Il letame è una realtà nell'allevamento degli animali da fattoria. Il letame può essere un fertilizzante utile, restituendo azoto prezioso, fosforo, e potassio al terreno per la crescita delle piante. Ma il letame ha problemi. Odore offensivo, emissioni di gas, deflusso di nutrienti, e il possibile inquinamento dell'acqua sono solo alcuni.

Anche il tempismo è un problema. Il bestiame produce letame 24 ore su 24, 7 giorni su 7, anche quando non è pratico o non è saggio spostarlo sul campo. La consegna del letame al campo deve essere sincronizzata alle esigenze nutrizionali, livelli di umidità del suolo, e temperatura. In che modo gli agricoltori possono gestire questo problema di tempistica, così come altri problemi di letame?

Nelle città, fognature e impianti di trattamento delle acque si occupano dei rifiuti umani. Negli allevamenti, le lagune di stoccaggio del letame possono trattenere il letame fino a quando i tempi sono maturi. Questo risolve il problema dei tempi e della consegna, ma per quanto riguarda gli odori e le emissioni di gas?

Oltre all'inconveniente dell'odore, il letame può rilasciare gas legati all'inquinamento atmosferico e ai cambiamenti climatici. Metano, ossido nitroso, ammoniaca, e l'idrogeno solforato sono esempi. Lo scienziato Brian Dougherty e i suoi colleghi hanno ricercato metodi per ridurre questi aspetti negativi aggiungendo potenzialmente alcuni aspetti positivi:le coperture di biochar.

Il biochar è materia vegetale, come la paglia, detriti legnosi, o stocchi di mais, che è stato riscaldato ad alte temperature in un ambiente da basso a privo di ossigeno. Il risultato è un nero, materiale ricco di carbonio simile al carbone.

Dougherty dice che il biochar è come una spugna. "Biochar fornisce una struttura con molto spazio vuoto dei pori", dice. "La superficie esterna può sembrare piccola, ma la superficie interna è assolutamente enorme. Poche once di biochar possono avere una superficie interna delle dimensioni di un campo da calcio. C'è un grande potenziale per trattenere acqua e sostanze nutritive".

Oltre alla sua capacità di archiviazione nascosta, la superficie del biochar tende ad avere una carica chimica. Questo dà al biochar la capacità di attrarre e trattenere l'azoto, fosforo, e ioni potassio, metalli, e altri composti. Biochar può anche fluttuare (alcuni tipi più di altri). Questo attributo significa che può intrappolare i gas sulla superficie dell'acqua.

Cresciuto in un caseificio, Dougherty non è estraneo alle sfide dello stoccaggio del letame. "Una volta che ho capito le proprietà del biochar, Ho pensato che avesse un buon potenziale per una copertura lagunare, " lui dice.

La ricerca di Dougherty ha studiato due letame da latte liquido con diversi livelli di nutrienti. Ha anche studiato due tipi di biochar, realizzati a diverse temperature. Biochar è un po' volubile, mostrando proprietà diverse quando viene creato a temperature diverse. Ha incluso anche secchi di letame con una copertura di paglia per il confronto, e al naturale senza copertura come suo controllo.

La ricerca ha scoperto che i biochar hanno raccolto la maggior parte dei nutrienti dal letame più concentrato con un contenuto di nutrienti più elevato. "Il biochar prenderà tutto ciò che può, quindi se ci sono più nutrienti disponibili il potenziale di assorbimento dei nutrienti è maggiore, "Dougherty dice. Azoto, fosforo, e potassio sono i nutrienti con il maggior valore economico in un'azienda agricola, ma applicarli in eccesso rispetto a quanto può assorbire la coltura può portare alla perdita di nutrienti nello spartiacque.

Dougherty ha anche misurato l'ammoniaca nella parte superiore di ogni secchio. L'ammoniaca e i solfati sono la principale fonte di odore del letame. Il biochar più fresco ha fatto meglio qui, riducendo l'ammoniaca del 72-80%. Inoltre galleggiava meglio. Ma poiché galleggiava meglio e tendeva a respingere l'acqua, era meno efficace nell'attrarre e legarsi ai nutrienti rispetto al biochar più caldo.

Il biochar è attualmente più costoso da acquistare rispetto alla paglia, ma Dougherty è imperterrito. Il biochar potrebbe avere un buon ritorno economico:i residui agricoli e forestali in eccesso potrebbero essere utilizzati per creare il biochar in loco. Questo processo genera energia che potrebbe essere utilizzata per riscaldare l'acqua e riscaldare gli edifici durante i mesi più freddi. C'è anche la possibilità di generare elettricità, combustibili, e altri sottoprodotti che utilizzano apparecchiature più sofisticate. Dopo il suo utilizzo in laguna, il biochar potrebbe essere sparso sui campi secondo necessità. L'eventuale eccedenza potrebbe essere venduta come prodotto fertilizzante di alto valore.

E il biochar ha grandi benefici ambientali. "Tutto quello che puoi fare per evitare che i gas fuoriescano dalla laguna è una buona cosa, " Dougherty dice. "Il biochar applicato ai terreni, in particolare ai terreni di qualità inferiore, è molto utile. La produzione di biochar può anche aiutare a ridurre i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera. Una parte dell'anidride carbonica che è stata assorbita durante la crescita delle piante finisce come una forma molto stabile di carbonio nel terreno. Il quadro complessivo ha molteplici vantaggi".

La ricerca di Dougherty non ha evitato l'ovvio. Il biochar o la paglia migliorerebbero al meglio l'aria del caseificio? Poiché il naso umano sa, Dougherty ha reclutato una giuria. Il tempo è intervenuto, però, con temperature gelide e pioggia che influenzano l'intensità dell'odore durante la prova di 12 settimane. Nonostante queste sfide, è stato dimostrato che tre diversi biochar riducono l'odore del letame liquido, mentre una copertura di paglia non era efficace.

"Determinare il miglior compromesso tra le proprietà del biochar sarà un importante passo successivo, " Dougherty dice. "Più ricerca potrebbe trovare la giusta temperatura di produzione di biochar, dimensione delle particelle, pH, e proprietà di galleggiamento. Il potenziale c'è." Questa parte della ricerca deve ancora essere annusata.