{"id":1011,"date":"2023-07-21T15:02:33","date_gmt":"2023-07-21T15:02:33","guid":{"rendered":"https:\/\/progreseed.com.br\/?p=1011"},"modified":"2024-05-20T16:23:28","modified_gmt":"2024-05-20T16:23:28","slug":"fertilizantes-nitrogenados-novos-tempos-novas-possibilidades","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/progreseed.com.br\/es\/fertilizantes-nitrogenados-novos-tempos-novas-possibilidades\/","title":{"rendered":"Fertilizantes nitrogenados: nuevos tiempos, nuevas posibilidades"},"content":{"rendered":"
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Entre los nutrientes esenciales para el desarrollo de las plantas, el nitr\u00f3genio (N)<\/a> \u00e9 es el que se demanda en mayor cantidad. Asociado con compuestos de carbono, este nutriente juega un papel clave en las estructuras y el metabolismo vegetales. En la mayor\u00eda de las especies de plantas, alrededor del 90% del N est\u00e1 presente en forma de prote\u00ednas (Taiz; Zeiger, 2006). Sin embargo, a pesar de constituir la mayor parte de la atm\u00f3sfera (78%) y encontrarse en grandes cantidades inmovilizadas en rocas, las plantas solo lo absorben en forma de nitrato (NO3-) o de amonio (NH4+). Por esto, el N es el nutriente que m\u00e1s frecuentemente limita la producci\u00f3n agr\u00edcola.<\/p>\n

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Plantas de la familia de las fab\u00e1ceas (leguminosas) logran aprovechar el N atmosf\u00e9rico (N2) a trav\u00e9s de la asociaci\u00f3n simbi\u00f3tica que establecen con ciertas bacterias, entre las cuales se encuentran especies del g\u00e9nero Bradyrhizobium. Ubicados en n\u00f3dulos radiculares, estos microorganismos tienen la capacidad de transformar el N2 en amonio, el cual ponen a disposici\u00f3n de las plantas a cambio de ciertos nutrientes y carbohidratos (Taiz; Zeiger, 2006). Durante muchos a\u00f1os esta simbiosis natural ha sido ampliamente explotada en la agricultura mundial. Pero, a pesar de la creciente acumulaci\u00f3n de evidencias cient\u00edficas de ocorrencia de fijaci\u00f3n simbi\u00f3tica de N2 en especies de otras familias, principalmente a de las gram\u00edneas (poaceas), entre estas, la explotaci\u00f3n comercial amplia de esta simbiosis a\u00fan est\u00e1 por suceder.<\/p>\n

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As\u00ed, la producci\u00f3n agr\u00edcola de muchas especies depende de la transformaci\u00f3n artificial de N2 para las formas asimilables por las plantas. La demanda mundial de estas formas ha sido suplida por el proceso qu\u00edmico-industrial 'Harber-Bosch', desarrollado en la d\u00e9cada de 1830. Por \u00e9l, en grandes equipos industriales hidr\u00f3geno (H2) obtido de combustibles f\u00f3siles (gas natural, petr\u00f3leo, carb\u00f3n) se combina con N2 (atmosf\u00e9rico) bajo altas temperaturas (400 \u2013 600 \u2103) y presiones (100 \u2013 200 atms), dando como resultado amonio (NH4+) en forma de un gas incoloro, soluble en agua, a partir del cual se producen otros fertilizantes como sulfato, nitrato, fosfato y urea (Chagas, 2007).<\/p>\n

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Sin embargo, el costo energ\u00e9tico de este proceso es tan alto que se estima que su uso ha sido responsable del consumo del 1 \u2013 2% de todo el suministro mundial de energ\u00eda. Y, adem\u00e1s, su uso contribuye a la acumulaci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono (CO2) en la atm\u00f3sfera y, en consecuencia, al flagelo del calentamiento climatico global. Se han buscado alternativas para mejorar la eficiencia y eficacia del proceso 'Harber-Bosch' y, de hecho, algunas ya se han implementado o est\u00e1n en proceso de implementaci\u00f3n (Qing et al., 2020; Snyder et al., 2023).<\/p>\n

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Entre los m\u00e1s interesantes, uno ha sido trabajado durante varios a\u00f1os por investigadores cient\u00edficos japoneses liderados por el profesor Y. Nishibayashi, de la Universidad de Tokio, con resultados sorprendentes. Estes investigadores se propuseran desentra\u00f1ar los mecanismos de fijaci\u00f3n biol\u00f3gica de N2. Mediante trabajos de ingenier\u00eda inversa, decifraron el mecanismo de trabajo de la nitrogenasa, una enzima utilizada por los microorganismos en el proceso de fijaci\u00f3n. A partir de ah\u00ed, buscaron encontrar catalizadores qu\u00edmicos capaces de reproducir la forma en que funciona esta enzima clave.<\/p>\n

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Descubrieron que reacciones qu\u00edmicas involucrando agua o alcohol catalizadas por una cierta combinaci\u00f3n de dos minerales (molibdeno y samario) dieron como resultado la producci\u00f3n de amonio bajo condiciones ambientales inalteradas de temperatura y presi\u00f3n, a tasas similares a las producidas naturalmente por los microorganismos. Este conocimiento les permiti\u00f3 construir un aparato capaz de producir amonio, lo suficientemente peque\u00f1o como para colocarlo sobre un banco de laboratorio (Ashida et al., 2019).  <\/p>\n

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En otras palabras: este grupo desarroll\u00f3 un proceso simple y no contaminante para la producci\u00f3n de amonio, a partir de sustratos abundantes y baratos (agua o alcohol), utilizando reactivos reciclables (los dos minerales) y un m\u00ednimo de energ\u00eda, en condiciones ambientales de temperatura y presi\u00f3n.<\/p>\n

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Este proceso a\u00fan no se utiliza a escala industrial, pero el enorme impacto potencial de esta tecnolog\u00eda es f\u00e1cil de imaginar. Una de las principales limitaciones a la producci\u00f3n agr\u00edcola puede reducirse si este proceso se adopta a gran escala. La producci\u00f3n, disponibilidad y distribuci\u00f3n mundial de fertilizantes nitrogenados puede expandirse y consecuencias sobre precios de fertilizantes y costos de la producci\u00f3n agr\u00edcola mundial tal vez se vuelvan inevitables.<\/p>\n

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La llegada de esta tecnolog\u00eda tambi\u00e9n plantea cuestiones interessantes. Por ejemplo: Si la disponibilidad y el costo de los fertilizantes nitrogenados dejan de limitar la producci\u00f3n agr\u00edcola, \u00bfcu\u00e1l ser\u00eda el otro (pr\u00f3ximo) nutriente limitante para cultivos agricolas? \u00bfY cu\u00e1les ser\u00edan los impactos ambientales probables de expandir el uso de este tipo de fertilizante?<\/p>\n

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Sin duda, nuevos tiempos, nuevas posibilidades.<\/p>\n

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Literatura citada:
<\/b>ASHIDA, Y.; ARASHIBA, K.; NAKAJIMA, K.; NISHIBAYASHI, Y. Molybdenum-catalysed                         ammonia production with samarium diiodide and alcohols or water. Nature<\/em>, v.568,                 p.536-540, 2019. DOI: 10.1038\/s41586-019-1134-2
CHAGAS, A.P. A s\u00edntese da am\u00f4nia: alguns aspectos hist\u00f3ricos. Qu\u00edmica Nova, v.30, n.1,                   p.240-247, 2007. DOI: 10.1590\/S0100-40422007000100039
QING, G.; GHAZFAR, R.; JACKOWSKI, S.T.; HABIBZADEH, F.; ASHTIANI, M.M., CHEN, C.P.;                   SMITH III, M.; HAMANN, T. W. Recent advances and challenges of electocatalytic N2<\/sub>                  reduction to ammonia. Chemical Review, v.120, n.12, p.5437-5516, 2020. 
        DOI: 10.1021\/acs.chemrev.9b00659
SNYDER, B.E.R.; TURKIEWICZ, A.B.; FURUKAWA, H.; PALEY, M.V.; VELASQUEZ, E.O.; DODS,              M.N.; LONG, J.R. A ligand insertion mechanism for cooperative NH3<\/sub> capture in metal-              organic frameworks. Nature, v.613, p.287-291, 2023. DOI: 10.1038\/s41586-022-05409-2
TAIZ, L.; ZEIGER, E. Assimilation of mineral nutrientes. In: Plant physiology<\/strong>. 4th ed., Sinauer           Assoc. In., Sunderland, USA. Chapter 12, p.289-313, 2006.<\/p>\n

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Este texto puede citarse de la siguiente manera:
<\/b>SOUZA, F.H.D. Fertilizantes nitrogenados: novos tempos, novas possibilidades. Dispon\u00edvel             em: https:\/\/progreseed.com.br\/fertilizantes-nitrogenados-novos-tempos-novas-                        possibilidades\/. Visitado dia\/m\u00eas\/ano.<\/p>\n

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