Faça uma viagem para o solo abaixo de um campo de cultivo. Você não vai encontrar apenas sujeira, agua, e rastejadores assustadores. Você também encontrará reações que o lembram do laboratório de química do ensino médio.

Muitos pesquisadores estudam as reações de elementos e compostos no solo, especialmente porque alguns, como nitrogênio, são exigidos pelas plantas para crescer. O nitrogênio é freqüentemente adicionado ao solo como fertilizante. Contudo, nem todo nitrogênio adicionado pode ser usado pelas plantas.

O composto ureia é atualmente o fertilizante de nitrogênio mais popular para o solo. É uma forma de dar às plantas o nitrogênio de que precisam para crescer. Embora o nitrogênio da ureia não seja diretamente utilizável pelas plantas, uma vez que a uréia está no solo, ela sofre uma reação química que produz amônio, um composto rico em nitrogênio que se torna disponível para a nutrição das plantas. O catalisador responsável por essa reação é uma enzima chamada urease. Esta enzima é produzida por microrganismos do solo.

Só tem um problema com a urease:funciona muito bem!

"As reações que a uréia sofre são muito rápidas, por causa da ação da urease, "diz Stefano Ciurli. Ciurli é professor de química do Departamento de Farmácia e Biotecnologia da Universidade de Bolonha, Itália. "A urease acelera a formação de compostos contendo nitrogênio que rapidamente se dissipam no meio ambiente em vez de serem absorvidos pelas plantas."

Controlar a rapidez com que a urease acelera o processo é importante para ajudar as plantas a obter o máximo de nitrogênio possível. Isso geralmente é feito modificando o fertilizante de ureia para diminuir a atividade da urease. Ciurli e sua equipe estudam essas técnicas. Eles procuraram provar se o revestimento dos grânulos de fertilizante de ureia com um composto específico - polímeros maleico-itacônicos (MIPs) - ajudaria nisso. Estudos anteriores argumentaram que não teve efeito.

O que eles descobriram foi que, em alguns níveis de acidez do solo, seu composto era bom em desacelerar a urease. Eles descobriram que seu composto se compara bem a outro usado para esta finalidade, Triamida N- (n-butil) -tiofosfórica (NBPT). Contudo, este segundo composto demonstrou ter alguns efeitos negativos nas lavouras, além de ser incorporado às plantas e aos organismos do solo.

Os resultados da pesquisa sugerem que os agricultores podem ter uma escolha, dependendo da acidez do solo.

“Para os agricultores que já usam o composto que testamos, este estudo explica por que o produto químico é eficaz, "Ciurli diz." Aqueles que foram desencorajados a usá-lo porque não achavam que funcionava, agora podem explorar seus benefícios em comparação com outros produtos químicos disponíveis no mercado. "

O que impede as plantas de absorver a uréia em primeiro lugar? O que torna um nutriente indisponível para a planta?

“As plantas só podem absorver nutrientes através de suas raízes se o produto químico for solúvel na água contida no solo, "Ciurli explica." As plantas não têm dentes para mastigar no solo; eles só têm raízes que podem absorver quase passivamente o que 'passa' por eles. "

No solo, pode haver muitas formas de nitrogênio. Alguns são gases e se perdem facilmente no ar. Outros no solo podem ser "pegajosos" ou não. Aqueles que não são pegajosos, como nitratos, são facilmente absorvidos pelas plantas, mas também facilmente arrastados do solo para rios e lagos. Sua abundância pode levar à proliferação de algas e zonas mortas.

Ciurli diz que um dos próximos passos da pesquisa é a realização de estudos semelhantes no solo, como este estudo foi feito em laboratório.

O trabalho tem implicações para as plantas e também para a outra paixão de Ciurli, fármacos para alvos biológicos baseados em metais.

"O conhecimento de como funciona a urease, no nível molecular / atômico, é um primeiro passo para desenvolver inibidores de urease para aplicação agrícola e também para problemas médicos, ", diz ele." Urease é o fator de virulência chave para uma série de microorganismos que causam resistência aos antibióticos, Câncer, tuberculose, praga, e doenças cerebrais. Conhecer a química desta enzima contribuirá para a batalha da raça humana pela sua sobrevivência neste planeta. "