci contienne en quantité suffisante toutes les substances que l’analyse des cendres nous a désignées. Un sol ne sera livré utilement à la culture que s’il possède tous ces principes, en même temps qu’une dose convenable de matières azotées. Quand un seul de ces principes nécessaires, par exemple l’acide phosphorique ou la potasse, vient à manquer, le sol est mauvais, mais il redeviendra fertile si on lui fournit artificiellement cet élément unique qui fait défaut.

Notions tirées de l’analyse physique du sol. — L’analyse physique de la terre végétale peut fournir quelques indications sur la richesse d’un sol en matières nutritives minérales. Nous avons vu qu’elle sépare dans les terres normales quatre constituants essentiels : argile, sable, calcaire, humus.

L’argile est principalement formée par un silicate d’alumine hydraté, qui provient surtout de la désagrégation des feldspaths ou des micaschistes ; les feldspaths sont des silicates doubles d’alumine et de potasse, les micas sont des silicates d’alumine et de magnésie. En vertu de cette origine, les argiles contiennent toujours une dose assez élevée de magnésie et de potasse, et aussi de fer ; la quantité de silice y est fort grande. Voici, par exemple, l’analyse d’une argile assez pure utilisée pour la fabrication des poteries :

Silice 50,6
Alumine 35,2
Potasse 0,3
Soude 0,6
Magnésie 0,5
Oxyde de fer 0,4
Eau 12,4

Total 100,0

Le sable est composé en majeure partie de silice et et de silicates feldspathiques ou micacés ; il renferme fréquemment une proportion notable de potasse et de magnésie, mais sous un état assez impropre à la nutrition des plantes.

Le calcaire comprend à peu près exclusivement du carbonate de chaux, auquel se trouve toujours associée une certaine quantité d’acide phosphorique, d’acide sulfurique et de magnésie.

Quant à la matière humique, son abondance nous renseigne surtout sur la richesse azotée de la terre, bien que la substance organique y soit le plus souvent combinée avec des éléments minéraux : chaux, potasse, acide phosphorique, qui s’y trouvent sous une forme très convenable pour l’assimilation végétale.

Mais les quelques prévisions que l’on peut formuler au moyen de la connaissance physique d’une terre, ne sauraient offrir des garanties bien sérieuses. Le plus souvent, les sols calcaires contiennent de l’acide phosphorique, mais il peut s’en trouver où cette matière fait défaut.

Analyse chimique du sol. — Il est donc nécessaire de chercher directement la composition chimique de la terre. De même que nous avons un grand intérêt à savoir combien d’azote s’y trouve à la disposition des végétaux, nous devons aussi connaître combien il y a de phosphore, de potasse, de chaux, et aussi, quoique la question paraisse moins importante, combien il y a de magnésie, de soufre, de fer et des autres substances qui peuvent jouer un certain rôle, dans l’alimentation minérale des récoltes.

On s’adresse à la chimie et on lui demande d’analyser la terre.

Le problème ainsi posé peut toujours être résolu, mais la solution n’aurait qu’une utilité assez médiocre.

Quand il s’est agi de l’azote du sol, nous avons indiqué trois états distincts : l’un, immédiatement utilisable par les plantes, mais de conservation difficile, l’azote nitrique ; l’autre, également utilisable, moins fragile que le premier, l’azote ammoniacal ; le troisième, l’azote organique, incapable d’être absorbé tout de suite, mais constituant une réserve qui peu à peu fournit les deux premières formes. Il est de beaucoup le plus important, c’est un véritable capital azoté, susceptible de s’accroître en vertu de certaines actions lentes.

Assimilabilité relative des principes du sol. — Il y a lieu de faire pour les matières minérales du sol, des distinctions analogues ; il convient de séparer celles qui sont assimilables tout de suite, de celles qui ne le sont pas encore, et parmi ces dernières, il faudrait encore mettre à part, celles qui, à la manière de l’azote organique, fournissent pour ainsi dire un revenu normal de substance assimilable, en vertu de leur transformation régulière, et celles qui au contraire ne deviendront capables de fournir ce revenu, qu’après une longue série d’années, peut-être même de siècles.

En d’autres termes on peut concevoir trois formes distinctes pour les diverses substances :

1° Assimilables à bref délai ;

2° Lentement assimilables, ce serait la réserve actuelle ;

3° Non assimilables, ce qui constituerait la réserve séculaire.

Malheureusement la distinction pratique entre ces trois états est loin d’être aisée : nous savons assez mal comment se fait l’absorption par les racines, et il est dès lors bien difficile de savoir où commence et où s’arrête l’assimilabilité ; la séparation de la réserve active et utile de celle que nous avons appelée réserve séculaire serait encore plus difficile.

De là résultent des écarts très importants dans les appréciations d’un même sol par les divers agronomes.

Certains ont proposé de ne considérer comme immédiatement assimilables que les principes solubles dans une grande quantité d’eau pure. Les nitrates sont bien réellement dans cette catégorie ; mais on n’y trouverait jamais d’acide phosphorique, et les doses de potasse ainsi accusées seraient minimes, à cause du pouvoir absorbant qui retient énergiquement sur les particules de terre les sels potassiques solubles dans l’eau.

Il vaudrait mieux sans doute, au lieu d’eau pure, employer comme dissolvant, l’eau chargée d’acide carbonique.

Mais cette restriction n’est guère acceptable, car l’absorption radicale ne s’exerce pas habituellement par l’intermédiaire d’un liquide, mais à sec, sans doute à cause de la présence dans les tissus végétaux, de liquides acides, qui contiennent des acides oxalique, tartrique, citrique.

Faut-il donc substituer à l’eau pure, un acide végétal plus ou moins concentré ?

On comprend que des divergences fort grandes soient intervenues dans les méthodes de recherches, et comme les résultats varient avec le procédé mis en usage, il sera nécessaire dans chaque cas, de bien indiquer quel procédé a été suivi.

Ainsi dans une terre de Meudon, la potasse totale (dosée par la méthode rigoureuse du fluorhydrate d’ammoniaque) s’élevait à 8gr9 par kilogramme de terre fine. (M. Berthelot.)

Or, par un traitement prolongé à l’eau pure, on ne pouvait lui enlever plus de 0gr2 de potasse, soit de la quantité totale.

L’eau sucrée, l’eau chargée d’acide carbonique, en enlevaient le double, soit environ .

Avec l’acide acétique étendu, le poids enlevé était le triple de celui extrait par l’eau pure, soit .

L’acide nitrique étendu, l’acide chlorhydrique dilué, parvenaient à extraire du poids total.

Avec l’acide nitrique concentré et chaud, selon les procédés habituels des laboratoires agricoles, on recueillit seulement 1gr03 de potasse, soit au maximum de la dose réelle.

La majeure partie demeure donc inattaquée même par l’action prolongée de réactifs puissants. Ces quantités de potasse seront-elles à jamais inutiles à la végétation ? l’action des siècles les rendra-t-elle utilisables ? Il serait fort difficile de répondre. Nous sommes très mal fixés sur le degré réel d’assimilabilité de la potasse dans cette terre.

Examinons successivement à ce point de vue les matières minérales les plus nécessaires.

Phosphore (acide phosphorique). — Dans un sol absolument privé d’humus, le phosphore existe seulement sous forme de phosphates ; ce sont principalement le phosphate de chaux, tribasique comme celui des os, le phosphate d’alumine, le phosphate de fer.

Ces phosphates sont tout à fait insolubles dans l’eau pure ; le lavage prolongé de la terre n’en enlève pas de quantités appréciables. Mais l’eau chargée de matières salines ou même d’acide carbonique, en dissout de petites doses.

Dans une terre végétale pourvue d’humus, le phosphore utilisable pour la nutrition végétale ne se trouve pas seulement à l’état de phosphate ; il existe aussi dans la matière humique, sous forme de substances organiques complexes, analogues à celles qu’on rencontre dans les tissus des plantes.

Ces substances sont multiples. Les unes proviennent sans doute des petites quantités de phosphates, dissoutes par les eaux, puis fixées par la matière carbonée de l’humus en vertu de son pouvoir absorbant. Elles peuvent régénérer de l’acide phosphorique par l’action des acides, ou même par l’effet prolongé de l’eau impure, et paraissent très propres à l’alimentation phosphorée des végétaux.

Les autres, semblables à la substance phosphorée des cellules vivantes, existent dans les débris organiques de la terre, et dans la matière vivante microbique qui abonde dans le sol arable : elles ne fournissent d’acide phosphorique que lorsqu’on les soumet à une oxydation prolongée ou très intense.

On néglige d’ordinaire cette distinction qui n’a été établie nettement que l’année dernière par M. Berthelot : on admet que tout le phosphore est à l’état d’acide phosphorique combiné à diverses bases. Dans la pratique, il n’y a guère d’inconvénients à exprimer la teneur phosphorée totale en acide phosphorique équivalent. Mais, par le fait même de la diversité de la matière phosphorée, on peut prévoir de réelles difficultés pour la doser et apprécier son assimilabilité relative.

Aussi les quantités d’acide phosphorique indiquées dans une terre varient beaucoup avec les procédés analytiques dont on fait usage. L’acide chlorhydrique étendu de beaucoup d’eau, ne peut dissoudre à froid qu’une faible proportion de matière phosphorique : le même acide, employé concentré ou chaud, opère une dissolution plus avancée, mais qui est encore loin d’être totale.

M. Berthelot a publié sur ce point des résultats semblables à ceux qu’il a donnés pour la potasse (voir ci-dessus).

Une même terre a été soumise à des traitements différents : lavage prolongé par l’acide chlorhydrique très dilué, épuisement à chaud par le même acide moins étendu, attaque pendant seize heures consécutives par l’acide nitrique pur et bouillant ; enfin, attaque par l’oxygène au rouge en présence du carbonate de soude. Cette dernière méthode fournit avec certitude la totalité du phosphore que contient le sol. Voici les doses d’acide phosphorique, ainsi obtenues dans chaque cas, pour 1 kilogramme de terre fine sèche :

Acide chlorhydrique très étendu 0gr31
Acide chlorhydrique étendu chaud 0gr93
Acide nitrique pur et bouillant 1gr41
Méthode rigoureuse 1gr47

On voit que l’action, suffisamment prolongée de l’acide nitrique pur et chaud, fournit à peu près totalement la teneur phosphorique de la terre. C’est le mode opératoire habituellement pratiqué dans les analyses de terres, mais le plus souvent l’attaque ne durant pas assez, les valeurs trouvées doivent être trop faibles.

M. Grandeau pense qu’on peut regarder comme assimilable l’acide phosphorique qui est dissous par l’acide chlorhydrique étendu. Mais, en réalité, nous ne pouvons guère être instruits sur ce point. En faisant varier la dilution de l’acide, et aussi la durée de l’action, nous verrons les résultats se modifier.

Faute de mieux, nous devrons nous contenter du dosage total de l’acide phosphorique, par l’action très prolongée de l’acide nitrique pur ou de l’eau régale[2].

Si la quantité totale est grande, il y a beaucoup de chances pour que la quantité assimilable soit grande aussi, et le plus souvent cette corrélation paraît confirmée par la pratique agricole : les terres riches en acide phosphorique total en fournissent aisément aux récoltes.

Quant à la quantité absolue d’acide phosphorique ainsi trouvée dans les sols, elle est assez variable, et paraît étroitement liée à la fertilité propre des terres : habituellement les champs très productifs sont riches en acide phosphorique.

Les terrains d’origine granitique en contiennent peu, moins de 5 décigrammes par kilogramme de terre fine. Les calcaires, les terres d’alluvions en ont d’ordinaire de 5 décigrammes à 1 gramme. Les terres volcaniques ou formées par des alluvions d’origine volcanique renferment de fortes doses d’acide phosphorique ; dans une vigne de Nicolosi, sur la route de Catane à l’Etna, M. de Gasparin a trouvé jusqu’à 6gr20 par kilogramme. La terre de Lacryma-Christi en contient 3gr6. Certains sols de Pont-du-Château, en Limagne, en renferment jusqu’à 4gr16.

Une terre qui contient par kilogramme moins de 5 décigrammes d’acide phosphorique, a besoin d’engrais phosphatés : si on ne veut pas lui en fournir, par exemple lorsque les autres éléments de fertilité sont médiocres, il convient de la consacrer à la culture forestière, qui est la moins exigeante en acide phosphorique.

En général, toutes les fois que la dose d’acide phosphorique est inférieure à 1 gramme, l’addition d’engrais phosphatés sera utile. Dans une terre contenant plus de 1 gramme par kilogramme, cette addition serait inutile, ou du moins peu utile, et en général non rémunératrice.

Potasse. — La potasse existe dans le sol sous des formes bien différentes. La majeure partie se trouve à l’état de silicates insolubles, provenant de la destruction des roches granitiques.

Les eaux souterraines, toujours chargées d’acide carbonique, enlèvent à ces silicates de petites quantités de potasse, qui passent à l’état de carbonate dissous.

Ce dernier est consommé par les plantes ou bien se fixe sur les particules d’humus ou d’argile, qui le retiennent avec énergie. Cette potasse ainsi fixée sur la terre y constitue une véritable réserve nutritive, qui demeure constamment à la disposition des racines. Un sol dénué du pouvoir absorbant, tel qu’un sol sablonneux, pourrait être fort riche en potasse sans qu’il en résulte pour la végétation un bénéfice notable, puisque la potasse mise en liberté par les transformations lentes de la terre, ne serait pas conservée pour les besoins de l’alimentation végétale.

Cette dose de potasse visiblement nutritive peut être évaluée avec quelque précision : il suffit d’épuiser la terre par une très grande quantité d’eau, qui finit par enlever presque entièrement toute la potasse fixée sur les particules terreuses. Elle est toujours peu élevée, et sa proportion à la potasse totale varie beaucoup d’une terre à une autre. Elle est considérable dans les sols alluvionnaires riches en humus et en argile, par exemple dans les terres à canne à sucre de Louisiane. Elle est, au contraire, très faible pour les terres siliceuses, dont le pouvoir absorbant est peu marqué. C’est ce qu’on aperçoit bien dans le tableau suivant, qui indique pour divers sols les quantités de potasse totale et de potasse soluble dans l’eau pure (rapportées à 1 kilogramme de terre fine séchée à l’air) :

Potasse totale. Potasse soluble. Quantité %
de potasse soluble.
Terre siliceuse 6gr5 0gr024 0,37
Terre silico-argileuse 3, 6 0, 050 1,10
Terre argileuse 1, 5 0, 050 3,30
Terre à cannes à sucre 5, 5 0, 400 7,20

On peut se demander aussi, comme pour l’acide phosphorique, quelle est la dose de potasse soluble dans l’acide chlorhydrique étendu ; c’est ce qu’a fait M. Grandeau. On trouve naturellement une valeur plus forte qu’avec l’eau pure[3].

Voici les résultats qu’il a trouvés pour trois terres différentes :

Potasse totale
(par kilog. de terre)
Potasse soluble
dans l’acide étendu
Quantité %
de potasse soluble
6gr58 0gr21 03,2
2, 64 0, 32 12,1
3, 55 0, 34 09,6

La proportion est très variable : le sol le plus riche en potasse est celui qui en fournit le moins à l’acide chlorhydrique étendu.

Ceci montre qu’il ne faut pas attacher une trop grande importance à la quantité totale de potasse qui se trouve dans une terre végétale.

Dans l’analyse agricole, telle qu’elle est pratiquée habituellement[4], on n’obtient jamais à beaucoup près la potasse totale, mais seulement la quantité de potasse soluble en quelques heures dans l’acide azotique concentré chaud ou l’eau régale chaude. Si la dose ainsi mesurée est grande, il arrive d’ordinaire que la nutrition potassique est suffisamment assurée.

La quantité absolue[5] de potasse contenue dans la terre varie dans des limites très étendues. Les terrains d’origine granitique ou volcanique sont le plus souvent assez riches et contiennent jusqu’à 10 grammes de potasse par kilogramme de terre fine. Les terres argileuses en sont d’ordinaire bien pourvues, tandis que les sols calcaires n’en renferment que des proportions assez faibles.

Pratiquement, on peut considérer comme suffisamment riches en potasse les terres qui contiennent, par kilogramme, 1 à 2 grammes de potasse totale (évaluée par la méthode usuelle). Au-dessous de 1 gramme par kilogramme de terre, la teneur en potasse est habituellement insuffisante pour subvenir aisément aux nécessités des récoltes : l’addition d’engrais potassiques est utile. Elle serait, au contraire, inutile, voire même nuisible, dans un sol riche en potasse.

Chaux. — La chaux est indispensable à la nutrition végétale, mais sa présence dans le sol est également rendue nécessaire par d’autres effets très importants dont nous avons parlé antérieurement.

L’ameublissement du sol ne peut persister sous les eaux pluviales que si la terre renferme des sels de chaux capables de coaguler l’argile et de s’opposer ainsi à son entraînement par l’eau.

Il faut, en outre, du carbonate de chaux pour assurer les phénomènes de la formation de l’humus et de la nitrification.

La chaux n’existe jamais dans le sol à l’état de chaux libre ; mais elle y figure sous forme de combinaisons assez variées.

La principale est le carbonate de chaux ou calcaire, qui parfois, dans les sols crayeux, constitue la majeure partie de la terre. Le sulfate, le phosphate, les silicates de chaux se trouvent fréquemment, mais à dose plus faible ; il y a aussi du nitrate de chaux, composé temporaire, dû aux actions nitrifiantes du sol, et pouvant être facilement emporté par des pluies abondantes.

Enfin, la chaux existe aussi combinée aux produits humiques acides. Les quantités d’humates de chaux, que l’on rencontre dans certaines terres végétales, sont parfois considérables. Les acides humiques, qui prennent naissance par la destruction des matières végétales, ne peuvent exister à côté de carbonate de chaux sans le détruire ; il se dégage de l’acide carbonique, et la chaux demeure combinée à l’acide organique. Cet effet se produira toujours tant que la totalité de l’humus n’aura pas été saturée de chaux. Dans une terre à réaction acide, le carbonate de chaux ne peut subsister normalement ; il ne peut rester du calcaire libre que dans un sol non acide.

Nécessité du carbonate de chaux. — Pour que la nitrification s’effectue convenablement, il ne suffit pas que la terre contienne de la chaux ; il ne faut pas qu’elle soit acide ; il faut qu’elle renferme une certaine provision de carbonate de chaux. L’humate de chaux n’est pas apte à entretenir la production des nitrates ; il faut le carbonate de chaux.

Pour être bien renseigné sur la vraie constitution du sol, il faudrait donc apprécier séparément la chaux carbonatée qu’il contient. Le dosage de la chaux totale ne peut suffire.

Dosage du calcaire actif dans les terres. — Le dosage du carbonate de chaux dans les terres végétales peut être réalisé avec précision par les méthodes chimiques : mais les résultats ainsi obtenus peuvent ne présenter au point de vue agricole qu’un intérêt fort médiocre. Il peut arriver, par exemple, que l’analyse indique un stock assez important de carbonate de chaux, dans une terre qui présente une réaction acide bien nette et se comporte dans la culture comme si elle était dépourvue de calcaire. C’est que dans un tel sol, le carbonate de chaux n’est pas intimement mélangé aux autres matières, mais s’y trouve seulement distribué en quelques fragments isolés plus ou moins volumineux, qui ne peuvent exercer sur l’humus acide de la masse qu’une action tout à fait locale.

En réalité, le calcaire utile ne comprend que les grains très ténus, et la surface des grains plus gros. M. de Mondésir a indiqué l’année dernière une méthode très simple qui permet d’évaluer rapidement la dose de ce calcaire. Ce procédé pouvant aisément être appliqué par les agriculteurs eux-mêmes, nous décrivons en détail cette méthode, simplifiée encore par M. Couzi, préparateur à la Faculté des Sciences de Toulouse. (Voir la note IV à la fin de cet ouvrage.)

M. de Mondésir, par l’emploi de sa méthode, a constaté qu’un grand nombre de terres dont la teneur en chaux est assez grande, manquent de carbonate de chaux : la chaux y est entièrement combinée aux acides de l’humus, qui peuvent ainsi en retenir 3 à 4 grammes par kilogramme de terre.

Ainsi qu’on l’a dit plus haut, cette absence de calcaire libre a pour conséquence habituelle l’acidité du sol, l’acide humique n’étant pas complètement saturé. C’est un état défavorable à la culture, qu’il convient de faire cesser, en ajoutant des amendements calcaires, de manière à détruire l’acidité : il n’est pas nécessaire de dépasser beaucoup cette neutralisation, même pour les cultures réputées les plus exigeantes en calcaire, comme les légumineuses fourragères. Il suffit pour obtenir de bonnes récoltes, qu’il y ait des doses minimes de calcaire bien disséminé. L’essentiel, c’est que la terre ne soit plus acide, et qu’il y ait un peu de calcaire en excès : dans ces conditions, le sol nitrifie bien, et la végétation est prospère.

Le défaut de calcaire se rencontre très fréquemment dans les sols d’origine granitique, où la quantité totale de chaux est parfois très faible et inférieure à 1 gramme par kilogramme, alors toujours combinée aux produits humiques.

Mais on n’aura jamais à redouter et à combattre cette insuffisance, toutes les fois que la terre donnera lieu à une vive effervescence quand on y verse un acide, tel que de l’acide chlorhydrique, ou seulement du vinaigre. Dans certains sols, il y a jusqu’à 800 grammes de carbonate de chaux par kilogramme de terre : là, le plus souvent, les produits humiques font à peu près défaut.

On admet habituellement qu’une terre doit contenir normalement au moins 10 grammes par kilogramme. Il faudrait bien se garder de penser que les amendements calcaires doivent se proposer d’atteindre cette teneur. Pour une bonne culture, il faut surtout qu’il y ait du carbonate de chaux libre, et comme les pertes par le drainage sont assez notables, il convient de veiller à ce que cette condition continue à être remplie.

Magnésie. — Les terres végétales contiennent la magnésie à l’état de silicates ou de carbonate : cette dernière forme semble la plus favorable à l’assimilation végétale. Les sols calcaires renferment par kilogramme, jusqu’à 4 grammes de magnésie ; les sols argileux en ont aussi des doses notables, qui, d’après M. de Gasparin, surpassent habituellement 1 gramme par kilogramme. Ces proportions sont bien suffisantes pour les besoins nutritifs des récoltes : en général les agriculteurs n’ont pas à se préoccuper de fournir à leurs terres des amendements magnésiens.

Soufre (Acide sulfurique). — On admet habituellement que le soufre qui entre dans la composition de la terre végétale, s’y trouve entièrement sous forme d’acide sulfurique, combiné avec diverses bases.

M. Berthelot a montré récemment que cette opinion est tout à fait inexacte. Les sulfates qui existent dans les sols peuvent être séparés par la digestion prolongée de la terre dans l’acide chlorhydrique dilué et chaud, conformément à la méthode suivie d’ordinaire pour leur dosage. On trouve ainsi des résultats très variables : les sols crayeux n’en fournissent presque pas, tandis que certaines terres contiennent plus de 7 grammes d’acide sulfurique par kilogramme.

Acide sulfurique
par kilogr.
Terres de pâturages 7gr820
id. 2, 420
Terre du Lauragais 0, 580
Terre de Meudon 0, 450
Terre crayeuse de Champagne 0, 008
Id. 0, 001

Mais le plus souvent, le soufre qui entre dans cet acide sulfurique, n’est qu’une faible fraction du soufre total de la terre.

Le dosage normal du soufre total, effectué par oxydation au rouge en présence du carbonate de soude, conduit à des résultats très élevés surtout pour les terres végétales riches en matières azotées. Dans la terre de Meudon, qui renfermait par kilogramme 0gr45 d’acide sulfurique, contenant 0gr18 de soufre, M. Berthelot a trouvé pour le soufre total : 1gr41, soit sept fois plus. Le soufre y existait donc principalement sous forme de composés organiques sulfurés d’un ordre spécial. Ces combinaisons, encore fort mal connues, ont visiblement pris naissance à partir des sulfates ; elles peuvent sans doute, aussi bien que ceux-ci, assurer l’alimentation sulfurée des récoltes, et ont probablement l’avantage d’une insolubilité plus grande dans les eaux météoriques. Ces distinctions n’ont pu être faites jusqu’à présent et on s’est borné à évaluer la dose d’acide sulfurique contenu dans les terres.

La formation des tissus végétaux exigeant du soufre, il faut nécessairement que le sol renferme une provision notable de cet élément, et les cultures des plantes les plus riches en soufre, telles que les légumineuses et crucifères, doivent avoir de ce côté des exigences spéciales dont on s’est en général assez peu préoccupé. Si les sulfates ou la matière sulfurée font défaut, leur addition s’impose absolument : le plâtrage, qui apporte à la terre du sulfate de chaux, rendra alors de grands services, principalement pour les récoltes de légumineuses ; le sulfate d’ammoniaque, qu’on emploie fréquemment comme engrais azoté, pourra intervenir utilement comme amendement sulfuré. Quelques agronomes ont pensé qu’une partie des bons effets des superphosphates sur certains sols calcaires déjà riches en acide phosphorique est due au sulfate de chaux que ce produit renferme toujours. Dans ce cas, on aurait une grande économie à se borner au plâtrage.

  1. D’après les expériences de M. Griffiths, le rôle du fer serait très important pour assurer le bon état et le développement régulier des récoltes : les rendements des prés, des pommes de terre et même des betteraves et des turneps, se trouveraient accrus dans une forte proportion par l’addition de sulfate de fer à un sol peu ferrugineux.
  2. Telle a été l’opinion du Congrès international de chimie tenu à Paris au mois d’août dernier. Voir à la fin du volume la note V sur les décisions de ce Congrès.
  3. Dans l’exemple cité plus haut, d’après M. Berthelot, cette valeur est quatre fois plus grande que pour l’eau pure.
  4. Voir note V à la fin du volume.
  5. Mesurée comme il vient d’être dit.