เดินทางลงดินใต้ทุ่งนา คุณจะไม่พบเพียงสิ่งสกปรก น้ำ และสัตว์คลานที่น่าขนลุก นอกจากนี้คุณยังจะได้พบกับปฏิกิริยาที่เตือนคุณถึงห้องแล็บเคมีของโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย นักวิจัยหลายคนศึกษาปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบในดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากพืชต้องการไนโตรเจนบางชนิด เช่น ไนโตรเจน ไนโตรเจนมักถูกเติมลงในดินเพื่อเป็นปุ๋ย อย่างไรก็ตาม พืชบางชนิดไม่สามารถใช้ไนโตรเจนที่เติมได้ทั้งหมด
ปัจจุบันสารประกอบยูเรียเป็นปุ๋ยไนโตรเจนในดินที่ได้รับความนิยมมากที่สุด
เป็นวิธีที่จะทำให้พืชได้รับไนโตรเจนที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโต แม้ว่าไนโตรเจนในยูเรียจะไม่สามารถใช้งานได้โดยตรงจากพืช แต่เมื่อยูเรียอยู่ในดิน ก็จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งผลิตแอมโมเนียม ซึ่งเป็นสารประกอบที่อุดมด้วยไนโตรเจนจึงกลายเป็นธาตุอาหารพืชได้ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่รับผิดชอบต่อปฏิกิริยานี้คือเอนไซม์ที่เรียกว่ายูเรีย เอนไซม์นี้ผลิตโดยจุลินทรีย์ในดิน
มีปัญหาเพียงอย่างเดียวกับ urease: มันใช้งานได้ดีเกินไป!
Stefano Ciurli กล่าวว่า “ปฏิกิริยาที่ยูเรียได้รับนั้นเร็วเกินไป เนื่องจากการกระทำของยูเรีย Ciurli เป็นศาสตราจารย์วิชาเคมีที่ Department of Pharmacy and Biotechnology ของ University of Bologna ประเทศอิตาลี “ยูรีเอสเร่งการก่อตัวของสารประกอบที่มีไนโตรเจนซึ่งกระจายสู่สิ่งแวดล้อมอย่างรวดเร็วแทนที่จะถูกดูดซึมโดยพืช”
การควบคุมความเร็วของยูเรียเร่งกระบวนการเป็นสิ่งสำคัญที่จะช่วยให้พืชได้รับไนโตรเจนมากที่สุด โดยปกติจะทำโดยการปรับเปลี่ยนปุ๋ยยูเรียเพื่อลดการทำงานของยูเรีย Ciurli และทีมของเขาศึกษาเทคนิคเหล่านี้ พวกเขามองหาการพิสูจน์ว่าการเคลือบเม็ดปุ๋ยยูเรียด้วยสารประกอบเฉพาะ—มาเลอิก-อิทาโคนิกโพลีเมอร์ (MIPs) จะช่วยได้หรือไม่ การศึกษาก่อนหน้านี้แย้งว่าไม่มีผล
สิ่งที่พวกเขาพบก็คือ ที่ระดับความเป็นกรดของดินบางระดับ สารประกอบของพวกมันสามารถชะลอยูเรียได้ดี พวกเขาพบว่าสารประกอบของพวกเขาเปรียบเทียบได้ดีกับสารอื่นที่ใช้เพื่อการนี้ N-(n-butyl)-thiophosphoric triamide (NBPT) อย่างไรก็ตาม, สารประกอบที่สองนี้แสดงให้เห็นว่ามีผลเสียต่อพืชผล นอกเหนือไปจากการถูกรวมเข้าในพืชและสิ่งมีชีวิตในดิน.
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าเกษตรกรอาจมีทางเลือกขึ้นอยู่กับความเป็นกรดของดิน
“สำหรับเกษตรกรที่ใช้สารประกอบที่เราทดสอบแล้ว การศึกษานี้บอกพวกเขาว่าทำไมสารเคมีถึงมีประสิทธิภาพ” Ciurli กล่าว “ผู้ที่ท้อแท้ไม่ใช้มันเพราะคิดว่าใช้ไม่ได้ผล สามารถสำรวจประโยชน์ของมันได้ เมื่อเทียบกับสารเคมีอื่นๆ ที่มีอยู่ในท้องตลาด”
อะไรทำให้พืชไม่สามารถดูดซับยูเรียได้ตั้งแต่แรก? อะไรทำให้ธาตุอาหารพืชไม่สามารถใช้ได้?
“พืชสามารถดูดซับสารอาหารผ่านทางรากได้ก็ต่อเมื่อสารเคมีละลายได้ในน้ำที่มีอยู่ในดิน” Ciurli อธิบาย “พืชไม่มีฟันเคี้ยวบนดิน พวกมันมีเพียงแค่รากที่เกือบจะดูดซับสิ่งที่ ‘มาจาก’ พวกมันมาอย่างเฉยเมยได้”
ในดินสามารถมีไนโตรเจนได้หลายรูปแบบ บางชนิดเป็นก๊าซและสูญหายไปในอากาศได้ง่าย อื่นๆ ในดินจะ “เหนียว” หรือไม่เหนียวก็ได้ พืชที่ไม่เหนียวเหนอะหนะเช่นไนเตรตสามารถดูดซึมได้ง่ายจากพืช แต่ยังถูกชะล้างออกจากดินสู่แม่น้ำและทะเลสาบได้อย่างง่ายดาย ความอุดมสมบูรณ์ของพวกมันสามารถนำไปสู่การบุปผาของสาหร่ายและโซนที่ตายแล้ว
Ciurli กล่าวว่าขั้นตอนต่อไปในการวิจัยของพวกเขาคือการดำเนินการศึกษาที่คล้ายคลึงกันในดินเนื่องจากการศึกษานี้ทำในห้องปฏิบัติการ
งานนี้มีนัยยะสำหรับพืช และความหลงใหลอื่นๆ ของ Ciurli ซึ่งเป็นยาสำหรับเป้าหมายทางชีวภาพที่เป็นโลหะ
Credit : hospitalitylawcheckin.com iawmontreal.org corsaworkshop.com awesomeology.org partyclips.net slimawayplan.com bawdrip.info endlessinnovationblog.com equivatexacomsds.com nitehawkvision.com
