Aunque se sabe que estas sustancias son indispensables para la vida vegetal, no se conoce aún el papel que desempeñan en la asimilación, o en la metamorfosis de los principios elaborados. Sache supone que el ácido fosfórico debe ejercer su influencia en la formación de la albúmina, porque se encuentran siempre el uno cerca de la otra, y en muchos granos se observa una relación constante entre estas dos sustancias.
Pero lo que es absolutamente indispensable conocer, es el origen de los elementos químicos que entran en la composición vegetal. El oxigeno y el hidrógeno son los elementos del agua, y ésta los suministra a la planta; el oxígeno también lo da la atmósfera de la cual forma el 21 por ciento. El carbono procede también casi exclusivamente de la atmósfera de donde las hojas lo toman en estado de ácido carbónico, cuerpo que es descompuesto por las partes verdes del vegetal reteniendo éste el carbono y desprendiendo el oxígeno. El aire contiene de a 6 milésimas de ácido carbónico que bastan para todas las exigencias de la vegetación de todo el globo, a pesar de formar el carbono la mitad próximamente de la materia que las plantas dejan al desecarlas. Respecto al hidrógeno, discuten los sabios acerca de si los vegetales pueden o no absorberlo de la atmósfera donde existe en estado de libertad y formando el 79 por ciento del volumen de dicha masa gaseosa, o si no pueden utilizar más que el nitrógeno combinado; pero de lo que no hay duda ninguna, es de que la mayor parte de las plantas cultivadas no se desarrollan si no encuentran en el suelo, durante su primera edad, cierta cantidad de nitrógeno combinado que es absorbido por las raíces; y de aquí la precisión de tener en mucha cuenta la cantidad de nitrógeno necesaria en cada cultivo y los medios de adquirirlo. Las cantidades de nitrógeno que en estado de amoniaco y de ácido nítrico se encuentran en la atmósfera y en el suelo son, por lo general, escasísimas y dependen de circunstancias muy eventuales de las cuales no puede estar pendiente el labrador.
Los elementos minerales no existen en la atmósfera; tienen, pues, que ser suministrados por el suelo. Este, por lo tanto, para ser fértil debe, contener nitrógeno y los elementos minerales ya enumerados. Ahora bien, el análisis químico de las tierras demuestra que todos los terrenos contienen en abundancia y en combinaciones asimilables algunos de los elementos minerales cuales son: el azufre, el cloro, el hierro, el manganeso, el silicio y el sodio, de los cuales no tendría por lo tanto que preocuparse nunca el agricultor; en cambio el nitrógeno, el fósforo, el potasio, el calcio y el magnesio, aunque muy abundantes en la naturaleza, no están tan profusamente repartidos como los anteriores, de modo que hay suelos donde faltan por completo o en los que se encuentran en cantidades insuficientes o en formas no asimilables: de ellos, pues, tiene necesidad de preocuparse el agricultor, a fin de que no falten en los suelos donde cultive sus vegetales. Toda la ciencia de los abonos se reduce pues al modo de suministrar a la tierra esos cinco elementos, nitrógeno, fósforo, potasio, calcio y magnesio en forma apropiada y económica.
La demostración de que todos los elementos citados son absolutamente necesarios para la nutrición del vegetal es bien sencilla. Tómese una porción de arena cuarzosa; lávese con ácido clorhídrico, y calcínese fuertemente para destruir todo vestigio de materia orgánica que pueda contener; de esta suerte se tendrá una tierra completamente estéril. Regada esta tierra con agua destilada, y colocada en ella, en buenas circunstancias de humedad y de temperatura, una semilla, germinará perfectamente; pero la planta así producida cesa de desarrollarse en el momento en que los elementos alimenticios contenidos en el perispermo y cotiledones de la semilla hayan sido consumidos por el embrión; de modo que el vegetal que de esta modo se produce no pasa del período de la germinación. Así se ve que no teniendo el suelo ninguno de los elementos minerales que en el vegetal se encuentran, éste ni se desarrolla ni vive.
Pero el terreno absolutamente estéril, preparado artificialmente del modo dicho, se puede hacer fértil, añadiéndole una mezcla de nitrato de sosa, cloruro de sodio, fosfato de cal, sulfato de magnesia, sulfato de hierro y malato de manganeso. La planta entonces crece y vive bien, recorre todas las fases de la vegetación, florece y fructifica como en la tierra más productiva, El experimento puede hacerse con un grano de trigo sarraceno, y se realizará perfectamente tantas veces como se pretenda.
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