Haga un viaje al suelo debajo de un campo de cultivos. No encontrará solo tierra, agua y bichos espeluznantes. También encontrará reacciones que le recuerdan al laboratorio de química de la escuela secundaria.
Muchos investigadores estudian las reacciones de elementos y compuestos en el suelo, especialmente porque algunas plantas, como el nitrógeno, necesitan crecer. El nitrógeno a menudo se agrega al suelo como fertilizante. Sin embargo, las plantas no pueden usar todo el nitrógeno agregado..
El compuesto de urea es actualmente el fertilizante nitrogenado para suelos más popular. Es una forma de hacer que las plantas tengan el nitrógeno que necesitan para crecer. Aunque el nitrógeno en la urea no es directamente utilizable por las plantas, una vez que la urea está en el suelo sufre una reacción químicaque produce amonio, un compuesto rico en nitrógeno que está disponible para la nutrición de las plantas. El catalizador responsable de esta reacción es una enzima llamada ureasa. Esta enzima es producida por microorganismos en el suelo.
Solo hay un problema con la ureasa: ¡funciona muy bien!
"Las reacciones que sufre la urea son demasiado rápidas debido a la acción de la ureasa", dice Stefano Ciurli. Ciurli es profesor de química en el Departamento de Farmacia y Biotecnología de la Universidad de Bolonia, Italia ". La ureasa aceleraformación de compuestos que contienen nitrógeno que se disipan rápidamente en el medio ambiente en lugar de ser absorbidos por las plantas ".
Controlar la rapidez con que la ureasa acelera el proceso es importante para ayudar a las plantas a obtener la mayor cantidad de nitrógeno posible. Esto generalmente se hace modificando el fertilizante de urea para disminuir la actividad de la ureasa. Ciurli y su equipo estudian estas técnicas. Buscaron probar si el recubrimientolos gránulos de fertilizante de urea con un compuesto específico, los polímeros maleico-itacónicos MIP, ayudarían con esto. Estudios anteriores habían argumentado que no tenía ningún efecto.
Lo que encontraron fue que, en algunos niveles de acidez del suelo, su compuesto era bueno para desacelerar la ureasa. Encontraron que su compuesto se comparaba bien con otro utilizado para este propósito, la triamida N- n-butil -tiofosfórica NBPTSin embargo, se ha demostrado que este segundo compuesto tiene algunos efectos negativos en los cultivos, además de incorporarse en plantas y organismos del suelo.
Los resultados de la investigación sugieren que los agricultores pueden elegir, dependiendo de la acidez de su suelo.
"Para los agricultores que ya usan el compuesto que probamos, este estudio les dice por qué la sustancia química es efectiva", dice Ciurli. "Aquellos que se han desanimado a usarlo porque no creían que funcionara ahora pueden explorar los beneficios decomparado con otros productos químicos disponibles en el mercado "
¿Qué impide que las plantas puedan absorber la urea en primer lugar? ¿Qué hace que un nutriente no esté disponible para la planta?
"Las plantas solo pueden absorber nutrientes a través de sus raíces si el químico es soluble en el agua contenida en el suelo", explica Ciurli. "Las plantas no tienen dientes para masticar el suelo; solo tienen raíces que pueden absorber pasivamente lo que 'viene por ellos "
En el suelo, puede haber muchas formas de nitrógeno. Algunos son gases y se pierden fácilmente en el aire. Otros en el suelo pueden ser "pegajosos" o no. Los que no son pegajosos, como los nitratos, son fácilmenteabsorbido por las plantas pero también fácilmente arrastrado del suelo a ríos y lagos. Su abundancia allí puede conducir a la proliferación de algas y zonas muertas.
Ciurli dice que uno de los próximos pasos en su investigación es llevar a cabo estudios similares en el suelo, ya que este estudio se realizó en el laboratorio.
El trabajo tiene implicaciones para las plantas, así como la otra pasión de Ciurli, los productos farmacéuticos para objetivos biológicos basados en metales.
"El conocimiento de cómo funciona la ureasa, a nivel molecular / atómico, es un primer paso para desarrollar inhibidores de la ureasa para aplicaciones agrícolas y también para problemas médicos", dice. "La ureasa es el factor clave de virulencia para una serie demicroorganismos que causan resistencia a los antibióticos, cáncer, tuberculosis, peste y enfermedades cerebrales. Conocer la química de esta enzima contribuirá a la batalla de la raza humana por su supervivencia en este planeta ".
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Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Agronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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