Los químicos de la Universidad de Cornell han descubierto un nuevo papel para el óxido nítrico que podría enviar libros de texto bioquímicos para su revisión.

Han identificado un paso crítico en el proceso de nitrificación, que es en parte responsable de las emisiones agrícolas de óxido nitroso nocivo y sus primos químicos a la atmósfera, contribuyendo al cambio climático global.

Los modelos bioquímicos actuales sostienen que la hidroxilamina inorgánica es el único intermediario que se forma cuando las bacterias convierten el amoníaco, utilizado en fertilizantes agrícolas comerciales, en nitrito inactivo. En este nuevo estudio, Los químicos descubrieron que la hidroxilamina se convierte en otro intermediario, el óxido nítrico, que en condiciones normales del suelo actúa como preludio químico del nitrito. Pero en condiciones de suelo imperfectas, El óxido nítrico se convierte en el potente óxido nitroso, un gas de efecto invernadero. El trabajo fue publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , 17 de julio.

"Hemos encontrado un agujero en la tubería del ciclo del nitrógeno. Como hay óxido nitroso escapando del suelo a la atmósfera, ahora sabemos dónde están los agujeros, "dijo el coautor Jonathan Caranto, investigador postdoctoral en química. "El óxido nitroso está hecho de óxido nítrico, que es el precursor inmediato. Si sabe de dónde proviene el óxido nítrico, puede hacer una buena conjetura sobre la liberación de óxido nitroso ".

Comprender cómo funciona el modelo es clave para encontrar soluciones de gases de efecto invernadero. "Esto es lo que ofrece la investigación:localizar nuevos orificios para taponar. Los orificios en la tubería se pueden sellar. Si no comprende completamente la vía bioquímica, no se puede saber de donde vienen los contaminantes, "dijo el coautor Kyle Lancaster, profesor asistente de química. "De lo contrario, estás filmando en la oscuridad ".

En 2015, El óxido nitroso representó aproximadamente el 5 por ciento de las emisiones atmosféricas de gases de efecto invernadero, en comparación con el dióxido de carbono al 82 por ciento, según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Óxido nitroso, sin embargo, es un gas que agota la capa de ozono con un potencial de calentamiento global más de 300 veces mayor que el dióxido de carbono, dijo Caranto. El óxido nítrico también contribuye al ozono a nivel del suelo y produce lluvia ácida.

El óxido nítrico juega un papel importante en la medicina. El periódico Ciencias la nombró Molécula del Año en 1992 por su versatilidad en la salud del corazón. El científico Robert F. Furchgott, que trabajó en Cornell Medical College, ahora Weill Cornell Medicine, de 1941 a 1949, ganó el Premio Nobel de fisiología o medicina en 1998 por su papel en nuestra comprensión del óxido nítrico.

La nueva investigación muestra que el óxido nítrico se forma en la ruta de la hidroxilamina al nitrito cuando las bacterias del suelo usan amoníaco como combustible químico. Previamente, los científicos sostuvieron que la hidroxilamina se convierte directamente en nitrito. "Esta investigación podría marcar una gran diferencia en la reorganización de los modelos predictivos de flujo de nitrógeno que los científicos utilizan para optimizar las prácticas de fertilización". "dijo Lancaster.

La producción de gases de efecto invernadero y nitritos son subproductos de la fertilización comercial, y los procesos que los forman disminuyen la eficiencia de la fertilización, dijo Kyle. "Si puede ralentizar la formación de estas especies, ralentizar la oxidación del amoníaco en fertilizantes, esto aumentará el 'tiempo de permanencia' del nitrógeno en el suelo. La agricultura se vuelve más eficiente, más económico y más sostenible ".

Conocer este componente de óxido nítrico podría ayudar a reducir la relación costo-beneficio para los agricultores y otros productores agrícolas. Lancaster dijo:"Este nuevo componente de los modelos podría conducir a una mejor programación de la fertilización".