O estrume é uma realidade na criação de animais de fazenda. O estrume pode ser um fertilizante útil, retornando nitrogênio valioso, fósforo, e potássio para o solo para o crescimento das plantas. Mas o estrume tem problemas. Odor ofensivo, Emissão de gases, escoamento de nutrientes, e possível poluição da água são apenas alguns exemplos.

O tempo também é um problema. O gado produz estrume 24 horas por dia, 7 dias por semana - mesmo quando não é prático ou aconselhável transportá-lo para o campo. A distribuição de estrume para o campo deve ser sincronizada com as necessidades de nutrientes, níveis de umidade do solo, e temperatura. Como os agricultores podem lidar com esse problema de tempo, assim como outros problemas de esterco?

Nas cidades, esgotos e instalações de tratamento de água lidam com dejetos humanos. Em fazendas, lagoas de armazenamento de esterco podem reter o esterco até a hora certa. Isso resolve o problema de tempo e entrega - mas e quanto às emissões de gases e odores?

Além do inconveniente do odor, o estrume pode liberar gases ligados à poluição do ar e às mudanças climáticas. Metano, óxido nitroso, amônia, e sulfeto de hidrogênio são exemplos. O cientista Brian Dougherty e seus colegas pesquisaram métodos para reduzir esses negativos e, ao mesmo tempo, adicionar alguns pontos positivos:coberturas de biocarvão.

Biochar é matéria vegetal, como palha, detritos lenhosos, ou talos de milho, que foi aquecido a altas temperaturas em um ambiente com pouco ou nenhum oxigênio. O resultado é um preto, material rico em carbono semelhante ao carvão.

Dougherty diz que o biochar é como uma esponja. “O Biochar fornece uma estrutura com muitos poros vazios”, diz ele. "A superfície externa pode parecer pequena, mas a superfície interna é absolutamente massiva. Alguns gramas de biochar podem ter uma superfície interna do tamanho de um campo de futebol. Há muito potencial lá para reter água e nutrientes."

Além de sua capacidade de armazenamento oculta, a superfície do biochar tende a ter uma carga química. Isso dá ao biochar a capacidade de atrair e reter nitrogênio, fósforo, e íons de potássio, metais, e outros compostos. Biochar também pode flutuar (alguns tipos mais do que outros). Esse atributo significa que ele pode prender gases na superfície da água.

Crescendo em uma fazenda de gado leiteiro, Dougherty conhece os desafios do armazenamento de estrume. "Assim que percebi as propriedades do biochar, Achei que tinha um bom potencial para cobrir uma lagoa, " ele diz.

A pesquisa de Dougherty estudou dois adubos lácteos líquidos com diferentes níveis de nutrientes. Também estudou dois tipos de biochars, feito em diferentes temperaturas. Biochar é um tanto inconstante, apresentando propriedades diferentes quando criado em temperaturas diferentes. Ele também incluiu baldes de estrume com cobertura de palha para comparação, e au natural sem cobertura como seu controle.

A pesquisa descobriu que os biochars extraíam a maioria dos nutrientes do estrume mais concentrado com um teor de nutrientes mais alto. "O biochar vai ocupar tudo o que puder, então, se houver mais nutrientes disponíveis, o potencial de absorção de nutrientes é maior, "Dougherty diz. Nitrogênio, fósforo, e o potássio são os nutrientes de maior valor econômico em uma fazenda, mas aplicá-los em excesso do que a cultura pode absorver pode levar à perda de nutrientes para a bacia hidrográfica.

Dougherty também mediu a amônia no topo de cada balde. Amônia e sulfatos são a principal fonte de odor de estrume. O biochar feito com cooler se saiu melhor aqui, reduzindo a amônia em 72-80%. Ele também flutuou melhor. Mas porque flutuava melhor e tendia a repelir água, era menos eficaz em atrair e ligar os nutrientes do que o biochar feito de forma mais quente.

Biochar é atualmente mais caro do que palha, mas Dougherty não se intimida. O biochar pode ter um bom retorno econômico:o excesso de resíduos agrícolas e florestais pode ser usado para criar o biochar no local. Este processo gera energia que poderia ser usada para aquecer a água e aquecer edifícios durante os meses mais frios. Também há potencial para geração de eletricidade, combustíveis, e outros subprodutos usando equipamentos mais sofisticados. Após seu uso na lagoa, o biochar pode ser espalhado nos campos conforme necessário. Qualquer excesso pode ser vendido como um produto fertilizante de alto valor.

E o biochar traz grandes benefícios ambientais. "Tudo o que você puder fazer para evitar que os gases escapem da lagoa é uma coisa boa, "Dougherty diz." Biochar aplicado a solos - particularmente solos de qualidade inferior - é muito útil. A produção de biochar também pode ajudar a reduzir os níveis de dióxido de carbono na atmosfera. Uma parte do dióxido de carbono que foi absorvido durante o crescimento da planta termina como uma forma muito estável de carbono no solo. O quadro geral tem vários benefícios. "

A pesquisa de Dougherty não evitou o óbvio. Será que o biochar ou a palha melhoram o ar do leite? Já que o nariz humano sabe, Dougherty recrutou um painel de juízes. O tempo interveio, Contudo, com temperaturas congelantes e chuva afetando a intensidade do odor ao longo do teste de 12 semanas. Apesar desses desafios, três biochars diferentes foram mostrados para reduzir o odor de esterco de leite líquido, enquanto uma cobertura de palha não foi eficaz.

"Determinar a melhor troca de propriedades do biochar será uma próxima etapa importante, "Dougherty diz." Mais pesquisas poderiam encontrar a temperatura certa de produção de biochar, tamanho da partícula, pH, e propriedades flutuantes. O potencial está lá. ”Esta parte da pesquisa ainda precisa ser farejada.