Nel corso della storia, le persone che allevano bestiame e pollame hanno usato il letame come fertilizzante, ammendante del suolo, fonte di energia e persino materiale da costruzione. Il letame contiene molti componenti utili e riciclabili, tra cui nutrienti, materia organica, solidi, energia e fibre. Con la tecnologia di oggi, il letame può essere usato in modo più efficiente e in più modi che mai, il che dovrebbe mitigare molti degli impatti ambientali che risultano quando il letame viene trattato come un rifiuto.

Nutrienti

Agricoltori, giardinieri, paesaggisti e altri usano comunemente il letame come fertilizzante per fornire i nutrienti necessari alla produzione delle colture. I nutrienti del letame hanno un valore reale come fertilizzante. Il valore di fertilizzante del letame aumenterà con l’aumento del prezzo dei fertilizzanti commerciali.

Come il fertilizzante commerciale, il letame deve essere gestito correttamente per evitare impatti ambientali. Il letame ha valore di fertilizzante nella sua forma grezza; tuttavia, la lavorazione del letame attraverso la digestione, il compostaggio o altri mezzi può produrre materiali che sono più trasportabili e i cui nutrienti sono più disponibili per le piante, più equilibrati alle esigenze delle colture, o meno inclini a perdite ambientali.

Il letame fresco come fertilizzante per allevare colture che saranno alimentate di nuovo al bestiame, direttamente o come un sottoprodotto di ulteriore lavorazione, è un modo eccellente per riciclare i nutrienti. Idealmente, il letame fresco verrebbe usato nella fattoria in cui viene generato o in una fattoria vicina, perché il letame fresco è costoso da trasportare anche per brevi distanze.

Il letame del bestiame viene comunemente applicato al terreno come semi-solido o liquido. Gli agricoltori possono incorporare il letame nel terreno o iniettarlo sotto la superficie del suolo per ridurre il rischio di perdite per dilavamento e problemi di odore. A volte il letame solido viene separato dal liquido. Dopo la separazione del letame liquido/solido, il letame liquido rimanente contiene ancora circa la metà dei nutrienti originali. I solidi possono essere usati per le lettiere o per altri usi e i liquidi possono essere applicati al terreno sia per irrigare che per fertilizzare le colture.

Gli agricoltori sono gli utenti più comuni del letame fresco come fertilizzante, ma anche i giardinieri e i paesaggisti a volte fertilizzano con letame fresco.

Compost

Il compostaggio del letame del bestiame riduce gli odori, uccide gli agenti che causano malattie (patogeni), riduce la massa, e stabilizza il letame per una gestione più facile. Un’operazione di compostaggio del letame adeguatamente costruita e gestita può anche elaborare le mortalità (animali morti) delle operazioni di allevamento. In alcune parti del paese, le operazioni di compostaggio devono essere gestite in modo intensivo per garantire un compost privo di agenti patogeni che soddisfi i requisiti dei regolamenti sanitari e la percezione pubblica.

Il compost può essere applicato in modo più uniforme e con un migliore controllo rispetto al letame. L’azoto nel compost non è così prontamente disponibile per le piante come l’azoto nel letame fresco, ma la disponibilità di fosforo, potassio e altri nutrienti dal compost è simile o superiore alla disponibilità di quei nutrienti dal letame fresco.

Agricoltori e allevatori possono usare il letame compostato nelle loro operazioni come fertilizzante o lettiera. La vendita di compost può rimuovere i nutrienti in eccesso da fattorie e allevamenti che non possono utilizzare tutti i nutrienti del loro letame per le proprie esigenze.

Il compost è meno costoso da trasportare rispetto al letame fresco a causa del suo minore contenuto di umidità, e più redditizio da trasportare a causa del suo più alto valore di mercato. Questo significa che il compost ha più potenziale per l’uso in aree più lontane dalla fattoria. Il compost di letame può essere usato per molti scopi in aree non agricole, compreso il ripristino del sito, il controllo dell’erosione, il risanamento del suolo e il ripristino delle zone umide.

• North Dakota State University Extension’s Composting Animal Manures (PDF)(8 pp, 358 K, About PDF) Exit
• Kansas Department of Health and Environment’s Composting at Livestock Facilities (PDF)(5 pp, 387 K, About PDF) Exit

Other Manure Products

La pellettizzazione compatta il letame fresco ad alta temperatura e pressione per convertirlo in un prodotto finito secco. I pellet sono utili come ammendante del suolo o fertilizzante. Poiché i pellet occupano un volume minore, possono essere immagazzinati e trasportati più facilmente del letame. In alcuni casi, la lavorazione può risultare in un prodotto con un contenuto nutritivo coerente e prevedibile, rendendolo più conveniente per la produzione di colture e altri usi. Il processo di pellettizzazione è usato principalmente per la lettiera del pollame, ma potrebbe essere applicato ai solidi separati da altri letami.

Le tecnologie di estrazione dei nutrienti, o tecnologie di recupero dei nutrienti del letame, possono rimuovere i nutrienti dal letame per prodotti fertilizzanti. L’estrazione dei nutrienti rimuove i nutrienti elementari dal letame grezzo, dai liquidi separati o dai residui della digestione anaerobica per precipitazione chimica o coagulazione. Esempi di prodotti fertilizzanti che possono essere generati con sistemi di estrazione dei nutrienti sono solfato di ammonio, fosfato di calcio e cristalli di solfato di ammonio e magnesio (struvite).

Conversione della biomassa

La bioconversione implica la crescita di organismi sul letame o sulle sostanze nutritive del letame e poi la loro raccolta per usarli come componenti di mangimi, fertilizzanti o emendamenti del suolo.

Le alghe cresciute sulle sostanze nutritive delle acque reflue del latte possono essere raccolte per produrre un prodotto usato nei fertilizzanti per piante e negli integratori alimentari per animali altamente proteici. Le larve della mosca soldato nera mangiano il letame, uccidendo gli agenti che causano malattie (patogeni) e trasferendo i nutrienti del letame nei loro corpi. Le larve ricche di nutrienti sono un prodotto a valore aggiunto che può essere esportato fuori dalla fattoria. I mangimi altamente proteici fatti con prodotti come questi possono valere fino a 500 dollari per tonnellata. Il letame rimasto dopo la raccolta delle larve è utile come ammendante del suolo o fertilizzante simile al compost.

Il vermicomposting usa i vermi per digerire il letame, creando prodotti senza agenti patogeni e ricchi di nutrienti che possono essere venduti ed esportati fuori dall’azienda. I vermi producono getti ricchi di nutrienti. I getti, insieme al letame usato per far crescere i vermi, sono utili come fertilizzante o ammendante del suolo. Si dice che questo vermicompost contenga più sostanze nutritive per le piante rispetto al compost convenzionale. Oltre alle entrate derivanti dalla vendita del vermicompost, i vermi possono essere venduti come esche per la pesca o trasformati in mangime supplementare per operazioni di pollame o pesce.

Materia organica

Agricoltori, giardinieri e altri usano il letame del bestiame come ammendante per migliorare la qualità del suolo. Oltre a fornire nutrienti per la crescita delle piante, l’applicazione di letame fresco o compostato ai terreni coltivati migliora la materia organica del suolo e la tessitura (le condizioni fisiche che rendono un terreno adatto alla crescita delle colture). L’applicazione del letame al terreno coltivato aumenta la quantità di materia organica nel suolo che migliora la struttura del suolo e può aumentare la capacità del suolo di trattenere l’acqua.

L’aumento della materia organica del suolo aiuta anche a mantenere il carbonio nel suolo (“sequestro del carbonio”) e fuori dall’atmosfera dove può formare il gas serra biossido di carbonio. Il letame fornisce questi benefici quando viene applicato in forma grezza o quando i solidi vengono applicati dopo la separazione solido-liquido, la pellettizzazione, la digestione o il compostaggio.

Il biochar è un carbone prodotto dalla combustione della biomassa (compreso il letame) in un ambiente a basso tenore di ossigeno.Il biochar può migliorare i terreni e immagazzinare carbonio. Quando viene usato come ammendante del suolo, il biochar fornisce nutrienti in una forma stabile che è disponibile per le piante, riducendo il rischio di perdite per dilavamento o lisciviazione nelle acque sotterranee. Il biochar migliora anche la tessitura del suolo, la porosità, la capacità di trattenere l’acqua, la capacità di scambio cationico (CEC), la biologia del suolo e l’efficienza dei fertilizzanti. Il biochar è una forma stabile di carbonio organico del suolo, che sequestra il carbonio potenzialmente per migliaia di anni.

• U.S.-Focused Biochar Report: Assessment of Biochar’s Benefits for the United States of America (PDF)(84 pp, 1.5 MB, About PDF) Exit – Rapporto del Center for Energy and Environmental Security e della United States Biochar Initiative.

Solidi

Alcune fattorie da latte usano segatura, trucioli di legno, paglia, sabbia, o altri materiali acquistati come lettiere per animali. La lettiera può essere costosa, dell’ordine di 40-50 dollari per mucca all’anno. Negli ultimi decenni, i materiali da lettiera tradizionali come la segatura o la sabbia sono diventati più costosi. Il materiale solido può essere recuperato dal letame (attraverso la separazione solido-liquido, il compostaggio, o la digestione anaerobica) e usato come lettiera, sostituendo i materiali acquistati fuori dall’azienda.

• Use of Dried Manure Solids as Bedding for Dairy Cows (PDF) (9 pp, 487 K, About PDF) Uscita – Rapporto del Cornell Waste Management Institute.

Energia

• Uso del letame per il fertilizzante e per l’energia: Report to Congress – Il rapporto dell’USDA afferma che l’utilizzo del letame per la produzione di energia non pregiudicherebbe l’uso del letame come fertilizzante, perché i processi utilizzati per produrre energia lasciano i nutrienti del letame come residui da utilizzare altrove.

Biogas

Il biogas recuperato dai digestori anaerobici è utile per generare calore o elettricità da utilizzare in azienda o vendere alla rete elettrica locale. La produzione di biogas di solito usa letame di latte o suini a causa del loro potenziale relativamente alto di produzione di metano. Tuttavia, alcuni digestori negli Stati Uniti usano letame di manzo o lettiere di pollame come materie prime.

Il gas dalla digestione anaerobica è circa 60-80% di metano e ha un valore di riscaldamento di 600 – 800 BTU/ft3. (Come confronto, il gas naturale contiene generalmente più dell’85% di metano e ha un valore di riscaldamento di circa 950 – 1050 BTU/ft3). La maggior parte delle attrezzature che usano gas naturale, butano o propano come combustibile possono essere modificate per usare il biogas. Questo include caldaie, riscaldatori e generatori elettrici.

Perché i digestori catturano il metano e altre sostanze inquinanti dell’aria, riducono le emissioni nocive del letame e forniscono un controllo superiore degli odori. L’uso del biogas dai digestori compensa anche il consumo di carburante e le emissioni da combustibili fossili non rinnovabili.

• Il programma AgSTAR dell’EPA ha maggiori informazioni sulla digestione anaerobica del letame per l’energia.

Bio-olio

I combustibili liquidi bio-olio possono essere prodotti dal letame attraverso processi termochimici come la pirolisi e la gassificazione. La bioconversione, come la coltivazione di alghe con i nutrienti del letame, è un altro processo che può produrre bio-olio.

I bio-oli sono fisicamente diversi dagli oli combustibili derivati dal petrolio. Per esempio, i bio-oli hanno un contenuto energetico inferiore per gallone e una maggiore acidità rispetto all’olio combustibile a base di petrolio. Tuttavia, i test indicano che il bio-olio potrebbe essere usato per applicazioni come il riscaldamento o la generazione di elettricità.

L’esperienza commerciale con il biodiesel è stata molto promettente. Il biodiesel funziona bene come il diesel di petrolio, riducendo le emissioni atmosferiche di particolato, monossido di carbonio, idrocarburi e ossidi di zolfo.

• Tecnologia Pyrolyss: Soluzione ecologica per la gestione dei nutrienti nella baia di Chesapeake (PDF) (35 pp, 2.9 MB, circa PDF) Uscita – Virginia Tech riporta risultati promettenti dalla sua unità mobile sperimentale di pirolisi per il trattamento della lettiera di pollame.

• I progetti della California Alternative and Renewable Fuel and Vehicle Technology Program Exit che la produzione di biodiesel su scala commerciale da letame da latte essiccato all’aria potrebbe portare fino a 6.8 milioni di galloni di diesel rinnovabile all’anno, da 30 a 50 posti di lavoro a tempo pieno, e riduzioni annuali di gas serra di 851.050 tonnellate equivalenti di anidride carbonica di metano e 720.666 tonnellate di CO2e di ossidi di azoto.

Syngas

La gassificazione può trasformare il letame (attualmente principalmente lettiere di pollame) in un gas combustibile sintetico composto da una miscela di vapore acqueo, catrame, idrogeno, monossido di carbonio, anidride carbonica, azoto e idrocarburi gassosi. Una parte del gas si condensa per formare un bio-olio combustibile. Il gas rimanente può alimentare una varietà di sistemi energetici tra cui motori alternativi, turbine a gas e celle a combustibile.

Fibra

È possibile produrre prodotti speciali a valore aggiunto dal letame per la commercializzazione ai consumatori in base al contenuto di fibre del letame. Per la maggior parte, gli esempi riportati di seguito sono sperimentali o fatti su scala di boutique. La maggior parte implica l’estrazione e l’utilizzo della fibra solida dal letame.

• Sostituto del muschio di torba. La fibra recuperata dalla digestione anaerobica del letame da latte è utile come mezzo di crescita delle piante. Prove di crescita delle piante hanno dimostrato che, se adeguatamente elaborata, la fibra funziona come il muschio di torba per la crescita di piante in contenitore.
• Prodotti di fibra innovativi. Gli agricoltori e altri innovatori stanno trovando modi creativi per fare prodotti a valore aggiunto dalla fibra recuperata dal letame.
  • Vasi da vivaio, vasi per l’avvio dei semi a base di letame, fatti con letame di mucca compostato biodegradabile.
  • Sculture fatte con letame compostato e commercializzate come arte da giardino fertilizzante.
  • Carta fatta con letame lavorato da una varietà di animali, inclusi elefanti e mucche. Il letame essiccato viene sciacquato in acqua, lasciando la fibra non digerita, che viene bollita e mescolata con altre fibre naturali per fabbricare una varietà di prodotti di carta.
• Materiali da costruzione. La fibra di letame recuperata è stata inclusa nei pannelli di fibra per la costruzione di edifici.

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