Mémoire sur l’absorption de l’oxigène par les terres simples, & son influence dans la culture du sol

Mémoire ſur l’abſorption de l’oxigène par lesterres ſimples, & ſon influence dans la culture duſol, par Alexandre-Fréderic Humboldt.

Il eſt de grands phénomènes qui, impoſansdès le premier coup-d’œil, &, fixant tout notreintérêt, reſtent cependant iſolés dans la maſſe denos connoiſſances phyſiques. Telles ſont pluſieursdécouvertes ſur l’électricité, le magnétiſme ou lefluide galvanique. Tel eſt un grand nombre decelles que nous préſente l’analyſe chimique desſubſtances minérales. Il eſt d’autres phénomènesqui, peu frappans par eux-mêmes, & ſe dérobantlong-temps à nos regards, inſpirent de l’intérêt,parce qu’ils ſe lient aiſément à un grand nombrede faits importans. C’eſt à cette dernière claſſeque je dois rapporter les expériences qui font l’ob-jet de ce mémoire. Quoique ſimples & petites en apparence, elles répandront (à ce que je me flatte)quelque jour ſur un des problêmes les plus im-portans de l’agriculture & de la phyſiologie chi-mique des végétaux. De toutes les idées que faitnaitre à l’homme la contemplation de la nature,il n’en eſt pas de plus digne de l’occuper, quecelles qui ſe rapportent à la culture du ſol. Ceſyſtême chimique, que l’on doit aux travaux desFrançais, commence peu à peu à dévoiler lesmyſtères de l’économie végétale. Nous connoiſ-ſons quelques phénomènes importans qui àccom-pagnent la germination; nous ſavons indiquer desmoyens qui l’accélèrent, d’autres qui la retar-dent; nous devinons les principales cauſes dontdépendent les actes de la nutrition, de la ſécré-tion & de la reſpiration gazeuſe des végétaux.Mais, quelque brillantes que ſoient les découver-tes que nous devons à nos contemporains, on nedoit pas ſe nier que les plus grands problêmesde l’agriculture reſtent encore dans des ténèbresimpénétrables en apparence. Combien peu ne con-noiſſons-nous pas la nature des engrais animaux,& principalement l’influence frappante de la chaux & du gypſe ſur la végétation? Le laboureur neſe contente pas de confier la graine au ſol, il doiten augmenter la fertilité; il croit lui rendre ce qne que les racines des plantes cultivées lui ont ôté.Trop indigent ſouvent pour engraiſſer ſon champ,il ne peut recourir qu’à l’influence bienfaiſante del’atmoſphère. La terre, ſillonnée par la charrue,reſte en contact avec l’air. Quelle eſt l’action decette terre labourée ſur les couches inférieures del’atmoſphère? Voilà la queſtion à laquelle je croispouvoir répondre par les expériences que je vaisexpoſer.

Le C. Sauſſure fils a trouvé, qu’en mettantde l’humus en contact avec l’air, il ſe forme de l’acide carbonique à la température de 12 ou 15°du thermomètre centigrade. M. Ingenhouz a re-connu que cette formation eſt accompagnée d’uneabſorption d’oxigène aſſez forte. Ayant répétémes expériences ſur la germination dans l’acidemuriatique oxigéné, il a vu accélérer la végéta-tion du ſeigle, imprégné de cet acidé fécondant;obſervations qui ont porté ce phyſicien ingénieuxà regarder l’oxidation du ſol comme une des prin-cipales cauſes de ſa fertilité. Cette aſſertion, fon-dée ſur un très-petit nombre de faits, méritoitſans doute d’être examinée de plus près. Ce n’eſtque par la voie expérimentale que l’on doit eſpérerde perfectionner la phyſiologie des végétaux; &de la rapprocher des problêmes de l’agriculture.J’ai entrepris ce travail depuis le mois de Ventôſede l’an paſſé; j’ai découvert que non-ſeulement laterre végétale ou l’humus, mais auſſi les terresargilleuſes, trouvées à une grande profondeurdans l’intérieur du globe, &, ce qui eſt plus frap-pant encore, que les terres ſimples, regardéescomme des élémens chimiques, ont la facultéd’abſorber l’oxigène, & de former de l’azote toutpur. C’eſt en expoſant ces faits, que nous exa-minerons en même temps l’action des terres mê-lées de débris organiques ſur l’air qui les entoure,& la formation des oxides, qui jouent un rôleauſſi important dans la nutrition des végétaux.

Vivant l’hiver dernier dans un pays riche encouches de ſel gemme, je vis avec ſurpriſe ſeformer des moffettes affreuſes dans les galeries quiſervent à l’exploitation de ce minéral. Les immen-ſes caveaux que l’on creuſe pour les remplir d’eaudouce, deſtinée à être imprégnée de muriate deſoude juſqu’à 24 ou 25 pour 100, préſentent unmélange d’azote & d’acide carbonique, lorſque les eaux ſalées ſont découlées, & que le rocreſte, pendant deux ou trois ſemaines, en contactavec l’air. Les endroits mêmes les moins humidesſont ſouvent infectés d’un air qui éteint les lu-mières & empêche la reſpiration. Ces phénomè-nes, détaillés dans mon ouvrage ſur la météoro-logie ſouterraine, ont été obſervés dans les montsCarpathes, dans les mines de ſel gemme de la Haute-Autriche, de la Stirie, du pays de Berch-teſgaden, de Salzbourg & dans les Alpes du Ty-rol, que j’ai toutes viſitées à pluſieurs repriſes.Cette moffette ne peut être attribuée qu’à la na-ture du roc même; car elle ſe trouve le plusdans des lieux où le toît n’eſt pas ſoutenu parla charpente, & où les mineurs ne travaillent pas.Je remarquai, en examinant ſouvent les mêmesgaleries, que l’air étoit plus pur où le ſel gemmeſe montre en maſſe, & qu’au contraire il paroitle plus azoté où il y a abondance de cette argillegriſâtre (ſaltzthon, leberſtein), qui contient beau-coup de muriate de chaux, & que les mineursreconnoiſſent pour être le compagnon fidèle duſel gemme. Les mines de Weliozca en Gallicie contiennent infiniment plus de ſel pur en maſſe,que les mines de Hall en Tyrol, ou d’Iſchel en Autriche ; auſſi les premières jouiſſent-elles d’unair plus ſain & plus riche en oxigène.

J’ai reconnu, par des expériences directes, quec’eſt le roc argilleux qui (à une température très-baſſe) décompoſe l’air atmoſphérique, entré parles puits ou galeries d’écoulement. Je mis des mor-ceaux de cette argille humide ſous des clochesremplies d’air atmoſphérique, dont, par une ana-lyſe exacte, je connoiſſois la compoſition & levolume. La température de la chambre ne baiſſapas au deſſous de 12° ſans monter au delà de 17° du thermomètre centigrade. C’étoit à peu prèsla température commune de l’intérieur de la terre.Dans un eſpace de 3. jours, je vis diminuer l’airdes cloches de 0.04 à 0.06 d’oxigène. Après 8jours, il n’y en avoit à peine que 0.10; après12 jours, 0.07 de reſte. Le même air atmoſphé-rique, mis pendant le même temps en contactavec l’eau de ſource, ſe trouva de 0.27 d’oxigène,c’eſt à dire, il étoit à peine dégradé d’un 0.01.Voilà donc qu’il ſe paſſoit ſous mes yeux la mêmedécompoſition de l’atmoſphère, qui, dans les en-trailles de la terre, oppoſe ſouvent des difficultésinſurmontables au mineur.

L’argille griſe, principalement celle qui tire ſurle noir, l’ardoiſe ou le ſchiſte primitif, le cor-néenne (hornblendſchiefer), le ſyenite, la pierre lydique de Werner, & la plus grande partie desminéraux noirs, contiennent, comme je l’ai déjàindiqué dans un autre mémoire, du carbone. Ilsexhalent de l’acide carbonique lorſqu’on les meten contact avec l’oxigène de l’atmoſphère. La lu-mière accélère cette combinaiſon, & les blanchitſur la, ſurface, en leur ôtant le carbone. C’eſt cedernier élément qui leur donne même la facultéſurprenante d’exciter des contractions galvaniques.Toutes ces conſidérations me portèrent à croirequ’un carbure d’argille agiſſant ſous mes cloches,l’oxigène devoit être remplacé par une formationabondante d’acide carbonique. Je répétai les mêmesexpériences, en analyſant encore plus ſoigneuſe-ment les réſidus. Je vis qu’en 18 jours le volumede 300 parties d’air atmoſphérique avoit diminuéde 54 parties. Les 246 parties de réſidu, eſſayées(dans l’anthracomètre) avec la diſſolution d’am-moniaque, ſe trouvèrent contenir environ 0.07d’acide carbonique, & 0 03 0.03 oxigène. Un travailexact donna les réſultats ſuivans:

3000 parties d’air atmoſphérique étoient com-poſées

de 852 oxigène, 2103 azote, 45 acide carbonique. ——— 3000

Les 2460 parties auxquelles le volume étoitréduit en 18 jours, étoient compoſées

de 81 oxigène, 2207 azote (mêlé d’hydrog.) 172 acide carbonique. ——— 2460

Il n’y eut, dans ce produit, que 172 172- 45 , = 127parties d’acide carbonique, dans la formation deſ-quelles ſont entrés, ſuivant les principes de l’il-luſtre Lavoiſier, 35.5 oxigène. Or, le réſidu necontenoit que 81 d’oxigène; il en ſuit que 735parties ont été abſorbées, c’eſt à dire, (en ré-duiſant le tout à 100 parties) de \frac{28}{100} d’oxigène, \frac{24}{100} ont perdu l’état gazeux, & ſont entrées encombinaiſon avec l’argille. Pour ce qui eſt de l’a-zote, nous en trouvons 10 parties de plus dansle réſidu, que l’air atmoſphérique nous indiquoitavant l’abſorption. Cette augmentation de 0.04en volume n’a cependant pas de quoi nous étonnerdans des expériences de cette nature. Il ſe peutque de l’hydrogène ſe ſoit mêlé à l’azote (mé-lange que par malheur nous ne ſavons pas dé-compoſer); il ſe peut que, malgré mes ſoins,l’argille n’ait pas été dépourvue de tout air con-tenu dans ſes interſtices; il ſe peut même qu’unaccident inconnu ait altéré l’élaſticité d’un gaz queles travaux du C. Prony, Guyton & Prieur nousannoncent auſſi extraordinaire dans les lois de ſadilatation.

Je préſente, en forme de tableau, d’autresexpériences faites avec la même argille des minesde ſel gemme. Les nombres ont été rectifiés parla variation du baromètre, & réduits à la tempé-rature de 12° du thermomètre centigrade. Le maximum de l’erreur dans l’analyſe de l’air peuts’évaluer à 1 degré \frac{1}{2} de l’eudiomètre de Fontana,ou de \frac{1}{2} centième d’oxigène, le calcul ſe fondantſur les moyens combinés du gaz nitreux, du ſul-fate de fer & de l’acide muriatique oxigéné.

Volume de l’air atmoſ-phérique à 0.27d’oxigéne, misen contact avecl’argille. Résidu après 15 à23 jours decontact. Le réſidu contenoit Oxigène. Acide car-bonique. 250 212 0.10 0.04 460 418 0.18 0.02 300 260 0.07 0.08 520 492 0.20 0.04 500 446 0.11 0.07

Toutes ces expériences nous prouvent, 1°. quel’air, mis en contact avec l’argille, diminue con-ſidérablement en volume & en quantité d’oxigène;2°. qu’une très-petite partie de cet oxigène eſtconvertie en acide carbonique; 3°. que la plusgrande partie perd ſon état gazeux en ſe joignantà l’argille; & 4°. que l’azote atmoſphérique n’eſtpoint ſenſiblement altéré pendant l’abſorption del’oxigène.

Un phénomène auſſi frappant que celui del’abſorption d’oxigène par l’argille, devoit me con-duire à des expériences analogues ſur l’ humus oula terre végétale. J’en recueillis non-ſeulement decelle qui ſe trouve dans nos jardins, & que l’on pourroit ſoupçonner entrer facilement en fermen-tation, mais de celle que préſente un champ ré-cemment labouré, & non engraiſſé depuis plu-ſieurs années. Ces deux eſpèces d’humus donnè-rent à peu près les mêmes réſultats, ſoit que j’enaie rempli à demi un flacon hermétiquementbouché, ſoit que je les aie expoſés au contact del’air atmoſphérique ſous des cloches enfoncéesdans du mercure ou de l’eau. Dans ce dernier cas,j’eus ſoin de placer le morceau de terre ſur unpetit ſupport qui s’élevoit au deſſus de la ſurfacede l’eau. L’air, en contact avec l’humus, dimi-nuoit journellement en volume & en quantitéd’oxigène. Au bout de 10 à 12 jours, je trouvaiun réſidu qui ne contenoit, pour la plus grandepartie, que 0.03 ou 0.04 d’oxigène, & 0.02 à0.07 d’acide carbonique. Les terres les plus noi-res, les plus odoriférantes, décompoſoient l’airavec le plus de rapidité. Je puis citer des expé-riences, dans leſquelles l’humus abſorboit juſ-qu’à \frac{13}{100} d’oxigène dans un eſpace de 5 jours.Tous les airs eſſayés cotenoient contenoient entre 0.27 & 0.28d’air vital.

Jours quele contacta duré. Oxigène contenu dans les réſidus de 5 cloc. 2 0.20 0.24 0.19 0.20 0.26 3 0.16 0.20 0.15 0.20 0.20 4 0.16 0.15 0.14 0.15 0.17 5 0.10 0.12 0.11 0.15 0.16 8 0.08 0.10 0.11 0.11 0.12 11 0.08 0.10 0.11 0.08 0.09 14 0.05 0.06 0.04 0.08 0.09

Il eſt connu que tout gaz azoté, préparé au moyen de la combuſtion du phoſphore ou ſulfurede potaſſe, contient entre 4—6 centièmes d’oxi-gène: celui même qu’on dègage des parties ani-males par l’acide nitrique, eſt rarement auſſi purqu’on le croit. Eſſayé par le gaz nitreux, on yreconnoît ſouvent juſqu’à 0.03 centièmes d’air vi-tal. L’humus nous préſente un nouveau moyende préparer une grande quantité d’azote le pluspur. Le 10 Fructidor, je mis 350 centimètrescubes d’air atmoſphérique en contact avec de laterre végétale. Le 25 Fructidor, je ne retrouvaiqu’un réſidu de 278 centimètres cubes, qui nepréſentèrent que 7 degrés de diminution dans letube de Fontana; ce qui prouve, par la formuledonnée dans mon mémoire ſur le gaz nitreux,que l’azote obtenu contenoit à peine \frac{2}{100} d’oxi-gène. Je mis 140 centimètres de ce réſidu de nou-veau en contact avec de l’humus, & le 30 Fruc-tidor je le trouvai converti en azote tout pur,& dans lequel le phoſphore ne répandoit aucunelumière.

Si, parmi les méthodes d’obtenir de l’oxigène,celle d’expoſer les feuilles ſous l’eau aux rayonsdu ſoleil, a mérité d’être citée, le moyen depréparer de l’azote par l’humus ou l’argille, misen contact avec l’air, doit tout auſſi bien trou-ver ſa place dans nos manuels de chimie.

Les différentes ſubſtances employées juſqu’ici,ne peuvent pas être regardées comme ſimples.L’humus eſt un mélange de terre, de carbone,d’hydrogène, d’azote, de phoſphore, & des oxi-des de fer & de manganèſe. Il ſ’agiſſoit d’exami-ner ſi la propriété d’abſorber l’oxigène appartienten partie aux terres ſimples, ou ſi elle eſt due auxbaſes acidifiables avec leſquelles ces terres ſontcombinées. Des expériences ſoigneuſes faites à cetégard, ont préſenté des réſultats frappans, aux- quels on ne devoit pas s’attendre d’après l’ana-logie des phénomènes connus. L’illuſtre Lavoiſiertendoit à regarder les terres comme des oxidesmétalliques ſi fortement oxidés, qu’aucune baſeacidifiable n’eſt en état de leur enlever l’oxigène.Cette ſuppoſition ne devoit certainement pas nousporter à attribuer aux terres la propriété de dé-compoſer l’air atmoſphérique. Auſſi aucun phé-nomène chimique ne nous a annoncé juſqu’icicette propriété ſingulière. Je mis, le 28 Fructidor,de l’alumine & de la baryte légèrement humec-tées par de l’eau diſtillée, en contact avec del’air, à 0.27 d’oxigène. Pour être bien ſûr que cedernier ne fut pas altéré par l’humidité, je fis enmême temps des expériences comparatives avecl’eau pure. L’appareil demeura conſtamment à12—14° du thermomètre centigrade. Le 4 Ven-démiaire, l’air atmoſphérique en contact avec l’eaupure ne fut pas trouvé changé d’un demi-cen-tième; celui en contact étoit de l’azote auſſi purque j’en aie jamais préparé. Analyſé en préſencedes CC. Fourcroy & Vauquelin, il ne diminuapas d’un centième avec le gaz nitreux. L’air, quiétoit expoſé à l’action de la baryte, ne contenoitque 0.08 d’oxigène. Il eſt à préſumer que ſi cecontact eût duré plus long-temps, ou que moinsd’air eût été dans la cloche, l’azote auroit été toutpur. Des faits auſſi frappans m’encouragèrent àvarier les expériences ſur d’autres terres. Cellesfaites depuis deux décades chez moi & aux la-boratoires de l’école des mines & du C. Fourcroy,ont préſenté les réſultats ſuivans: 1°. L’alumine& la chaux ſèche n’altérèrent aucunement la pu-reté de l’air atmoſphérique. Quelques exceptionsqui ſe préſentoient doivent être attribuées ſansdoute à un minimum d’humidité, qu’il eſt impoſ-ſible d’enlever à l’appareil & à l’air qu’il con- tient. 2°. L’alumine, la baryte & la chaux ſontles ſeules terres qui, légèrement humectées, ontmis à nu de l’azote plus ou moins pur. L’alumineparoît exercer l’action la plus puiſſante ſur l’oxi-gène. L’abſorption ne paroît pas être accompagnéed’un dégagement d’un autre fluide élaſtique; car,de 800 parties d’air atmoſphérique à 0.27 d’oxi-gène, mis en contact avec l’alumine, il en reſtoiten huit jours 586, qui étoient du gaz azote pur.D’après le calcul, le réſidu auroit dû être de 584.La baryte diminua le volume de 400 parties d’airjuſqu’à 318; auſſi 0.08 d’oxigène ſe retrouvèrentdans le gaz azote; par conſéquent les réſidus neparoiſſent être que l’azote préexiſtant dans l’airatmoſphérique.

3°. La magnéſie n’a encore, dans aucune expé-rience, abſorbé de l’oxigène. Pour ce qui eſt dela ſilice, je ne porte aucun jugement ſur elle,avant d’avoir répété plus ſouvent les expériences.Dans celles faites avec le C. Taſſaert, au labo-ratoire du C. Vauquelin, elle ne manifeſta aucuneaction ſur l’air. Dans d’autres faites chez moi,elle abſorba en dix jours de 0.08 d’oxigène, enréduiſant le volume de 500 parties à 462. Il ſepeut cependant que ma terre ne fût pas tout àfait pure, & que j’aie perdu du gaz en le tranſ-vaſant. 4°. Nous n’avons vu juſqu’ici aucune dif-férence entre les terres pures & carbonatées; ce-pendant il faut obſerver qu’au laboratoire du C. Fourcroy, la baryte cauſtique n’a pas agi ſur l’air.En exhauſſant la température des terres juſqu’à50 ou 60° du thermomètre centigrade, on peut,dans un eſpace d’une ou deux heures, rendre ſen-ſible l’action des terres humectées. En 45 minutesj’ai vu perdre l’air atmoſphérique juſqu’à 0.04d’origène. Le calorique paroît alors favoriſer lejeu d’affinité qu’exercent les terres ſur l’air.

Je me borne à expoſer les phénomènes obſer-vés juſqu’ici, ſans prononcer déjà ſur les cauſesdont ils dérivent. Nous voyons agir les terresſimples comme les baſes les plus acidifiables. Nousreconnoiſſons en elles un nouveau moyen eudio-métrique, plus ſimple & plus actif que celui duphoſphore & du ſulfure de potaſſe. Les terresn’agiſſant point à ſec, il ſe peut que l’humiditéne ſerve qu’à augmenter leur affinité pour l’oxi-gène. Un grand nombre de faits chimiques nousannonce que l’humidité eſt ſouvent une conditionindiſpenſable pour faire agir les élémens d’aprèsles lois d’affinité qui leur ſont propres. Il ſe peutque les terres mêmes ſoient des combinaiſonsd’une baſe inconnue & de l’oxigène. S’il étoitprouvé (qu’à l’inſtar de l’alkali) la chaux con-tienne de l’azote & de l’hydrogène, il ne faudroitpas s’étonner de la voir agir comme une baſeacidifiable, tendant à s’unir avec l’oxigène: maisil ſe peut auſſi que les terres, ſans ſe combinerelles-mêmes avec l’oxigène, donnent, par un jeude double affinité, la propriété à l’eau de diſſou-dre la baſe de l’air vital. Des expériences, faitesavec le ſulfate de fer, n’ont pas, il eſt vrai, fa-voriſé cette hypothèſe; mais il faut convenir auſſique ce moyen de reconnoître l’oxigène dans l’eaueſt très imparfait. Il peut y être diſſous, & re-tenu d’une manière que l’oxide de fer n’eſt pasen état de l’enlever. Il ſera plus prudent, pourle moment, de ſe contenter de la découverte dece nouveau phénomène, ſans s’avancer au delàdes limites de nos connoiſſances actuelles. Il fau-dra eſſayer ſi, après avoir expoſé, pendant 4 ou5 mois, de l’alumine humide à l’air atmoſphé-rique, cette terre donnera du gaz oxigène en latraitant au feu dans l’appareil pneumatique. Cen’eſt que par des expériences en grand, que l’on parviendra parviendra à réſoudre des problêmes auſſi impor-tans pour la théorie chimique.

Les phénomènes expoſés ci-deſſus paroiſſent ré-pandre quelque lumière ſur l’économie végétale,& ſur cet art bienfaiſant ſurtout, qui, en atta-chant l’homme au ſol, adoucit les mœurs &reſſerre le nœud de la vie ſociale. Les baſſes cou-ches de l’atmoſphère & la ſurface du globe ſontpreſque les ſeuls lieux habités par ſes êtres orga-niſés. Le nombre des inſectes & des plantesſouterraines, que j’ai découvert à pluſieurs cen-taines de mètres dans l’intérieur de la terre, diſ-paroît en les comparant à celui des animaux &des végétaux qui habitent les couches ſupérieu-res. Partout où le roc nu ſe préſente au contactde l’air atmoſphérique, il n’y a que des pſores,des verrucaires & quelques lichens qui en cou-vrent la ſurface. L’humus ou la terre végétale eſtla vraie demeure des êtres organiſés; c’eſt la ſourceféconde dont ils tirent leur nourriture. Il ſuit de là,que tout ce qui a du rapport à cette terre végé-tale doit inſpirer l’intérêt le plus vif à ceux quis’occupent des grands phénomènes de la natureanimée.

L’humus varie d’un \frac{1}{2} juſqu’à 14 décimètres enépaiſſeur, ſelon qu’un terrain a été long-tempshabité par des plantes, ou que des courans d’eauy ont dépoſé des parties enlevées en d’autres en-droits. On obſerve, en comparant les différentescouches de cet humus, que les inférieures ne ſontpas auſſi fertiles que celles qui ſont en contactdirect avec l’atmoſphère. En labourant le ſol avecla charrue, il faut que la nouvelle ſurface reſtequelque temps expoſée à l’influence bienfaiſantede l’air, avant que la graine puiſſe lui être con-fiée. Le contact de l’air agit comme un engrais: voilà ce qu’on a obſervé depuis des milliers d’an-nées qu’on a cultivé la terre. Mais quelle eſt cetteaction de l’air atmoſphérique ſur le ſol? quellesſont les parties qui s’aſſimilent? Voilà la grandequeſtion annoncée au commencement de ce mé-moire, à laquelle la phyſique & la chimie doi-vent répondre. Quelques naturaliſtes ont cru trou-ver la ſolution de ce problème, en admettantque la lumière ſolaire, ou l’électricité atmoſphéri-que, ſe combine avec la terre végétale. Je nedoute pas de la poſſibilité de cette combinaiſon;mais quelles ſont les analogies qui en prouventl’exiſtence? Le globe entier n’eſt-il pas chargéconſtamment du fluide électrique? L’évaporationoccaſionnée à ſa ſurface, ne diminue-t-elle pasla charge des couches ſupérieures de l’humus,tandis que les inférieures la conſervent? D’autresphyſiciens ont attribué l’action de l’atmoſphère àl’influence de la roſée, des brouillards & de l’eaude pluie, qu’à tort ils ont cru chargés d’acidecarbonique. Mais ſouvent toutes les couches del’humus, ou de la terre argilleuſe labourée, neſont-elles pas également humides, quoique très-différentes en fertilité? Ces objections n’ont paséchappé à la ſagacité de nos ſimples cultivateurs.Ignorant la compoſition de l’air, ils y admettentl’exiſtence d’un ſel inconnu, analogue au nitre.Si nous étions en droit de regarder ce ſel commele ſpiritus nitro-aereus de Mayow, on pourroitdire qu’un haſard heureux a fait deviner au la-boureur ce que l’expérience chimique a prouvéde nos jours.

La terre végétale, en contact avec l’atmoſ-phère, en décompoſe les couches inſérieures; elleabſorbe l’oxigène, qui, perdant ſon élaſticité ouſon état gazeux, ſe combine en état d’oxide avecla chaux, l’alumine, le carbone, l’hydrogène, le phoſphore, l’azote, & peut-être même avecle fer, le manganèſe, que Bergman, M. Rurkert,& les CC. Fourcroy & Haſſenfratz ont trouvédans leur beau travail ſur l’humus. Un nombrede faits nous annonce que l’oxigène joue le rôlele plus important dans l’économie animale &végétale, & que ſon accumulation accélère ſin-gulièrement le développement des parties orga-niques. Je n’ai qu’à rappeler les expériences quej’ai faites, il y a 7 ans, ſur la germination dansl’acide muriatique oxigéné. Le développement dela plumule peut être accéléré, en certains cas,de 9 dixièmes parties du temps. L’action de l’oxi-gène ſe manifeſtant auſſi fort dans cette opéra-tion, ne ſommes-nous pas forcés, par l’analogie,d’admettre, avec le docteur Ingenhouſz, que c’eſtl’oxidation de l’humus, ou ſa propriété d’abſor-ber l’air vital, qui agit principalement pendantle labourage du ſol? Les baſes acidifiables, queles débris des végetaux & des inſectes mêlentcontinuellement au terreau, la chaux, l’alumine,non moins acidifiables, peut-être s’emparent del’oxigène, ſoit que ces terres ſoient oxidées elles-mêmes, ou qu’elles forment de l’eau oxigénée.Tels que les acides à double ou trible baſe ſedécompoſent plus facilement que les acides à ra-dical ſimple, telles auſſi les racines des plantesdécompoſeront plus facilement des carbures d’hy-drogènes oxidés, que de l’eau ou de l’acide car-bonique.

Un oxide d’hydrogène eſt très-différent de l’eauen état ſolide. C’eſt une combinaiſon, dans la-quelle l’hydrogène eſt peut-être encore plus abon-dant que l’oxigène. Le carbone peut de mêmeexiſter comme carbone pur, comme oxide decarbon, comme acide carbonique, & peut-êtremême comme acide carbonique oxigéné. J’oſe croire que la grande différence du charbon végétal & du diamant ne conſiſte pas autant dans le mé-lange du carbone avec les ſubſtances alkalines &terreuſes, que dans ſon état d’oxidation. Le char-bon végétal ne contient peut-être que des oxidesde carbon & des carbures d’hydrogène oxidé;tandis que le diamant paroît être le ſeul carbonepur non oxidé. C’eſt cette ſimplicité qui le rendſi intraitable, vu que toute ſubſtance un peu com-poſée agit par un jeu de double affinité. L’exiſ-tence des oxides de carbone n’eſt pas ſeulementprouvée par les expériences annoncées dans cemémoire, mais auſſi par les grands phénomènesde la météorologie ſouterraine. Les galeries desmines de houilles contiennent le plus ſouvent beau-coup de gaz azote, & peu d’acide carbonique.L’oxigène de l’air atmoſphérique eſt abſorbé parle charbon, & ce nouveau mélange reſte enétat ſolide. L’oxide de carbone, combiné à plusd’oxigène, forme l’acide carbonique; & cet acide,mêlé à l’air vital, peut être regardé, à certainségards, comme un acide carbonique oxigéné.L’affinité du carbone pour l’oxigène eſt ſi puiſſante,que ce mélange s’approche déjà de l’état d’unecombinaiſon chimique. Les bougies s’éteignentdans un gaz qui eſt compoſé de 0.75 d’oxigène,& de 0.25 d’acide carbonique; phénomène quine pourroit pas avoir lieu ſi les 75 part. d’oxigèney exiſtoient dans un état libre. J’ai cru devoir ex-poſer ces idées ſur l’hydrogène & le carbone,vu que les oxides jouent un rôle ſi puiſſant dansla météorologie & l’économie des êtres organiſés.Trois ſubſtances animales peuvent être compoſéesdes mêmes quantités d’oxigène, d’azote, de car-bone & d’hydrogène, & cependant différer beau-coup dans leurs propriétés chimiques. Dans l’une,l’azote ſe combine à l’hydrogène, en formant un mélange analogue à l’ammoniaque, qui ſera com-biné à l’oxide de carbone. Dans l’autre, le car-bone & l’hydrogène ſe joignent en état huileux,& le carbure d ’hydrogène eſt oxidé comme l’azote.La troiſième ſubſtance ne préſente qu’un ſimplemélange des oxides de carbone, d’azote & d’hy-drogène. Voilà des différences très-marquantes,que pluſieurs phénomènes nous indiquent, & quenous devinons, pour ainſi dire, ſans que l’analyſechimique ait encore pu juſqu’ici prononcer poſiti-vement ſur l’état de combinaiſons dans leſquellesles élémens ſe trouvent. Il en eſt de même desterres végétales, ſi différentes en fertilité. J’ai vuqu’en général, les plus noires, les plus graſſes& les plus odoriférantes, décompoſent le plusrapidement l’air atmoſphérique. Mais j’en ai re-connu d’autres auſſi, qui, plus maigres & moinscarbonées en apparence, n’en abſorbent pas moinsd’oxigène. Si une terre eſt d’autant plus fertilequ’elle eſt capable d’abſorber l’oxigène, ſa fertiliténe dépend pas de la quantité des baſes acidifia-bles, de la quantité de chaux, d’alumine, decarbone, d’hydrogène, d’azote, qu’on y recon-noît, mais de l’état de combinaiſon dans lequelces baſes s’uniſſent, & qui les rend plus on moinspropres à décompofer l’atmoſphère. Cette conſi-dération nous fait entrevoir pourquoi le chimiſtene peut que rarement ſatisfaire les vœux de l’a-gricole, & pourquoi l’analyſe la plus exacte aſ-ſigne les mêmes élémens à deux terres très-diffé-rentes en fertilité. C’eſt beaucoup gagner en phy-ſique & en toute ſcience en général, non-ſeule-ment que de connoître les limites auxquelles ondoit s’arrêter, mais auſſi d’entrevoir les cauſesqui empêchent de les dépaſſer.

Le C. Candole (de Genève), à qui nous de-vons des connoiſſances précieuſes ſur la nutrition des lichens, a répété les expériences ſur l’humusen contact avec de l’air vital pur. Il aſſure avoirobſervé d’heure en heure l’abſorption de l’oxigènepar l’humus. Semant des graines dans des terresoxidées par le contact de l’air vital, & en com-parant la germination avec celle dans le gazazote, il a été frappé par l’effet énergique de l’oxi-gène; effets dont il va rendre compte lui-mêmedans un ouvrage de phyſiologie végétale, auquelil travaille avec beaucoup de zèle.

Les faits que nous avons rapportés juſqu’iciſervent à éclaircir d’autres phénomènes de laphyſiologie végétale & animale. L’air qui ſetrouve dans les interſtices de l’humus, eſt ungaz infiniment azoté. Les vers & les inſectes,qui vivent dans l’intérieur de cette couche deterreau, ne reſpirent donc qu’un azote chargé de0.05 ou 0.07 d’oxigène. Accoutumés à cette at-moſphère impure, le contact du gaz vital, oude tout autre air, qui en contient beaucoup, pro-duit ſur eux l’effet des ſtimulans les plus forts.Les lombrics, les larves du tenebrio molitor, &de pluſieurs eſpèces de meloë, périſſent plutôtſous une cloche de gaz oxigène, que dans unhydrogène aſſez impur pour faire luire le phoſ-phore. Il en eſt de même des plantes, dont lesfeuilles & la tige s’élèvent dans l’air atmoſphé-rique, tandis que leurs racines ſont environnéesd’un air azoté. Les cultivateurs ont obſervé, de-puis long-temps, que rien n’eſt auſſi dangereuxpour la conſervation des plantes, que de laiſſerles racines dénuées de terre en contact avec l’at-moſphère. Ce danger ne provient pas de la ſéche-reſſe de l’air; car l’eau, dont on mouille les ra-cines, ne les garantit pas du danger qui les me-nace. Ne doit-on pas plutôt attribuer cet effet àl’action de l’oxigène ſur des parties, qui, envi- ronnées d’azote dès leur premier développement,ne ſont pas accoutumées à une irritation auſſiforte? C’eſt une vraie combuſtion qui eſt favoriſéepar les rayons de la lumière. Ces mêmes conſi-dérations répandent auſſi du jour ſur quelquesphénomènes que préſentent les terres & les cou-ches. Plus elles ſont baſſes & étroites, plus l’aireſt azoté par le contact avec la terre. J’ai trouvél’air vicié juſqu’à 0.21 d’oxigène, dans des ſerresde 3 mètres de hauteur, & dans leſquelles lesmuſa, les hatrionia ou des ſcitaminées répan-doient abondamment du gaz oxigène. Au con-traire, dans les ſerres de Vienne ( ſchœnbrunn Schœnbrunn ),les plus grandes & les plus belles de l’Europe,l’air étoit tout auſſi pur qu’en pleine campagne.La maſſe de l’air y eſt trop conſidérable pourque l’humus puiſſe le décompoſer; auſſi y entre-tient-on des courans, dont les plantes ne ſe reſ-ſentent pas dans un eſpace auſſi vaſte. Il ne fautpas s’étonner de les y voir jouir de la plus belleverdure, tandis que tout croupit & a l’air ma-lade dans l’air azoté des petites ſerres. Les cou-ches au contraire ſont très-favorables aux jeunesplantes qui (comme Ingenhouſz & Senebiet Senebier l’ontjudicieuſement prouvé) exigent, pour leur dé-veloppement, un air moins pur que les plantesadultes; cependant elles ſont toutes étoufféesdans l’azote, ſi on ne leur donne pas de tempsen temps de l’air atmoſphérique, en ouvrant lesfenêtres qui couvrent les couches. On a obſervé,dans le nord de l’Europe, que les malades, quiſouffrent de la phthiſie pulmonaire, ſe trouventſoulagés lorſqu’ils ſe penchent au deſſus d’unecouche ouverte, ou qu’ils mettent de grands amasd’humus auprès de leurs lits. Mes expériencesſur les terres prouvent que c’eſt une vraie cure de Beddoës. Ils reſpirent un air plus azoté,moins irritant pour une conſtitution ſouffrante,par l’accumulation du principe oxigéné.

Toutes les ſubſtances, éminemment acidifiablesou eudiométriques, tels que le ſulfure de potaſſe,le mélange de fer & de ſoufre & le gaz nitreux,ont la propriété de décompoſer l’eau, l’humus& les terres appartenant à la même claſſe: onne ſauroit douter de ſon action ſur l’eau de pluie& la roſée, dont il eſt continuellement humecté.J’ai des raiſons de croire qu’il y a plus d’eau de d’eau décompoſée dans la terre végétale que dans lesorganes des plantes mêmes. La grande maſſed’hydrogène, contenue dans l’humus, eſt due àcette décompoſition, & le calorique, qui ſe dé-gage en même temps, augmente la températuredu ſol, & favoriſe le jeu des affinités par leſquel-les s’opère la nutrition des végétaux. Le C. Chaptala prouvé, par des expériences contenues dans lepremier volume des mémoires de l’Inſtitut natio-nal, que le carbone, qui circule dans tout leſyſtême du végétal, eſt diſſous dans le principehuileux extractif ou réſineux, & que tout ce quiprépare cette diſſolution accélère le développe-ment des végétaux. Conſidérant la décompoſitionde l’eau opérée par l’humus, nous reconnoiſſonsque ce principe huileux ou réſineux commencedéjà à ſe former hors des organes végétaux. Pen-dant l’action chimique, que les élémens de l’hu-mus exercent continuellement les uns ſur les au-tres, l’hydrogène, ne reſtant combiné qu’à unepetite quantité d’oxigène, ſe rapproche du car-bone, & ces carbures d’hydrogène oxidés paroiſ-ſent préſenter la nourriture la plus abondante auxracines abſorbantes des végétaux. Peut-être quetoute la théorie des engrais eſt fondée ſur ceprincipe, & qu’ils agiſſent principalement par la nature de leurs baſes acidifiables, c’eſt à dire,par leur propriété de décompoſer l’eau & l’airatmoſphérique. Quoique les expériences, rap-portées ci-deſſus, ne laiſſent aucun doute ſur l’ab-ſorption de l’oxigène par l’humus, il ſeroit à ſou-haiter cependant que l’on pût conſtater cette ab-ſorption par l’analyſe exacte d’une terre expoſéependant long-temps à l’air vital. On pourroitcroire que le même humus qui, avant le contactavec l’oxigène, ne donneroit que 20 centimètrescubes d’acide carbonique, en préſenteroit 30 à 40après l’oxidation des baſes acidifiables. Mais, enréfléchiſſant mûrement ſur la nature de ce pro-blême, on voit qu’il eſt abſolument impoſſiblede le réſoudre par la voie de l’expérience; car,1°. la terre végétale ou l’humus, eſt ſi inégale-ment mêlé, que 3 analyſes de 3 hectogrammes,recueillis dans la même couche, donneroient desréſultats tout différens. Or, il eſt phyſiquementimpoſſible d’examiner deux fois la même portionde terre avant & après l’abſorption de l’oxigène.La comparaiſon ne peut donc être faite qu’entredeux quantités d’humus du même poids. On neſauroit jamais ſi le plus d’acide carbonique, dé-gagé de la terre oxidée, ſeroit dû à cette oxida-tion, ou à une différence foncière des élémens.2°. Comme il ne s’agit pas de connoître la quan-tité de carbone contenu dans l’humus, mais ledegré de ſon oxidation, l’expérience devroit êtrefaite de manière que l’humus ne fût pas en con-tact avec l’oxigène de l’atmoſphère: mais, ſuppoſémême que cette difficulté fût levée, un minimum d’humidité de plus ou de moins feroit changerles réſultats. L’eau ſe décompoſe en contact avecles baſes acidifiables; & ce que l’on croit prove-nir des oxides de carbone eſt dû à l’oxigène del’eau décompoſée. 3°. L’humus ne préſente pas des oxides de carbone, mais auſſi des oxides d’hy-drogène, d’azote, de phoſphore, de fer, desoxides à doubles & triples baſes. On auroit doncbien tort de meſurer, par la quantité d’acidecarbonique ſeul, le degré d’abſorption de l’oxigènepar l’humus. A une haute température, les oxidesà doubles baſes de carbone & d’hydrogène, oud’azote & de phoſphore, ſeront modifiés par unjeu d’affinités des plus compoſées. Il ſe formerade l’eau, de l’acide nitrique, de l’ammoniaque,de l’huile; il ſera tout auſſi impoſſible de recon-noître la quantité d’oxigène abſorbé par l’humus,qu’il eſt impoſſible de dégager l’oxigène du ſangveineux mis en contact avec l’air vital. La chimienous préſente pluſieurs cas où l’analyſe ne peutreconnoître ce qui a été compoſé par la voieſynthétique. La matière colorante verte des plan-tes, diſſoute dans l’alkool, jaunit en abſorbantl’oxigène. J’ai vu reparoître la couleur verte,en verſant de l’ammoniaque dans la ſolution. Ileſt vraiſemblable que ce changement s’opère parune décompoſition de l’ammoniaque, qui, enformant de l’eau, enlève l’oxigène à la matièrecolorante, & dégage du gaz azote. La théorienous apprend que c’eſt dans cette eau que nousdevons retrouver l’oxigène abſorbé; mais quel eſtle chimiſte qui oſeroit ſe croire capable d’un tra-vail auſſi délicat? La grande maſſe des ſubſtan-ces acidifiables contenue dans l’humus, ſe mani-feſte par la quantité d’air atmoſphérique qu’il eſten état de décompoſer. J’ai eſſayé de mettre, à pluſieurs pluſieures repriſes, la même portion en contactavec l’air; ſon action n’a ſouvent été diminuéequ’à la quatrième ou cinquième fois. Un hecto-gramme a décompoſé peu à peu 17 centimètrescubes d’air atmoſphérique. Ce n’eſt qu’à la der-nière fois que l’affinité pour l’oxigène paroiſſoit diminuée, le réſidu d’azote contenant encore 0.12d’oxigène. Il eſt probable que les molécules decarbone, par exemple, ne s’oxidant qu’à la ſur-face, une diviſion mécanique, ou une augmenta-tion de température, rend à l’humus la propriétéd’abſorber l’oxigène. Le labourage, & ſurtoutles rayons du ſoleil, doivent produire cet effetſalutaire; l’un en préſentant de nouvelles ſur-faces; les autres, en échauffant le ſol, & enfaiſant paſſer les oxides de carbone de l’état ſo-lide à l’état gazeux.

Je finis ce mémoire en jetant un coup-d’œilſur la formation d’un ſel que la nature produit,pour ainſi dire, ſous nos yeux, & ſur lequel lachimie moderne a déjà répandu un grand jour.Connoiſſant les élémens qui compoſent l’acide ni-trique; voyant leur identité avec les baſes conſti-tuantes de notre atmoſphère, nous ne nous éton-nons plus de voir ſe former cet acide dans lescouches inférieures de l’air; nous regardonscomme poſſible, que, ſous l’influence de l’élec-tricité, une partie de l’atmoſphère ſe convertiſſeen acide nitrique; mais ces mêmes idées nousexpliquent-elles pourquoi le nitre eſt produit plusabondamment ſur les terres argilleuſes & calcai-res, que ſur les terres quartzeuſes? pourquoi lesſeules couches inférieures de l’air, celles qui ſonten contact immédiat avec la terre, ſont en étatde dépoſer l’acide nitrique? J’ignore qu’aucunphyſicien ait tenté d’expliquer ces phénomènesintéreſſans. Les pays les plus abondans en nitre,les plaines du Thibet, de la Hongrie, de l’Al-lemagne & de la Sarmatie, préſentent toutes lemême ſol, ou des argilles graſſes, ou un terreaunoir provenant des débris des matières végétales& animales. En Allemagne, on conſtruit ſur les champs des murs de terre glaiſe, que l’on diſpoſeparallèlement, & ſur leſquels le nitre ſe recueillede temps en temps. Il faut qu’il exiſte un rapportintime entre la formation du nitre & la naturedes ſubſtances ſur leſquelles il ſe dépoſe. Les terresargilleuſes abſorbent, avec grande avidité, l’oxi-gène de l’atmoſphère. Celles mêmes qui, par leurcouleur blanche, paroiſſent être les plus pures,décompoſent très-rapidement l’air atmoſphérique.Je fis, ſous les yeux du C. Vauquelin, l’expé-rience ſuivante. De l’air atmoſphérique à 0.274d’oxigène, fut mis (en un tube) en contact avecdu phoſphore; dans un ſecond, avec l’argilleblanche de Montmartre, dont nous nous ſervonsdans les laboratoires pour luter les cornues.Après un eſpace de dix jours, les réſidus de l’airfurent analyſés. Le phoſphore n’avoit abſorbé que0.07, l’argille 0.10 d’oxigène. D’autres terres ar-gilleuſes, priſes d’un champ fertile en froment,décompoſèrent en 13 jours l’air atmoſphériquejuſqu’à 0.06 d’oxigène. Cette action des argillesſur l’air devenoit encore plus forte à une tem-pérature élevée. C’eſt à elle qu’eſt dû le gaz azotequ’on a recueilli dans les mauvaiſes expériencesfaites dans les tuyaux d’argille, pour prouver lafauſſeté de notre théorie ſur la décompoſition del’eau; c’eſt elle qui cauſe l’inſalubrité de l’airdans les demeures des pauvres laboureurs dunord, chauffées par des poëles conſtruits enargille.

Deux changemens doivent s’opérer dans l’airatmoſphérique, pour le convertir en acide nitri-que; l’un ſe rapporte au degré d’affinité qui lieles deux baſes de l’oxigène & de l’azote; & l’au-tre, à la proportion dans laquelle elles doivents’unir pour former une nouvelle combinaiſon. C’eſtune loi générale en chimie, que, lorſqu’une ſubſ- tance compoſée A doit ſubir un changement decombinaiſon, ce changement va s’opérer d’autantplus facilement qu’une ſeconde ſubſtance B con-tribue à diminuer la force des affinités par leſ-quelles les élémens de A ſont unis. Les couchesde l’air atmoſphérique, en contact avec la ſur-face de la terre, ſont d’autant plus diſpoſées àabandonner l’état de leur agrégation, que cetteterre agit plus puiſſamment ſur l’une des baſesde ce mélange gazeux. La proximité de l’argillemodifie l’attraction par laquelle l’oxigène atmoſ-phérique eſt lié à l’azote. Dans les couches lesplus proches, il exiſte de l’azote libre, des atô-mes qui ſuivent d’autres affinités que celle parlaquelle l’azote eſt balancé dans le mélange at-moſphérique. Ces atômes ſe rencontrent avecune grande maſſe d’oxigène, attirés par les baſesacidifiables de l’argille, de la chaux, ſous de l’hu-mus. Chaque molécule de terre eſt enveloppée parune atmoſphère particulière, plus riche en oxi-gène que les couches d’air dans leſquelles nousvivons.

Tandis que les dernières ne contiennent que0.28 d’oxigène, l’atmoſphère de l’argille ſera à0.50—0.60, & les molécules les plus prochesde la terre, doivent même former de l’air vitalpur. L’oxigène deſcend pour s’unir aux baſes ter-reuſes. C’eſt ſur ce paſſage que peu d’azote libre,ſe rencontrant avec beaucoup d’oxigène libre,paſſe à l’état d’acide nitrique. L’électricité atmoſ-phérique ſemble opérer cette réunion; car lestemps orageux ſont les plus favorables pour laproduction du nitre, ceux ſurtout où l’électricitépoſitive paſſe 8—10 fois par jour à l’état négatif,& qui ne s’annonce ſouvent que par des coupsde vent, de grêle & de pluie. Je pourrois ajou-ter encore que la potaſſe, qui forme la baſe du nitre, ne ſe trouve pas à la 8e. partie dans l’ar-gille, ou l’humus ſur lequel le ſel ſe précipite;que l’eau ſe décompoſant à la ſurface de la terre,cette potaſſe pourroit bien être due au contact del’hydrogène avec l’azote atmoſphérique; qu’enfindans les vaſtes plaines de Cujavie, le nitre eſtconſtamment mêlé de muriate de ſoude, & quej’ai vu s’y former de l’acide muriatique dansl’atmoſphère. — Mais ces conſidérations nous me-neroient dans une ſphère où les conjectures ſer-vent à remplacer les faits. Il ne s’agiſſoit que deprouver comment la proximité de la terre peutfavoriſer la formation du nitre. Sans pouvoir ex-pliquer les grandes opérations de la nature, c’eſttoujours gagner que de connoître les principauxagens qui exercent leurs forces attractives danscet immenſe laboratoire. J’oſe me flatter que lesexpériences citées dans ce mémoire répandentquelque jour ſur ces agens, & que peut-être ellespourront mener à des découvertes intéreſſantespour l’agriculture. Le peu de temps qu’il mereſte à ſéjourner ſur ce continent, ne m’a permisque de tracer la route que des phyſiciens plushabiles ſuivront un jour avec plus de ſuccès.