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Nitrapirina

La nitrapirina es un compuesto orgánico con la fórmula ClC 5 H 3 NCCl 3 , y se describe como un sólido cristalino blanco con un olor dulce. [2] Se utiliza como inhibidor de la nitrificación y bactericida, que se aplica a los suelos para el cultivo de cultivos agrícolas [3] desde 1974. La nitrapirina fue sometida a revisión por la EPA y se consideró segura para su uso en 2005. [4] La nitrapirina es un inhibidor eficaz de la nitrificación de la bacteria Nitrosomonas y se ha demostrado que reduce drásticamente la cantidad de emisiones de N 2 O del suelo. [3]

Síntesis

La nitrapirina se produce comúnmente mediante la fotocloración de 2-metilpiridina : [5]

CH 3 -C 5 H 4 N + 4Cl 2 → CCl 3 -ClC 5 H 3 N + 4 HCl

Función

La nitrapirina afecta la vía de la monooxigenasa de amonio (AMO) , [6] que es importante para la oxidación de NH3 en la nitrificación; [ 7] también funciona como un inhibidor de la enzima ureasa en la bacteria nitrificante Nitrosomonas, [8] previniendo la acción hidrolítica sobre la urea . [9] [10] Se aplica a la región del suelo e inhibe la nitrificación durante 8 a 10 semanas. La inhibición de la ureasa previene específicamente la siguiente reacción:

(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → CO 2 + 2NH 3

Sin esta capacidad, Nitrosomonas no puede producir nitrito, inhibiendo así la nitrificación:

2NH 4 + + 3O 2 → 2NO 2 − + 2 H 2 O + 4H +

Degradación/descomposición

La nitrapirina se descompone tanto en el suelo como en las plantas. El compuesto en sí tiende a no persistir en la naturaleza. La descomposición primaria es la hidrólisis del grupo funcional triclorometilo, que da como resultado principalmente ácido 6-cloro-picolínico [10] [11], que es el único residuo detectado en el metabolismo de las plantas.

Efectos en la agricultura

En un entorno agrícola, se ha observado que la nitrapirina aumenta la retención de nitrógeno y disminuye la lixiviación de nitrógeno en la zona de las raíces. [12] La nitrapirina también tiene el efecto de aumentar el rendimiento de los cultivos y disminuir las emisiones de gas N2O . [ 12] [13] La nitrapirina no es el único producto aplicado a los suelos para el cultivo de cultivos, cuando se combina con urea y mantillo, la biomasa de trigo aumentó en un 33% y el rendimiento general aumentó en un 23%. [13] Las emisiones totales de N2O se redujeron en un 66-75% en comparación con los experimentos con urea solamente, lo que sugiere que la nitrapirina afecta la capacidad de las bacterias oxidantes de amoníaco para participar en la nitrificación y producir gas N2O . [ 13]

Referencias

  1. ^ abcdefgh Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0136". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  2. ^ "2-CLORO-6-(TRICLOROMETIL) PIRIDINA (NITRAPIRINA) | Administración de Seguridad y Salud Ocupacional". www.osha.gov . Consultado el 24 de abril de 2022 .
  3. ^ por Kiiski, Harri; Dittmar, Heinrich; Drach, Manfred; Vosskamp, ​​Ralf; Trenkel, Martin E.; Gutser, Reinhold; Steffens, Günter (21 de marzo de 2016), "Fertilizantes, 2. Tipos", en Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (ed.), Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Weinheim, Alemania: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, págs. 1–53, doi :10.1002/14356007.n10_n01.pub2, ISBN 978-3-527-30673-2, consultado el 24 de abril de 2022
  4. ^ "Datos sobre la nitrapirina - EPA de EE. UU." (PDF) . Mayo de 2005. Consultado el 23 de abril de 2005 .
  5. ^ Powell, Steven J.; Prosser, James I. (1986). "Inhibición de la oxidación del amonio por nitrapirina en suelo y cultivo líquido". Microbiología Aplicada y Ambiental . 52 (4): 782–787. Bibcode :1986ApEnM..52..782P. doi :10.1128/aem.52.4.782-787.1986. PMC 239114 . PMID  16347171. 
  6. ^ Subbarao, GV; Nakahara, K.; Hurtado, MP; Ono, H.; Moreta, DE; Salcedo, AF; Yoshihashi, AT; Ishikawa, T.; Ishitani, M.; Ohnishi-Kameyama, M.; Yoshida, M. (13 de octubre de 2009). "Evidencia de inhibición biológica de la nitrificación en pasturas de Brachiaria". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 106 (41): 17302–17307. Bibcode :2009PNAS..10617302S. doi : 10.1073/pnas.0903694106 . ISSN  0027-8424. PMC 2752401 . PMID  19805171. 
  7. ^ Zhou, Xue; Wang, Shuwei; Ma, Shutan; Zheng, Xinkun; Wang, Zhiyuan; Lu, Chunhui (diciembre de 2020). "Efectos de los inhibidores de la nitrificación de uso común (diciandiamida (DCD), fosfato de 3,4-dimetilpirazol (DMPP) y nitrapirina) sobre la dinámica del nitrógeno del suelo y los nitrificantes en tres suelos típicos de arrozales". Geoderma . 380 : 114637. Bibcode :2020Geode.380k4637Z. doi :10.1016/j.geoderma.2020.114637. ISSN  0016-7061. S2CID  225028220.
  8. ^ Z. Amtul, Atta-ur-Rahman, RA Siddiqui, MI Choudhary; "Química y mecanismo de inhibición de la ureasa" Curr Med Chem. 2002 julio;9(14):1323-48.
  9. ^ ME Trenkel Fertilizantes estabilizadores y de liberación lenta y controlada: una opción para mejorar la eficiencia del uso de nutrientes en la agricultura, 2.ª ed.; IFA: París, 2010 ISBN 978-2-9523139-7-1 
  10. ^ de JHG Slangen, P. Kerkhoff; Inhibidores de la nitrificación en la agricultura y la horticultura: una revisión de la literatura
  11. ^ John H. Montgomery Agrochemicals Desk Reference 2da edición; Boca Ratón: CRC Press, 1997 ISBN 1-56670-167-8 
  12. ^ ab Wolt, Jeffrey D. (mayo de 2004). "Una metaevaluación de la efectividad agronómica y ambiental de la nitrapirina con énfasis en la producción de maíz en el medio oeste de los Estados Unidos". Ciclo de nutrientes en agroecosistemas . 69 (1): 23–41. doi :10.1023/B:FRES.0000025287.52565.99. ISSN  1385-1314. S2CID  207636682.
  13. ^ abc Dawar, Khadim; Khan, Aamir; Sardar, Kamil; Fahad, Shah; Saud, Shah; Datta, Rahul; Danish, Subhan (febrero de 2021). "Efectos del inhibidor de la nitrificación nitrapirina y el mantillo sobre la emisión de N2O y la eficiencia del uso de fertilizantes utilizando técnicas de rastreo de 15N". Science of the Total Environment . 757 : 143739. Bibcode :2021ScTEn.757n3739D. doi :10.1016/j.scitotenv.2020.143739. ISSN  0048-9697. PMID  33229088. S2CID  227158677.