Valutazione integrata dei cambiamenti fisico-chimici e strutturali durante il compostaggio e il vermicompostaggio di letame bovino e ovino con trattamenti additivi

Trasformare i rifiuti della stalla in una risorsa per il suolo

In tutto il mondo, le aziende agricole producono montagne di letame bovino e ovino. Se viene lasciato in cumuli o sparso in modo disordinato, questo scarto può disperdere nutrienti, causare cattivi odori e rilasciare gas serra. Questo studio esplora come trasformare quel problema in una soluzione perfezionando il compostaggio e il vermicompostaggio — sfruttando microbi e lombrichi — per ottenere un ammendante del suolo più pulito e stabile. I ricercatori testano additivi minerali e carboniosi semplici che potrebbero aiutare gli agricoltori a gestire il letame in modo più sicuro producendo al contempo colture più sane.

Dal letame grezzo ai cumuli gestiti

Il team ha raccolto letame bovino e ovino e lo ha lavorato per 120 giorni in due modalità: il classico compostaggio, guidato principalmente da microrganismi termofili, e il vermicompostaggio, che aggiunge il lavoro dei lombrichi. Hanno miscelato tre tipi di additivi a diverse dosi: un materiale poroso simile a carbone chiamato biochar, un’argilla refrattaria finemente polverizzata e un minerale reattivo, il biossido di manganese. Monitorando temperatura, perdita di peso e proprietà chimiche di base nel tempo, hanno potuto osservare come ogni ricetta modificasse la velocità e la qualità della degradazione del letame per entrambi i tipi animali.

Calore, perdita di massa e cosa significano davvero

Tutti i cumuli hanno seguito il consueto arco del compostaggio: riscaldamento, fase calda e poi raffreddamento lento. I cumuli trattati con la dose più alta di argilla refrattaria hanno raggiunto le temperature più elevate, oltre 65 °C per il letame bovino e più di 70 °C per quello ovino, mostrando un’attività microbica particolarmente intensa e un buon ricambio d’aria. Anche il biochar ha innalzato e prolungato la fase calda, in modo più marcato alla dose più alta, mentre il biossido di manganese ha avuto un effetto più contenuto. Quando sono stati aggiunti i lombrichi, i cumuli hanno perso più massa complessivamente — fino a circa il 70% in alcune miscele di letame ovino con biochar o con bassa dose di argilla — perché i vermi sminuzzano fisicamente il materiale e potenziano l’attività microbica. Tuttavia, le miscele ricche di argilla hanno perso meno massa ma hanno formato un compost più stabile e ben "cotto", ricordandoci che una scomparsa più rapida non è sempre preferibile se l’obiettivo è un ammendante del suolo durevole.

Costruire una "spugna di nutrienti" migliore

Per giudicare la qualità del compost, i ricercatori si sono concentrati sulla sua capacità di trattenere elementi nutritivi come calcio, magnesio e potassio. Questa caratteristica, chiamata capacità di scambio cationico, indica quanto il materiale finito funzioni da "spugna di nutrienti" nel suolo. Il vermicompost di letame ovino ad alto contenuto di argilla ha mostrato il miglioramento più marcato, con capacità misurate molto elevate e valori modellati che indicano stabilità a lungo termine. Anche il biochar ha aumentato questa proprietà in modo dipendente dalla dose, grazie alla sua ampia superficie interna. Al contrario, il biossido di manganese ha apportato solo guadagni modesti perché agisce più come innesco chimico per reazioni che come vero e proprio immagazzinatore di nutrienti. Complessivamente, i sistemi con lombrichi hanno costantemente superato i sistemi solo a compost, poiché la loro attività favorisce l’accumulo di gruppi acidi e fenolici nella materia organica che catturano e rilasciano nutrienti alle piante.

Decomporre le fibre vegetali più resistenti

Il gruppo ha anche analizzato le componenti vegetali dure presenti nel letame: emicellulosa, cellulosa e lignina. Questi sono lo scheletro della paglia e di altri residui vegetali e spesso sono lenti a degradarsi. Usando modelli matematici, hanno mostrato che l’emicellulosa si decompone più rapidamente, soprattutto nei trattamenti con argilla e biochar, che mantengono i cumuli aerati e ospitali per i microbi. La cellulosa si rompe a un ritmo moderato. La lignina, la frazione più resistente, si è ridotta soprattutto in presenza di biossido di manganese, indicando un aiuto chimico che facilita i microbi nello scardinare questo legante rigido. Nei sistemi bovini e ovini con lombrichi, le combinazioni di biossido di manganese e dose moderata di argilla hanno determinato una decomposizione particolarmente efficace di queste fibre ostinate, mentre un’eccessiva quantità di argilla o carbonio a volte rallentava il processo ostruendo il ricambio d’aria o alterando le comunità microbiche.

Lezioni pratiche per agricoltori e giardinieri

Nel complesso, i risultati mostrano che ogni additivo svolge un ruolo diverso ma complementare. Il biochar rende il cumulo più ventilato e favorevole ai microbi, accelerando la pulizia iniziale del materiale più fresco. L’argilla refrattaria aiuta a creare un prodotto stabile, ricco di humus, che trattiene i nutrienti e li rilascia gradualmente alle colture. Il biossido di manganese fornisce un aiuto supplementare per smantellare i frammenti vegetali più ostinati. Quando combinati con criterio e associati ai lombrichi, questi materiali semplici contribuiscono a trasformare il letame bovino e ovino grezzo in compost e vermicompost più sicuri ed efficaci. Per il lettore non esperto, il messaggio chiave è che con la giusta miscela di ingredienti e aiutanti biologici anche i rifiuti di stalla più disordinati possono essere trasformati in un fertilizzante affidabile e più amico del clima, che sostiene la salute del suolo nel lungo periodo.

Citazione: Karimi, S., Shariatmadari, H. & Nourbakhsh, F. Integrated assessment of physicochemical and structural changes during composting and vermicomposting of cattle and sheep manure with additive treatments. Sci Rep 16, 10128 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40802-1

Parole chiave: compostaggio, vermicompostaggio, biochar, gestione del letame, fertilità del suolo