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Una medaglia della Società di Edimburgo

Abbiamo ripercorso le tappe fondamentali del cammino delle scienze agrarie nell'Inghilterra tra la seconda metà del Seicento la prima metà del Settecento. Nella seconda metà del secolo, nel fermento di sviluppo scientifico ed economico di cui il Regno Unito è teatro, esse proseguono la propria crescita vigorosa, consolidando le fondamenta di un primato che la Gran Bretagna conserverà per oltre cento anni su tutti i paesi del Continente.

Protagonisti della luminosa stagione di conquiste scientifiche e di progresso tecnologico sono una schiera di studiosi, di nobili proprietari, di grandi affittuari. Gli strumenti attraverso i quali confronteranno i risultati delle proprie indagini e le proprie ipotesi teoriche, animando dispute non di rado accese fino all'acrimonia, saranno una pubblicistica ed una editoria la cui vitalità non conosce eguali in alcun paese del Continente, e le prime società agrarie, sodalizi di agricoltori e di cultori di agronomia che promuovono conferenze, dibattiti, concorsi. Nel fervore della loro attività possiamo verificare l'adempimento dei voti che Richard Weston ha formulato, nelle pagine conclusive del Legacie, auspicando l'impegno collettivo dei gentiluomini di campagna a scambiare le proprie esperienze diffondendo ogni pratica utile al progresso dell'agricoltura nazionale.

La prima a vedere la luce, dopo la Royal Society londinese, i cui obiettivi, seppure l'agricoltura si imponga tra i terreni di impegno prioritario, sono più ampi, è la Society of Improvers in the Knowledge of Agriculture in Scotland, il cui atto costitutivo porta la data del 1723, in ampio anticipo su tutti i sodalizi agrari del Regno. Non è, tuttavia, il celebre cenacolo agrario, ma una società nata anch'essa in Scozia per la promozione delle arti e delle manifatture, ad assicurare, scegliendola tra gli scritti concorrenti, il proprio suggello all'opera che inaugura la letteratura agraria della metà del secolo.

È il 1757 quando l'Edinburgh Society for the Improvement of Arts and Manifactures assegna a The Principles of agriculture and vegetation di Francis Home, di professione medico, la medaglia d'oro bandita, al fine di celebrare la propria costituzione, per il miglior saggio sulla coltivazione delle piante agrarie. Pubblicati il medesimo anno del riconoscimento, i Principles vengono tradotti in francese nel 1761, e dal francese in italiano, nel 1763, dal modenese Bernardino Danielli. La prima edizione vede la luce a Milano: secondo uno spartito consueto, l'anno successivo all'edizione milanese uno stampatore veneziano riproduce l'opera assicurandole, con l'appropriazione, la più felice diffusione.

Il testo si divide in cinque parti. La prima svolge l'esame delle specie di terreno agrario, un tema che abbiamo veduto esplorato da Weston e da Mortimer. Home distingue la Terra Nera, la Terra Argillosa, la Terra Sabbiosa, la Terra Creta, il Tufo, la Terra Bittuminosa... o... delle Paludi. La seconda esamina i «mezzi, che adopera la natura per somministrare alle Piante la Vegetale nutrizione» (trascrivo dalla versione di Danielli) ed i «mezzi che adopera l'Arte per somministrare alla terra delle nutriture vegetali» cioè i concimi, tra i quali l'autore elenca la Marga, i Corpi Calcarei, i «vegetali tanto nello stato naturale, che in uno stato di putrefazione, i Letamai, i «vegetali abbruciati, gli ingrassamenti cavati dalle sostanze animali».

Nella terza parte il medico di Edimburgo analizza gli Effetti di differenti sostanze rapporto alla Vegetazione, per tornare successivamente al tema Della nutritura de' Vegetabili. Nella quarta affronta il tema Della necessità di fendere, e polverizzare la terra», gli Effetti dell'Atmosfera, Dei cambiamenti delle specie, Dei lavori, Dei miglioramenti, conclude con un capitolo Della Vegetazione.

La quinta parte spiega come affrontare alcune delle avversità dalle quali l'attività agricola deve proteggere le proprie produzioni: Dell'erbe inutili, Dei Terreni umidi, Delle Piogge, Dei difetti delle Semenze, Delle Malattie delle Piante, termina proponendo un Piano per la perfezione dell'Agricoltura.

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È sufficiente un esame sommario del disegno espositivo a dimostrare la scarsa organicità del testo, una caratteristica peculiare, abbiamo rilevato, delle opere degli autori britannici, preoccupati di raccogliere la più ampia messe di osservazioni piuttosto che di disporle in un'organica architettura espositiva. È proprio, tuttavia, sul terreno delle osservazioni sperimentali che l'operetta di Home presta un contributo significativo al progresso delle scienze agrarie. L'idea chiave che guida le ricerche dello scienziato di Edimburgo è identificabile nel postulato di Tull secondo il quale nessun progresso della pratica agraria possa attendersi senza la comprensione dei meccanismi della nutrizione vegetale. Gettando alle proprie spalle, tuttavia, una parte cospicua del retaggio della fisica peripatetica che ha imposto un'ipoteca tanto onerosa alla teoria di Tull, Home si impegna nella ricerca delle fondamenta della nutrizione vegetale con gli strumenti specifici dell'analisi chimica.

Cento anni sono trascorsi dall'invito di Robert Boyle agli studiosi della materia ad eleggere la percezione dei sensi a unico strumento per la penetrazione dei segreti dei composti organici e inorganici: in cento anni l'analisi chimica ha compiuto passi ingenti, giungendo a distinguere una molteplicità di elementi di cui ha riconosciuto le forme semplici e quelle composte. Sulla base dell'ampio contesto di cognizioni Home può affrontare l'analisi del mezzo fondamentale della vita delle piante: la terra. L'intero sviluppo dei Principj è scandito, capitolo per capitolo, dalla descrizione di una serie di esperimenti, in tutto 32, sui cui risultati il naturalista di Edimburgo sviluppa le proprie deduzioni.

La prima analisi chimica del terreno

«Mescolai del forte aceto con una doppia quantità di acqua -scrive Home illustrando l'esperienza seconda, che realizza per esaminare le proprietà della buona terra nera-, d'indi la versai sovra questa terra grassa, il che produsse un'assai grande fermentazione, da dove s'innalzarono molte bolle d'aria... Questa esperienza prova, che questa terra contiene una quantità grande di parti, che attraono gli acidi, e ne fanno un sale neutro. Io ò appreso, mediante diverse esperienze, che tutte le terre proprie per la nutritura delle piante contengono più, o meno di queste parti antiacide.»

È la prima testimonianza dell'individuazione del calcare tra le componenti del terreno agrario, la prima affermazione, seppure non ancora fondata su una dimostrazione organica, del suo ruolo essenziale per la fertilità della terra. Non è meno significativa l'esperienza seguente, che Home conduce sottoponendo a distillazione un altro campione della stessa buona terra nera: «Io ne distillai a fuoco lento una mezza libra, nello spazio di due ore cavai un'oncia di un certo liquore giallo empireumatico e della natura degli alcali. Avendo aumentato più gagliardo il fuoco per lo spazio di nove e più ore, mi rese più di mezz'oncia di un liquore gialliccio empireumatico, dentro del quale nuotavano alcuni filamenti oleosi, e questo aveva un odore quasi somigliante allo Spirito di Corno di Cervo...»

Dall'alambicco il medico scozzese ricava, ancora, un elemento essenziale del terreno agrario, l'azoto organico, che distilla alla prima ebollizione in forma di ammoniaca, il liquore giallo... della natura degli alcali. La seconda frazione del distillato contiene, invece, quegli oli, grassi e resine presenti, in certa quantità, in un terreno ad alto contenuto organico, quale quello sottoposto da Home ad ebollizione. Lo Spirito di Corno di Cervo della terminologia settecentesca è il carbonato d'ammonio, sostanza alcalina che veniva ottenuta raccogliendo i fumi di combustione di corna o ossa.

Alle sostanze che i suoi esperimenti separano dal terreno Home non è in grado di attribuire un nome: per giungere alla loro identificazione la scienza chimica dovrà percorrere ancora un lungo cammino. L'individuazione dei metodi di separazione è sufficiente, tuttavia, perché nelle esperienze del naturalista di Edimburgo possiamo identificare la nascita di l una disciplina destinata a svolgere un ruolo fondamentale nel cammino delle scienze agrarie: la chimica del suolo.

La ricerca del potere fertilizzante delle sostanze chimiche

Non è, tuttavia, solo alla ricerca delle componenti chimiche del terreno che Francis Home dirige le proprie indagini, una parte delle quali, complementari alle prime, realizza per far luce sui meccanismi della nutrizione vegetale:

«Alli 2. di Maggio 1755. -leggiamo nella prima sezione della terza parte dei Principj- io presi sopra d'uno scosceso colle della terra vergine, che non era giammai stata letaminata nè lavorata, ne riempji più vasi, i quali collocai nel mio giardino, dopo d'aver mescolate con quella terra le materie, che ora vado ad indicare. Ciascun vaso conteneva da sei libbre in circa di terra. Seminai in cadauno cinque grani d'orzo tutto eguale, e per assicurarmi, che tutti li grani fossero buoni da seminare, io non presi se non se quelli, che gettati nell'acqua caddero al fondo. Il primo vaso non contenea che la pura terra vergine, e doveva servirmi di regola per giudicare degli altri. Il secondo fu sempre innaffiato con acqua salata. Il terzo, oltre la terra, conteneva un'oncia di salnitro, e due oncie d'olio d'ulivo. Il quarto, un'oncia di salnitro. Il quinto un'oncia di tartaro vitriolato. Il sesto un'oncia di fior di zolfo. Il settimo una mezz'oncia di spirito di corno di Cervo. L'ottavo due oncie d'olio di ulivo. Il nono una mezza dramma di spirito di Nitro disciolto nell'acqua. Il decimo una dramma di sal marino. L'undecimo non conteneva se non che terra pura, e cinque grani d'orzo tuffati per lo spazio di sedici ore nella feccia forte di salnitro, e di sterco di Gallina.»

Al procedere dell'esperimento Home annota periodicamente le differenze nella crescita delle plantule nate nei diversi vasi, fino a quando, a sviluppo delle spighe ormai avanzato, annota: «Alli 16. d'Agosto erano nel primo vaso diciassette spiche, nel secondo diciannove, tredici nel terzo, quindici nel quarto; nel quinto ventinove, nell'ottavo nove spiche grossissime, nel nono venti, ma grosse; nel decimo eranvi le tre piante alte circa un piede, e cinque spiche lunghe un solo pollice. Nell'undecimo eranvene diciotto, e tutte buonissime».

Oggi sappiamo che è l'estraneità di molte delle sostanze utilizzate nella prova ai processi di crescita vegetale, a rendere insignificanti i risultati ottenuti da Home in più di uno dei suoi vasi: ma la nostra conoscenza è la conseguenza della lunga serie di esperienze seguite alle prove in vaso del medico scozzese. Al quale si deve il riconoscimento di avere apprestato un metodo di indagine che costituirà strumento essenziale per gli scienziati che indagheranno i segreti della fisiologia vegetale. Il confronto tra la vegetazione ottenuta su un terreno sterile, che verrà definito testimone, e quella sviluppatasi su terreni arricchiti di sostanze diverse, costituirà la procedura cardinale degli studi sulla nutrizione vegetale che nel corso dell'Ottocento assicureranno all'agricoltura la padronanza del più potente tra gli strumenti di incremento delle produzioni: la concimazione chimica.

Non è solo sul piano metodologico, tuttavia, che possiamo rilevare l'importanza dell'esperienza vigesimasesta dei Principj della vegetazione: le ventinove spighe cresciute sul terreno arricchito di tartaro vitriolato, il solfato di potassio, costituiscono la dimostrazione della necessità del potassio per la crescita dei vegetali, una dimostrazione che Home ottiene, probabilmente, per una singolare deficienza potassica del terreno scelto per la prova.

È sorprendente, invece, il risultato negativo ottenuto nel quarto vaso, quello al cui terreno Home ha mescolato salnitro: è al salnitro, infatti, tra tutte le sostanze impiegate nella prova, che saremmo indotti ad attribuire il maggiore potere di stimolo della vegetazione delle plantule di orzo: i risultati negativi registrati dall'autore scozzese debbono essere attribuiti, probabilmente, al dilavamento dell'azoto provocato dagli innaffiamenti prima che le plantule fossero in grado di utilizzare il salnitro. Il potere fertilizzante dell'azoto resta comunque dimostrato dallo sviluppo di venti spighe nel nono vaso, arricchito di Spirito di Nitro.

Alla ricerca del fondamento della crescita vegetale

Dall'esame dei risultati della prova in vaso Home sviluppa la riflessione sui meccanismi della crescita vegetale la cui comprensione costituisce la meta della ricerca naturalistica del suo tempo. Il primo passo per condurre quell'indagine con i mezzi della sperimentazione deve consistere, paradossalmente, nella confutazione della tesi di chi che dell'importanza della nutrizione vegetale è stato il primo assertore, Jethro Tull:

«Altri credono -leggiamo ancora nella traduzione di Danielli, nel capitolo Della nutritura dei vegetabili-, che le parti terrose siano quelle, che nutriscono le piante. Il famoso Tullo era di questo sentimento, perché, diceva egli, la terra le fa crescere, e che tutto ciò che fa crescerle dev'essere il nutrimento loro. Secondo lui, il letame, e gli altri ingrassamenti, non operano, che per via di fermentazione, e non servono ad altro, che ad attenuare la terra, e a dividere la nutritura delle piante. La terra sola non può agire, ed ha bisogno d'un qualche principio più attivo. Se Tullo fosse stato Chimico, egli avrebbe saputo, che la terra non fà, che la minor parte di tutte le piante.»

Confutata la tesi di Tull, il naturalista di Edimburgo ritiene di doversi opporre anche a quegli autori, cui ha rivolto le proprie obiezioni lo stesso Tull, che hanno affermato essere l'aria l'elemento da cui le piante traggono la parte preponderante della materia con cui vengono accrescendosi: «Altri, vedendo la necessità dell'aria per le piante -scrive nella medesima sezione della terza parte-, ed osservando ch'esse ne attraggono una quantità, durante la notte, come hanno dimostrato l'esperienze del Dottore Hales, anno preteso, che la terra non somministri alle piante, se non che un sostegno, e che la sol'aria sia quella, che le nudrisca. A questi qui basta rispondere in poche parole, che le piante rendono più in certi terreni, che in alcuni altri, e fra essi a proporzione degli ingrassamenti, che vi si pongono, questa è una prova decisiva, che la terra somministra alle piante le principali lor nutriture...»

Alla deduzione si deve riconoscere una indubbia coerenza formale, il suo fondamento sperimentale è certamente più solido di quello della dimostrazione di Tull: siccome le piante mostrano di crescere con maggiore vigore in alcuni terreni piuttosto che in altri, deve essere dal suolo, le cui caratteristiche variano nei diversi luoghi, non dall'aria, dovunque uguale, che esse traggono il proprio alimento. L'argomento evidenzia la fondamentale difficoltà logica che dovranno superare i primi fisiologi vegetali per spiegare i meccanismi per cui le piante, pure traendo dall'atmosfera il carbonio che costituisce la parte preponderante della propria massa fisica, si sviluppano in modo diverso secondo la diversa dotazione del terreno di particolari elementi chimici. Nemmeno ai sali minerali, tuttavia, Home riconosce un ruolo essenziale nell'alimentazione vegetale, per i quali ripropone la tesi di Tull sulle funzioni secondarie dei sali nitrici: «Alcuni altri finalmente attribuiscono la vegetazione alle differenti specie de' sali. Ma da dove vengono questi sali, e quale n'è la natura?» Confutate le tesi che dividono in campi contrapposti i filosofi "naturali" del suo tempo, il medico di Edimburgo propone la propria spiegazione del fenomeno la cui comprensione rappresenta la grande sfida della scienza europea:

«Quelli, che anno ragionato sopra l'agricoltura -leggiamo ancora nella seconda sezione della terza parte dei Principj-, sonosi ingannati, perché hanno preteso, che traggano le piante il nutrimento loro dall'aria, o dall'acqua, ovvero dai sali esclusivamente. Io mi unisco in qualche parte con tutti loro, perché penso, che le piante siano nudrite da tutti questi corpi ad altri due congiunti, all'olio, cioè, ed al fuoco in uno stato fisso. Questi sei principj uniti insieme, costituiscono, secondo me, il vegetal nutrimento.»

È una tesi eclettica, che unisce un seme di verità a elementi inconfondibili del retaggio della fisica peripatetica e dell'alchimia, una tesi che non può non sorprendere chi abbia letto l'illustrazione di esperienze che parevano orientate a discernere tra ipotesi costruite su più sicure fondamenta chimiche, una tesi che conferma, comunque, l'onere dell'ipoteca per dissolvere la quale la biologia sarà impegnata, ancora per cinque decenni, in un faticoso lavoro di indagine sperimentale e di elaborazione teorica. L'agronomia mutuerà la grande scoperta, peraltro, dopo uno iato di altri quattro decenni. Proseguendo il nostro itinerario percorreremo le tappe del cammino, tortuoso e non privo di errori, attraverso il quale la scienza della coltivazione conquisterà la chiave per il controllo dello sviluppo degli esseri viventi di cui si propone l'impiego più conveniente.

Smentita la tesi di Tull sulla funzione della terra nella nutrizione vegetale, ne risulta privata di fondamento la spiegazione che l'agronomo di Wallingford ha proposto dell'utilità dei lavori del suolo. Confutato il fondamento della dottrina agronomica di Tull, Home coglie con acume la necessità di proporre una teoria nuova dei lavori del suolo, che formula spostando l'accento dal piano della fertilità chimica a quello della fertilità fisica, il piano sul quale la scienza del suolo collocherà definitivamente il ruolo della rottura periodica del terreno agrario:

«Il lavoro è il metodo artificiale di polverizzar la terra il più noto, ed il più praticato -scrive Home nella quarta sezione della quarta parte dei Principj-. Produce il lavoro un simil'effetto in due maniere. 1. Mediante un'immediata divisione meccanica, ed una triturazione della terra: 2. Esponendola più sovente, e con più d'estensione agl'influssi, ed alle vicissitudini dell'Atmosfera. Anzi io credo che in quest'ultima operazione consista il principal vantaggio del lavoro, perché un sì grosso strumento qual è l'aratro, sembra essere poco a proposito per preparare da se stesso la terra ad entrare nei vasi capillari delle piante.» Sono asserzioni alla cui sostanza nulla aggiungerà l'evoluzione delle conoscenze di pedologia e di meccanica agraria.

Il meccanismo dell'ascesa della linfa

Proposta la propria spiegazione dei meccanismi attraverso i quali le piante assumono i propri alimenti dal terreno, Home affronta l'esame del processo attraverso il quale esse trasportano quel nutrimento dalle radici alle parti aeree: un altro dei fenomeni la cui comprensione dominerà il confronto scientifico dei cento anni successivi. «La prima quistione, che quì si presenta -scrive nella sezione sesta della quarta parte- è, come mai questi suchi salgano all'alto delle piante, e degli alberi. Malpighi crede, che debbasi attribuire questo effetto in gran parte alle vessichette d'aria, ch'egli à scoperto nella struttura delle piante, e che a lui sembravano doversi contrarre, e dilatarsi secondo li diversi cambiamenti dell'atmosfera; ma sembrami una simile dilatazione non debba forzare li suchi ad ascendere piuttosto, che a discendere. Io crederei ch'essa piuttosto arresterebbe del tutto il loro movimento. La ragione, che ordinariamente si dà, vale a dire, l'azione dei vasi capillari, sembrami sufficientissima.»

È la capillarità, quindi, per Francis Home, a determinare la risalita della linfa attraverso i vasi delle piante: una spiegazione che, pure incompleta, identifica uno degli elementi di un processo alla cui meccanica concorrono forze chimiche, fisiche, biologiche. Non si può non sottolineare, nel brano riportato, la citazione di Malpighi, che offre la conferma della considerazione che per il naturalista italiano ha espresso anche Tull. In Inghilterra il medico bolognese ha pubblicato alcune delle opere più significative: riconoscendone il valore i due agronomi attestano il contributo prestato dal naturalista italiano alla crescita della maggiore scuola naturalistica dell'Europa dell'Illuminismo. Nella sua sinteticità, possiamo considerare l'opera di Home una tappa rilevante del cammino delle scienze agrarie. Affrontando con i metodi dell'indagine chimica il problema che Tull ha preteso di risolvere fondandosi su argomenti di carattere speculativo, I principj dell'agricoltura e della vegetazione segnano il primo confronto con una sfera nuova della ricerca naturalistica, la sfera della composizione chimica del suolo e delle sostanze che le piante ne traggono nel corso dei processi nutritivi, una sfera che attrarrà l'interesse crescente dei ricercatori dei decenni successivi, fino a quando da essa prenderanno forma due discipline scientifiche specifiche: la fisiologia vegetale e la chimica del suolo.

Non è meno significativa la testimonianza che il medico di Edimburgo ci offre, sul piano della metodologia chimica, del momento in cui la ricerca scientifica ha acquisito la padronanza di un novero singolarmente ampio di reattivi, strumenti, procedimenti, senza essere ancora giunta all'identificazione delle sostanze che quei procedimenti sviluppano o isolano, né alla comprensione dei meccanismi secondo i quali le stesse sostanze reagiscono reciprocamente: le due mete dell'indagine chimica dei decenni successivi.

Gli interrogativi irrisolti, gli errori, le contraddizioni sono ancora numerosi: allo stadio in cui è giunta la nuova scienza chimica appare una disciplina sicura del proprio terreno di indagine, dei propri metodi, degli interrogativi che si propone di risolvere. In quella sicurezza può identificarsi la premessa degli straordinari progressi che essa realizzerà nei lustri successivi, durante i quali l'evoluzione delle conoscenze sulla materia assicurerà alla società europea strumenti fondamentali per il progresso tecnologico, economico, civile che essa conoscerà nel corso del Diciannovesimo secolo.