Emissioni di gas serra e di ammoniaca dai sistemi di coltivazione della lenticchia d'acqua usando letame liquido diluito

Trasformare i rifiuti agricoli in proteine utili

L'agricoltura moderna produce grandi quantità di letame animale, che può rilasciare gas che riscaldano il clima e inquinamento azotato nell'aria e nelle acque. Questo studio esplora un'idea interessante: usare piccole piante galleggianti chiamate lenticchie d'acqua per trasformare il letame bovino diluito in proteine di alta qualità, verificando al contempo se questo nuovo sistema riduca le emissioni o ne cambi semplicemente la forma. Il lavoro è rilevante per chi si interessa di alimenti a basso impatto climatico, aria più pulita nelle zone agricole e nuovi modi per riciclare nutrienti invece di sprecarli.

Piccole piante galleggianti con grandi potenzialità

La lenticchia d'acqua è un gruppo di piante molto piccole e a crescita rapida che formano tappeti verde brillante su acque stagnanti. Sono ricche di proteine e sono già state testate come mangime per suini, pollame, pesci e persino come alimento per l'uomo. Poiché la lenticchia prospera in acqua ricca di nutrienti, alcuni ricercatori la vedono come un modo per «upcyclare» l'azoto del letame animale in proteine preziose, invece di lasciar perdere quell'azoto come inquinamento. Fino ad ora, tuttavia, si sapeva quasi nulla sui gas serra e sull'ammoniaca rilasciati quando la lenticchia viene coltivata direttamente su letame liquido diluito in condizioni reali all'aperto.

Come sono stati testati i bacini di lenticchia all'aperto

I ricercatori hanno allestito dieci grandi vasche all'aperto riempite con liquame bovino diluito, simulando stagni poco profondi per letame in azienda. Metà delle vasche erano coperte da uno strato della specie di lenticchia Lemna minor, mentre nelle altre c'era solo il liquame. Hanno condotto due esperimenti della durata di una settimana: uno con misurazioni dei gas al buio per simulare la notte e uno con misurazioni alla luce per simulare il giorno. Più volte al giorno hanno sigillato i coperchi sulle vasche, miscelato l'aria sopra il liquame con piccole ventole e prelevato campioni per misurare metano, anidride carbonica, protossido di azoto e ammoniaca. Allo stesso tempo hanno monitorato la velocità di crescita della lenticchia e la quantità di proteina prodotta.

Cosa è successo ai gas

Le misurazioni dei gas hanno mostrato un quadro misto. Il metano, un potente gas serra proveniente dal letame, è stato elevato nelle prime ore dopo l'avvio dei sistemi ma poi è sceso bruscamente in tutte le vasche, quasi a zero dopo pochi giorni, sia che fosse presente la lenticchia sia no. L'anidride carbonica si è comportata come ci si aspetta per una pianta fotosintetica: alla luce le vasche con lenticchia hanno assorbito anidride carbonica dall'aria, mentre al buio l'hanno rilasciata per respirazione; nel complesso però hanno agito come un pozzo di carbonio. L'ammoniaca, che contribuisce all'inquinamento atmosferico e può danneggiare gli ecosistemi a valle delle aziende agricole, è stata ridotta di oltre l'80 percento quando la lenticchia ha ricoperto il liquame, comportandosi come un coperchio vivente che sia assorbe azoto sia ostacola fisicamente l'evaporazione.

Il costo nascosto: un altro gas potente

La buona notizia sull'ammoniaca è arrivata però con un importante svantaggio. Le vasche con lenticchia hanno emesso molto più protossido di azoto rispetto al solo liquame, sia alla luce che al buio. Il protossido di azoto è un gas serra che, molecola per molecola, riscalda l'atmosfera molto più dell'anidride carbonica. I ricercatori hanno osservato un aumento di certe forme di azoto nell'acqua che indicano un'attività microbica più intensa sotto il tappeto di lenticchia, probabilmente accelerando la catena di reazioni che trasforma l'ammonio in protossido di azoto. In altre parole, il sistema sembrava scambiare una via di perdita dell'azoto (ammoniaca verso l'aria) con un'altra (protossido di azoto), anziché risolvere semplicemente il problema.

Quanto è «verde» la proteina della lenticchia d'acqua?

Combinando le emissioni di gas con la resa proteica, il gruppo ha stimato l'impronta climatica della proteina di lenticchia coltivata su liquame. A seconda del clima e del tasso di crescita, hanno trovato valori compresi tra circa 3,5 e 6,5 chilogrammi di anidride carbonica equivalente per chilogrammo di proteina. Questa gamma si sovrappone a quella di colture da campo ben gestite come fave e orzo, anche se nelle prove la lenticchia non ha ancora raggiunto il suo potenziale di crescita. Una crescita più rapida ha ridotto l'impatto climatico per unità di proteina, mostrando che migliorare la produttività è una leva chiave per prestazioni più pulite.

Dove lascia le aziende agricole del futuro

Per un osservatore non specialista, il messaggio principale è che i bacini di lenticchia su letame diluito potrebbero diventare un modo promettente per trasformare i rifiuti agricoli in proteine coltivate localmente, catturando carbonio e riducendo nettamente le emissioni di ammoniaca. Allo stesso tempo, il sistema al momento aumenta il protossido di azoto, una seria preoccupazione climatica. Gli autori sostengono che comprendere i microbi e i livelli di ossigeno nello strato sottile di acqua sotto il tappeto di lenticchia sarà cruciale per progettare modi per contenere questo gas — tramite un migliore design dei bacini, gestione o trattamenti complementari. Se questi ostacoli potranno essere superati, le piccole piante di lenticchia potrebbero aiutare le aziende zootecniche a chiudere i loro cicli di nutrienti e fornire proteine con un costo climatico paragonabile o migliore di molte colture convenzionali.

Citazione: Stadtlander, T., Gomez, D.M., Müller, R. et al. Greenhouse gas and ammonia emissions from duckweed cultivation systems using diluted liquid manure. Sci Rep 16, 9887 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39270-4

Parole chiave: lenticchia d'acqua, letame, gas serra, emissioni di ammoniaca, proteina sostenibile