Los investigadores de la Universidad de Cornell han descubierto un mecanismo biológico que ayuda a convertir el fertilizante a base de nitrógeno en óxido nitroso, un gas de efecto invernadero que agota el ozono. El documento fue publicado en línea el 17 de noviembre en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"La primera clave para tapar una fuga es encontrar la fuga", dijo Kyle Lancaster, profesor asistente de química y biología química, y autor principal de la investigación. "Ahora sabemos la clave de la fuga y lo que la está conduciendo.El óxido nitroso se está volviendo bastante significativo en la atmósfera, ya que ha habido un aumento del 120 por ciento de óxido nitroso en nuestra atmósfera desde los tiempos preindustriales ".
Lancaster, junto con el investigador postdoctoral Jonathan D. Caranto y el candidato a doctorado en química Avery C. Vilbert, mostraron que una enzima producida por la bacteria oxidante de amoníaco Nitrosomonas europaea, el citocromo P460, produce óxido nitroso después de que el organismo convierte el amoníaco en un metabolito intermedio llamadohidroxilamina
N. europaea y "bacterias oxidantes de amoníaco" similares usan la hidroxilamina como fuente de combustible, pero demasiada hidroxilamina puede ser dañina, y la producción resultante de óxido nitroso es una estrategia química para hacer frente.
Lancaster y sus colegas plantean la hipótesis de que cuando las bacterias oxidantes de amoníaco están expuestas a altos niveles de compuestos de nitrógeno, como en campos de cultivo o plantas de tratamiento de aguas residuales, entonces la producción de óxido nitroso a través del citocromo P460 aumentará.
En la atmósfera, los gases de efecto invernadero son una sopa de muchas especies, y Lancaster explicó que el óxido nitroso tiene 300 veces la potencia del dióxido de carbono. "Ese es un número asombroso", dijo. "El óxido nitroso es un agente realmente desagradable para serlanzamiento a escala global "
Lancaster agregó que el óxido nitroso es fotoquímicamente reactivo y puede formar radicales libres, agentes que agotan el ozono, lo que agrava el problema de cubrir la atmósfera de la Tierra con más gas y elevar la temperatura del globo ". Además de su papel como gas de efecto invernadero".capa, está quitando nuestro escudo protector ", dijo Lancaster.
Estados Unidos se encuentra entre los líderes mundiales en la importación de fertilizantes nitrogenados, según el Servicio de Investigación Económica del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación señaló que se proyectaba que la demanda mundial de fertilizantes nitrogenados sería de 116 millones de toneladas paraesta pasada temporada agrícola.
"Para el mundo, me doy cuenta de que estamos tratando de alimentar a más personas y eso significa más fertilizantes, y eso significa más óxido nitroso", dijo Lancaster, quien señaló que alrededor del 30 por ciento de las emisiones de óxido nitroso provienen de la agricultura y sususo del suelo que lo acompaña.
Para reducir el impacto negativo del nitrógeno, los agricultores ya usan inhibidores de nitrificación.
Dijo Lancaster: "Si bien será difícil desarrollar formas de detener este proceso, ahora hemos identificado un paso bioquímico que conduce a la producción de óxido nitroso. El trabajo futuro puede conducir a inhibidores, moléculas que pueden desactivar o neutralizar esta enzima bacteriana. Alternativamente, podemos usar esta nueva información para desarrollar mejores estrategias para el manejo del nitrógeno ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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