Concimare risparmiando e rispettando l'ambiente

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Bologna ha ideato un nuovo materiale in grado di inibire l’attività dell’ureasi, un enzima necessario per il ciclo naturale dell’azoto ma che può creare gravi problemi per l’ambiente e per lo sviluppo del settore agricolo. I risultati dello studio sono stati appena pubblicati sulla rivista Chemical Communications e segnalati come “hot article”.

Presente nelle piante, nei funghi e nei batteri, l’ureasi ha la capacità di accelerare la decomposizione dell’urea, un composto chimico (presente anche nel sangue e nell’urina) largamente utilizzato in agricoltura come fertilizzante. L’urea viene sintetizzata da ammoniaca e biossido di carbonio: la sua efficacia è dovuta alla capacità di rilasciare azoto, componente fondamentale per la nutrizione delle piante. Si stima che nel 2021 la produzione di urea da utilizzare in agricoltura come fertilizzante arriverà a 226 milioni di tonnellate.

Il problema è che, a causa dell’enzima ureasi presente nei suoli coltivati, solo la metà dell’azoto contenuto nell’urea rimane nel suolo. L’altra metà diventa invece ammoniaca, rilasciata nell’atmosfera in forma gassosa: un inquinante che favorisce l’effetto serra.

Il nuovo materiale nato dalla ricerca dell’Alma Mater è in grado di combattere questo fenomeno. Sintetizzato con i metodi dell’ingegneria cristallina molecolare, riunisce in un solo composto chimico le proprietà di tre sostanze fondamentali: urea, potassio e zinco. Quest’ultimo ha la funzione di inibitore dell’ureasi, ottimizzando così l’effetto fertilizzante dell’urea. Il potassio è invece un ulteriore elemento nutritivo, spesso utilizzato nei fertilizzanti.

Il composto è economico, può essere preparato in grandi quantità, con metodologie green ed ecosostenibili, senza l’uso di solventi inquinanti. Un risultato che nasce dalla collaborazione tra due gruppi di ricercatori chimici operanti in settori molto distanti tra loro: da un lato quello della chimica dello stato solido e dell'ingegneria cristallina molecolare (Dipartimento di Chimica “G. Ciamician”, gruppo della professoressa Fabrizia Grepioni), dall'altro quello della biotecnologia e della chimica delle metalloproteine (Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie, gruppo del professor Stefano Ciurli). Un lavoro congiunto che arriva anche grazie al nuovo dottorato interdisciplinare in Nanoscienze per la Medicina e l'Ambiente, coordinato dal professor Dario Braga.