Fisiologia vegetale (Cantoni)/Capitolo 16
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§ 16. — Supposto che le soluzioni nutrano, il terreno non le cede. Sperienze di Malaguti, Regnault, Thenard e Brustleim.
Pure, voglio concedere che le piante si nutrano per mezzo de’ materiali disciolti nell’acqua ed assorbiti dal terreno; allora resterà solo a provare che il terreno, nelle condizioni normali, ceda queste sostanze all’acqua. La prova è semplicissima, ed ognuno può convincersi prendendo terreno coltivabile, stemperandolo nell’acqua distillata, indi passando al filtro la terra così imbevuta, ed esaminare l’acqua passata al di sotto.
Liebig, nel citato numero della Gazzetta universale, aggiunge:
La terra coltivabile non cede ma trattiene le soluzioni dei sali alcalini e l’ammoniaca.
Vediamo ora se questo fatto fu per la prima volta trovato dal Liebig, oppure se altri, in altri tempi ed altre condizioni, abbiano riscontrato lo stesso.
Nella IV.a Lezione di Chimica Agraria del professor Faustino Malaguti, trovo le seguenti espressioni:
Una delle proprietà più rimarchevoli dell’argilla è quella di condensare ne’ suoi pori l’ammoniaca introdotta nelle terre dalle acque pluviali o dagli ingrassi, e che altrimenti si disperderebbe a scapito della vegetazione.
Indi:
Nelle ceneri de’ vegetali si trovano quasi sempre date quantità d’alcali. Sarebbe lecito di ammettere a priori che le terre coltivabili contengono quasi sempre dei sali alcalini (il che è contraddetto dal fatto), i quali, essendo quasi tutti solubili, dovrebbero lasciarsi isolare dall’acqua. Però accade ben di rado che, lavando una terra arabile, a meno che non sia stata letamata recentemente, se ne separi dei sali alcalini. D’onde vengono adunque gli alcali che si trovano in quantità nelle ceneri? Abbiam detto che le argille normali contengono sempre dei piccoli frammenti di rocce alcaline, dalle quali derivano (feldspato, ecc.) Ora, egli è più che probabile che cotesti frammenti siano sempre in via di lenta scomposizione, e che gli alcali, che rendono liberi, siano a poco a poco e mano mano assorbiti dalle radici. In complesso le argille sostengono in agricoltura un’azione meccanica ed un’azione chimica che non può essere disconosciuta.
E questo modo di osservare del Malaguti s’accorda assai bene colla conclusione del Bouchardat alla Memoria del 20 aprile 1846.
Regnault, nel corso elementare di Chimica, parlando delle cause per le quali così forte riesce la presa nelle calci idrauliche, la dice dipendere da una combinazione chimica che avviene fra la calce e la silice dell’argilla, la qual combinazione può essere riconosciuta colle seguenti sperienze:
Se si mantiene per qualche tempo, in una boccia chiusa, acqua di calce ed argilla disseccata alla temperatura di 300° a 400°, si trova che l’argilla toglie la calce all’acqua, e, dopo un contatto sufficientemente prolungato, l’acqua non rende più azzurra la tintura di tornasole arrossata. Se all’argilla si sostituisce silice gelatinosa, questa porta via egualmente la calce, quantunque meno energicamente. Anche l’allumina idrata porta via un poco di calce; mentre la magnesia, l’ossido di ferro e di manganese non ne tolgono sensibilmente. Questa esperienza prova che l’allumina, la silice, e sopratutto l’argilla, hanno per la calce un’affinità abbastanza grande per toglierla all’acqua, e fissarla allo stato di combinazione insolubile; mentre la magnesia, l’ossido di ferro, come la silice allo stato di sabbia quarzosa, non godono di questa proprietà. — Se s’impasta acqua di calce con silice gelatinosa, previamente disseccata e ridotta in polvere farinosa, e la si abbandona a sè per qualche tempo, avviene combinazione d’una parte della calce colla silice. — Riscaldando a calore ben diretto un miscuglio molto intimo di carbonato di calce e d’argilla, si ottiene una materia che coll’acqua dopo qualche tempo s’indurisce, presentando una vera combinazione chimica. — Un mattone ordinario abbandonato per qualche tempo nell’acqua di calce, diventa totalmente bianco alla superficie; esso ricopresi d’una pellicola di calce caustica che l’acqua non può disciogliere. — Lasciando per alcuni giorni pozzolana in polvere fina, in una boccia ripiena d’acqua di calce e ben chiusa, la pozzolana s’impadronisce di tutta la calce. — Infatti la maggior o minor prontezza della presa delle calci idrauliche dipende dalla maggiore o minore quantità proporzionale d’argilla contenuta.
Ecco pertanto che le argille, dietro le asserzioni di valenti chimici, non abbandonano sali alcalini di sorta, assorbono anzi ammoniaca, e trattengono la calce. Ma continuiamo a passare in revista le asserzioni che, per la loro data, non possono essere tacciate di sospetto o prevenute.
P. Thénard, nella seduta del 20 aprile 1857, lesse una Memoria all’Accademia delle Scienze in Parigi, colla quale mostrava che:
L’allumina (che fa parte di tutte le argille) poteva assorbire il 50 per 100 del proprio peso in tintura di concime, ossia 2,50 per 100 di azoto. I sali neutri d’allumina poterne assorbire anche il 5 per 100. L’ossido di ferro avere le stesse proprietà quantunque formasse poi un prodotto meno stabile. I sali calcari avere un’identica azione. Sembrar quindi che l’allumina, gli ossidi di ferro ed il carbonato di calce siano gli elementi conservatori dei concimi, formando con esso delle lacche, che il tempo, l’aria e l’acqua non istruggono se non assai lentamente, au fur et mesure du besoin, et à la solicitation des plantes. Essere però necessario che il concime abbia subito la fermentazione.
Assai più importante ed istruttiva è la Memoria di F. Brustlein Sulla proprietà assorbente del terreno coltivabile. In essa trovansi indicazioni e sperienze su tale argomento le quali hanno una data anteriore a quanto il Liebig inserì nella Gazzetta Universale, e che forse aprirono allo stesso chimico tedesco la strada alle deduzioni esposte in quel periodico. Troppo lunga cosa sarebbe il riprodurre per intiero la Memoria del Brustlein; mi limiterò quindi a citare quanto maggiormente ci può interessare:
Nel 1848, Huxtable e Tompson scopersero nel terreno coltivabile una nuova proprietà, quella di fissare alcuni elementi dai concimi. Huxtable, filtrando concime liquido da stalla (purin) sopra terra coltivabile, ottenne un liquido incoloro privo d’ogni cattivo odore. Nella stessa epoca H. S. Tompson riconobbe nella terra la curiosa proprietà di trattenere, allo stato insolubile, l’alcali d’una soluzione ammoniacale, ed anche di soluzioni nelle quali la base non era più allo stato libero, ma impegnata in combinazioni, quali il cloridrato, il solfato e l’azotato d’ammoniaca. Th. Vay, venuto in cognizione di questi risultati, intraprese una lunga serie di ricerche all’intento di determinare la causa e le condizioni di quest’assorbimento; e trovò che la proprietà assorbente delle terre non è limitata alla sola ammoniaca, ma che si estende a tutte le basi alcaline e terrose indispensabili allo sviluppo d’un vegetale, quali la potassa, la soda, la magnesia e la calce, sia libero che in combinazioni saline.
In seguito Vay cercò d’esprimere con cifre il valore dell’assorbimento; e perciò fece digerire un peso conosciuto di terra in una soluzione nella quale era determinata la quantità del composto che volevasi esperimentare. La differenza della composizione del liquido, prima e dopo il contatto colla terra arabile, indicava quanto era stato assorbito. Per tal guisa trovò che 1 chilogrammo di terra o d’argilla poteva assorbire, da una soluzione contenente 3gr,173 d’ammoniaca per litro, libera o combinata ad un acido, quantità d’alcali identiche per la medesima terra, ma variabili secondo le varietà di terra o d’argilla, da 1gr,57 a 3,021. Queste cifre però non sono assolute, e sono modificate dal grado di concentrazione del liquido, e della proporzione colla quale sta il liquido relativamente alla terra.
L’assorbimento è rapido, ed è egualmente completo dopo una mezz’ora che dopo 15 ore. Se trattasi d’un sale, esso vien decomposto, la sola base è fissata mentre l’acido, siccome disciolto, viene colla decantazione, eliminato in totalità allo stato di sale calcare.
Way, ricercando la causa, si domanda se debbasi attribuire questo fenomeno alla calce, alle materie organiche od all’allumina libera, contenute nel terreno. Aggiunse carbonato di calce ad un’argilla che n’era esente, che conteneva una leggier dose d’elemento calcare in diversa combinazione, ma l’assorbimento d’ammoniaca non fu maggiore. L’incenerazione dell’argilla distrusse le materie organiche ma non impedì l’assorbimento, come egualmente avvenne sciogliendo e sottraendo l’allumina coll’acido cloridrico.
Pertanto, i sali di calce filtrati attraverso la terra non subiscono alcuna modificazione; l’acqua di calce, secondo le proporzioni adoperate, abbandona nelle stesse condizioni una quantità d’alcali che per 1 chilogrammo di terra, varia da 2gr,31 a 14gr,68. Il carbonato di calce disciolto in acqua carica d’acido carbonico, dalla stessa quantità di terra, viene assorbito per 0gr,72.
I sali di soda e di magnesia subiscono parimenti una trasformazione; ma l’azione è meno pronunciata.
Se le basi vengono trattenute dal terreno, gli acidi, come l’acido fosforico, che forma colla calce dei composti insolubili, devono pure essere trattenuti. Perciò, Way pose della terra a digerire in acqua di macerazione del lino, e filtrò attraverso uno strato di terra dell’acqua di cloaca. In ambi i casi la terra ritenne in totalità le sostanze più utili alla vegetazione, materie organiche od azotate, acido fosforico, potassa e magnesia, le altre passarono intieramente colle acque o quasi intieramente.
Perciò Way arrivò alle seguenti rimarchevoli conclusioni. Le piante non assorbono le materie concimanti d’una soluzione. La forma nella quale sono applicate le materie minerali ed i sali ammoniacali è indifferente, perchè il terreno possiede la proprietà di ricondurle ad uno stato speciale, ed in questo vengono presentati alle piante; circostanza preziosa per l’agricoltura che voglia adoperare un alcali siccome concime. Il sale che fornirà quest’alcali al prezzo inferiore, sarà il preferibile.
Way riconobbe eziandio che l’argilla ha proprietà antisettiche, poichè l’orina agitata o filtrata coll’argilla, non subì la fermentazione putrida, il che potrebbe far credere, fondandosi sull’efficacia della stabulazione delle pecore, che le piante hanno la facoltà d’assimilare delle sostanze azotate diverse dell’ammoniaca e dell’acido azotico. Asserisce finalmente che per tutto questo si può praticare anche una forte concimazione, senza timore che se ne disperda colle acque di drenaggio, poichè una buona terra può trattenere senza perdita, una quantità di principj fertilizzanti sessanta volte maggiore di quella che ordinariamente s’introduce coi concimi.
Wittenneberg e F. Stohmann ripeterono le sperienze di Way, con identici risultati, e tanto regolari che Bœdecker stabilì persino delle formole algebriche.
Liebig riprese i lavori di Way, applicandosi esclusivamente alle terre arabili, e riconobbe che tutte all’incirca avevano la medesima facoltà assorbente, quando pure contenessero differenti quantità di calce o d’allumina, e constatò, come si vidde, che la facoltà assorbente non era eguale per tutte le basi.
Per simili fatti, e vista la debole proporzione di principj minerali che si riscontra nelle acque di drenaggio, Liebig pure conclude che le materie concimanti vengono presentate alle piante sotto una forma speciale, e che in ragione dell’insolubilità dei nuovi composti formatisi, deve esistere nelle radici una forza speciale che loro permette di scegliere e d’assimilarsi quelle sostanze che più non potrebbero avere da una soluzione.
L’alimentazione delle piante, continua Brustlein, non sarebbe dunque così semplice quanto i fisiologi e gli agricoltori la pensano, e non si farebbe nello stesso modo in tutte le specie. Essere pertanto di somma importanza ripetere gli sperimenti, che egli intraprese ad istanza e col concorso del signor Boussingault. Questi sperimenti, salve piccole differenze, confermano quelle di Way; ma crede l’assorbimento un fenomeno puramente fisico, poichè anche la torba ed il terriccio, che si trova nel tronco guasto delle piante, agiscono assorbendo, sebbene siano d’una composizione meno complessa di quelle del terreno, e la scomposizione d’un sale ammoniacale è resa possibile dalla presenza del carbonato di calce o di magnesia in istato d’estrema divisione.
La terra carica di ammoniaca ne perde una certa quantità rimanendo esposta all’aria, e tanto più quanto più la terra è umida. L’ammoniaca nella terra secca gode di molta stabilità.
Brustlein termina la Memoria colle seguenti conclusioni: La proprietà del terreno coltivabile d’assorbire l’ammoniaca, dipende quasi esclusivamente dalla costituzione fisica delle sostanze minerali ed anche organiche colle quali è formato. È indispensabile nel terreno l’esistenza d’un carbonato, acciò siavi scomposizione d’un sale ammoniacale, ritenendo la base. È considerevole l’assorbimento dell’ammoniaca quando la terra si trovi in un’atmosfera che ne sia carica. In una terra carica d’ammoniaca ed inumidita vi fu una leggier produzione d’acido azotico. L’ammoniaca è molto stabile nel terreno secco, ma si sperde facilmente coll’umidità.
Malaguti e P. Thénard attribuirebbero all’allumina, all’ossido di ferro, ecc., proprietà identiche, di assorbire e trattenere, allo stato di chimica combinazione, alcune delle più importanti sostanze che dapprima, essi medesimi, credevano venissero cedute. Che se Thénard indica essere necessaria la fermentazione del concime, perchè venga assorbito l’azoto dell’ammoniaca, egli è che per tal mezzo i materiali utili si riducono a più semplici combinazioni, e quindi in istato di poter facilmente essere trattenuti od entrare in combinazione coi materiali terrestri. E se il Malaguti asserì che ad eccezione del caso di terra recentemente letamata, essa non cedeva sali alcalini col dilavamento, egli è che in quel caso i materiali concimanti non hanno tempo d’essere tutti ridotti allo stato suenunciato, nè tutti a contatto del terreno, epperò facilmente se ne potrà separare qualche porzione col dilavamento. Ma tutti sanno che le soluzioni concimanti, come i concimi solidi, quando sono appena aggiunte al terreno, cioè nello stato nel quale potrebbero cedere qualche cosa, non agiscono favorevolmente sulla vegetazione, e che anzi talvolta le arrecano danno. Laddove, cominciano appunto ad esercitare i benefici loro effetti allorchè, essendo passato un tempo più o meno lungo, a norma che pel loro stato primitivo di minor o maggior suddivisione, può ritenersi che i materiali concimanti siansi combinati a quelli del terreno.
Le sperienze di Brustlein confermano tutte quelle finora citate sulla facoltà che ha il terreno coltivabile di assorbire i materiali utili alle piante, esercitandole di preferenza coi materiali che più abbondano d’argilla nella loro composizione; e sebbene riconosca che le materie concimanti devono essere presentate in condizioni speciali alle radici delle piante, che devono cioè subire alcune modificazioni chimiche, pure gli sembra più facile che assorbano i materiali utili ridisciolti dopo quella speciale previa modificazione, che non quelli che si conservarono costantemente allo stato di soluzione e non assorbiti e trattenuti dal terreno. Chiude pertanto la succitata memoria con queste parole:
Tenendo conto della debole dose d’ammoniaca che esiste nel suolo arabile, della sua minima solubilità e diffusione; sapendo inoltre che le reazioni degli altri alcali, salvo la volatilità, sono identiche a quelle dell’ammoniaca; sembra assai probabile che le piante scelgano la massima parte dei loro alimenti in soluzioni allungatissime, nelle quali si trova l’elemento azotato che loro è necessario allo stato d’ammoniaca o d’acido azotico. Non è a dubitare che sia così; i vegetali acquatici ne forniscono la prova, e le belle sperienze di Boussingault stabilirono che una pianta acquista un completo sviluppo in una terra formata di sabbia quarzosa pura e calcinata, avendo per unico ingrasso nitrato di potassa, fosfati e ceneri alcaline. In queste condizioni, il vegetale è necessariamente obbligato a prendere il suo alimento in una soluzione.