Johannes Lehmann, professore di biogeochimica del suolo e gestione della fertilità del suolo presso la Cornell University, ha conseguito la laurea specialistica in Scienze del suolo presso l’Università di Bayreuth, in Germania.
Prima del suo incarico alla Cornell, ha coordinato un progetto di ricerca sulla gestione dei nutrienti e del carbonio nell’Amazzonia centrale, dove ha iniziato a lavorare sui suoli di Terra Preta.
Negli ultimi 10 anni, si è concentrato su indagini su scala nanometrica della materia organica del suolo, sulla biogeochimica del carbonio nero e sullo sviluppo di sistemi di biochar e bioenergia.
Il dott. Lehmann è co-fondatore dell’International Biochar Initiative (IBI) e membro dei comitati editoriali di Nutrient Cycling in Agroecosystems e Plant and Soil.
La sua storia
- Anni ’80 – ’90: Primi studi sulle proprietà chimiche e fisiche del carbone vegetale e del biochar (ad esempio, Goldberg 1985, Marschner 1995).
- 1993: Consegue il Diplom Geooekologe presso l’Università di Bayreuth.
- 1997: Ottiene il dottorato di ricerca presso l’Università di Bayreuth.
- 1997 – presente: Inizia la sua carriera di ricerca, concentrandosi inizialmente sulla biogeochimica del suolo e la gestione della fertilità del suolo.
- Anni 2000: La ricerca di Lehmann si espande per includere il sequestro del carbonio nel suolo e i sistemi di biochar.
- Anno 2009: Pubblicazione di “Biochar for Environmental Management: Science and Technology” (Lehmann e Joseph, 2009), un testo fondamentale che sintetizza le conoscenze scientifiche e tecnologiche sul biochar.
- Anni 2010: Lehmann e i suoi collaboratori pubblicano una serie di articoli influenti sul biochar, il ciclo dei nutrienti e la persistenza del carbonio organico del suolo.
- 2012: Riceve il Marion L. and Chrystie M. Jackson Soil Science Award.
- 2014 – presente: Viene riconosciuto come Highly Cited Researcher da Thomson Reuter/Clarivate.
- 2015: Viene delegato Cornell University alla COP21 (video)
- 2016: Riceve l’Hans Fischer Senior Award dall’Institute for Advanced Studies.
- 2018: Diventa membro della German National Academy of Sciences – Leopoldina.
- 2021: Riceve l’Humboldt Research Prize dalla Alexander von Humboldt Foundation.
- 2023: Diventa membro della US National Academy of Sciences.
- Presente: Continua la sua ricerca sulla biogeochimica del suolo, la gestione della fertilità e l’agricoltura sostenibile, con particolare attenzione ai tropici.
Gli argomenti trattati in libri e pubblicazioni
Proprietà fisiche del biochar
Analisi dettagliata delle proprietà fisiche del biochar, con particolare attenzione all’area superficiale, alla porosità e alla densità. Si evidenzia l’influenza di queste proprietà sulla fertilità del suolo, la ritenzione idrica e l’attività microbica.
Caratteristiche del biochar: Proprietà micro-chimiche
Esame approfondito delle proprietà chimiche del biochar, inclusi il contenuto di ceneri e la composizione elementare. Si discute la presenza di diversi elementi e il loro legame con la struttura del biochar.
Caratteristiche del biochar: Proprietà nano-strutturali
Studio delle strutture a livello nanometrico del biochar, utilizzando tecniche avanzate come NMR e spettroscopia. Si analizza la struttura aromatica del biochar e la sua influenza sulle proprietà chimico-fisiche.
Effetti del biochar sull’ambiente
Discussione dei molteplici effetti del biochar sull’ambiente, tra cui la fertilità del suolo, il sequestro del carbonio e la riduzione delle emissioni di gas serra. Si evidenziano i benefici e le sfide dell’utilizzo del biochar.
Applicazione del biochar al suolo
Guida pratica sull’applicazione del biochar al suolo, con esempi specifici di colture e risultati ottenuti. Si analizzano i dosaggi ottimali, i metodi di applicazione e le risposte delle diverse piante.
Sistemi di biochar
Panoramica dei diversi sistemi di produzione del biochar, dalla combustione tradizionale alle tecnologie più avanzate come la pirolisi. Si valutano le diverse metodologie in termini di efficienza, sostenibilità e impatto ambientale.
Cambiamenti del biochar nel suolo
Studio dei processi di trasformazione e degradazione del biochar nel suolo nel tempo. Si analizza l’influenza di fattori ambientali come l’umidità, la temperatura e l’attività microbica.
Metodi di quantificazione del biochar nel suolo
Presentazione dei diversi metodi per quantificare la presenza di biochar nel suolo, inclusi metodi chimici, fisici e spettroscopici. Si valutano le diverse tecniche in termini di accuratezza, sensibilità e applicabilità.
Biochar, contabilità dei gas serra e commercio delle emissioni
Analisi del ruolo del biochar nella mitigazione dei cambiamenti climatici attraverso il sequestro del carbonio e la riduzione delle emissioni di gas serra. Si esaminano le metodologie di contabilizzazione del carbonio e le opportunità offerte dal mercato del carbonio.
Valutazione socio-economica del biochar
Studio degli aspetti socio-economici legati alla produzione e all’utilizzo del biochar. Si analizzano i costi, i benefici e gli impatti sulle comunità rurali.
Opportunità di mercato per il biochar
Valutazione del potenziale commerciale del biochar, analizzando le diverse applicazioni e i settori di mercato di riferimento. Si considerano le opportunità di investimento e le sfide da affrontare per la diffusione del biochar.
Dinamica dello zolfo nella materia organica del suolo
Studio della dinamica dello zolfo nel suolo utilizzando la spettroscopia XANES. Si approfondisce la comprensione del ciclo dello zolfo e la sua importanza per la fertilità del suolo.
Interazioni sotterranee nei sistemi agroforestali
Analisi delle interazioni tra piante e microrganismi nel sottosuolo di sistemi agroforestali in zone aride. Si evidenziano i benefici reciproci tra alberi e colture.
Decomposizione e rilascio di nutrienti da leguminose
Studio della decomposizione di foglie, rami e radici di leguminose arboree in sistemi agroforestali. Si analizza il rilascio di nutrienti essenziali per la crescita delle colture.
Approfondimenti
- Profilo Johannes Lehmann su Cornell University
- Lehmann Lab
- Libro (2009) Biochar for Environmental Management: Science and Technology
- International Biochar Initiative IBI
Domande su Johannes Lehmann
1. Quali sono i principali interessi di ricerca del Professor Johannes Lehmann?
Il Professor Lehmann concentra la sua ricerca sulla biogeochimica del suolo, sulla gestione della fertilità, sulla materia organica e sul ciclo del carbonio e dei nutrienti provenienti dai rifiuti. È particolarmente interessato al sequestro del carbonio nel suolo, ai sistemi di biochar, all’agricoltura sostenibile nelle regioni tropicali (specialmente in Africa) e all’economia circolare.
2. Cosa rende unica la ricerca del Professor Lehmann?
La ricerca del Professor Lehmann si distingue per la sua ampiezza, spaziando dalla microscopia a scala ultrafine per esaminare la stabilizzazione del carbonio nei suoli, fino ai cicli globali del carbonio e dei nutrienti. Combina una profonda conoscenza della chimica, biologia e fisica del suolo con un approccio innovativo per lo sviluppo di soluzioni sostenibili per la gestione del suolo e del territorio.
3. Quali sono alcune delle scoperte più significative del Professor Lehmann?
Tra le sue scoperte più significative si annoverano l’individuazione dei meccanismi di stabilizzazione della materia organica nelle nanostrutture del suolo e lo sviluppo della tecnologia di gestione del suolo con biochar, che migliora la fertilità del suolo, sequestra il carbonio e riduce l’inquinamento.
4. Cos’è il biochar e perché è importante?
Il biochar è un carbone vegetale prodotto dalla decomposizione termica della biomassa in assenza di ossigeno. È un ammendante del suolo che può migliorare la fertilità, la struttura e la ritenzione idrica del suolo, oltre a sequestrare il carbonio e ridurre le emissioni di gas serra.
5. Qual è il contributo del Professor Lehmann alla comprensione del ciclo dei nutrienti?
Il Professor Lehmann ha condotto ricerche approfondite sul ciclo dei nutrienti, con particolare attenzione all’azoto. Ha scoperto nuove reazioni e percorsi dell’azoto nella materia organica del suolo e nell’assorbimento da parte delle piante, contribuendo a sviluppare strategie di gestione dei nutrienti più efficaci e sostenibili.
6. Quali sono gli obiettivi del programma di insegnamento del Professor Lehmann?
Il Professor Lehmann si impegna a suscitare entusiasmo negli studenti per lo studio della biogeochimica del suolo, della fertilità e del ciclo dei nutrienti, evidenziando l’importanza di queste discipline per la produzione agricola e la protezione ambientale. Incoraggia il pensiero critico sull’impatto della gestione del territorio sull’ambiente e promuove un approccio integrato e multidisciplinare alla risoluzione dei problemi.
7. Il Professor Lehmann ha ricevuto riconoscimenti per il suo lavoro?
Sì, il Professor Lehmann ha ricevuto numerosi premi e riconoscimenti per il suo contributo alla scienza del suolo, tra cui l’appartenenza alla US National Academy of Sciences, il premio Humboldt Research Prize e il titolo di Highly Cited Researcher.
8. Dove posso trovare maggiori informazioni sulla ricerca del Professor Lehmann?
È possibile visitare il sito web del Lehmann Lab per una lista completa delle pubblicazioni, informazioni sui progetti di ricerca in corso e dettagli di contatto.
