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Aula 2.1 - Elementos Essencias e Nutrição.pptx
- 1. Elementos Essências e Nutrição dePlantas Professor: Dr.Sc Marcus Vinicius Gonçalves Lima
- 2. Histórico Teoria humística (Aristóteles 350aC) Água como alimento(van Helmont 1652) Terra como alimento (Woodward 1766) Fotossíntese (Saussure e outros 1774 – 1804) Nutrição Mineral (Sprengel-Liebig 1826-1855)
- 4. Elemento (Símbolo) Descobridores Ano Demonstração de Essencialidade Ano Carbono(C) Saussure 1804 Hidrogênio (H) Saussure 1804 Oxigênio (O) Priestley, Scheele 1774 Saussure 1804 Nitrogênio (N) Rutherforf 1772 Saussure 1804 Fósforo (P) Brand 1772 Ville 1860 Potássio (K) Davy 1807 Sachs e Knop 1860, 1865 Cálcio (Ca) Davy 1807 Sachs e Knop 1860, 1865 Magnésio (Mg) Davy 1808 Sachs e Knop 1860, 1865 Enxofre (S) Sachs e Knop 1865 Ferro (Fe) Sachs e Knop 1860, 1865 Manganês (Mn) Scheele 1774 Mazé, McHargue 1915,1922 Boro (B) Gay-Lussac, Thenard 1808 Warington 1923 Zinco (Zn) Sommer e Lipman 1926 Cobre (Cu) Lipman e McKinney 1931 Molibdênio (Mo) Hzelm Arnon e Stout 1938 Cloro (Cl) Schell 1774 Broyer et al. 1954 Níquel (Ni) Brown et al. 1987 Fontes: (Malavolta (1980); Glass (1983); Marschner (1995) Elementos essenciais às plantas superiores: descoberta e demonstração da essencialidade
- 5. Critérios de Essencialidade Elemento semo qual a planta não completa seu ciclo vital. Não pode ser substituído por outro elemento com propriedades similares. Comprovada participação no metabolismo da planta.
- 6. Lei do Mínimo •A produtividade é limitada pelo nutriente que apresentar maior deficiência entre todos os outros requeridos pela planta. Lei dos Fatores Limitantes: • A produção de uma planta está limitada pelo fator que estiver em menor quantidade em relação à necessidade do vegetal.
- 7. 94 – 96% 3– 6%
- 8. NUTRIENTE ABSORÇÃO FUNÇÕESBIOQUÍMICAS 4° GRUPO (Fe, Cu, Zn, Mo) Na forma de íons ou quelatos, da solução do solo Transporte de elétrons e ativação enzimática. 3° GRUPO (K, Mg, Ca, Mn, Cl) Na forma de íons da solução do solo Funções não específicas, estabelecendo potencial osmótico, ativação enzimática, balanceamento iônico. 2° GRUPO (P, B) P - forma de fosfato B - ácido bórico ou borato Os ésteres de fosfato estão envolvidos em reações de transferência de energia. 1° GRUPO (C, H, O, N, S) Na forma de CO2, H2O, O2, NO3 - , NH4 + , N2, SO4 2- , SO2 Constituintes de compostos orgânicos. Fonte: MENGEL & KIRKBY (1987) Classificação dos Nutrientes por Funções
- 9. Elementos Essenciais paraPlantas Superiores C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S Macronutrientes (g kg-1 ) 1,0 a 50,0 g kg-1 Micronutrientes (mg kg-1 ) 0,1 a 1000 mg kg-1 B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Ni
- 10. Macronutrientes Funções eCompostos ELEMENTO FUNÇÃO COMPOSTOS S Grupo ativo de enzimas e coenzimas Cisteína, cistina, metionina, taurina, glutatione, sulfolipídeos e coenzimas N Importante no metabolismo como composto Aminoácidos e proteínas, aminas, amidas, aminoaçúcares, purinas,e pirimidinas, alcalóides, coenzimas, vitaminas e pigmentos P Armazenamento e transferência de energia, estrutural Ésteres de carboidratos, nucleotídeos e ácidos nucléicos, coenzimas e fosfolipídios K Abertura e fechamento de estômatos, síntese e estabilidade de proteínas, relações osmóticas, síntese de carboidratos Predomina na forma iônica. Compostos desconhecidos Ca Ativação enzimática, parede celular, permeabilidade Pectato de cálcio, fitato, carbonato e oxalato Mg Ativação enzimática, estabilidade de ribossomos, fotossíntese Clorofila Fonte: HEWITT & SMITH (1975)
- 11. Micronutrientes Funções eCompostos ELEMENTO FUNÇÃO COMPOSTOS Zn Enzimas Anidrase carbônica Cl Fotossíntese Cloreto, alcalóides B Transporte de carboidratos, coordenação de fenóis Íon borato. Não se conhece compostos orgânicos Cu Enzima, fotossíntese Polifenoloxidase, plastocianina Fe Grupo ativo e enzimas, transporte de elétrons Citocromo, ferredoxina, catalase, síntese da porfirina, redução do nitrato, nitrito e sulfito Mn Fotossíntese, metabolismo do ácido carboxílico Manganina Mo Fixação do N2, redução do nitrato Redutase do nitrato, nitrogenase Fonte: HEWITT & SMITH (1975) Ni Destoxificação de ureia Urease
- 12. Elementos Benéficos Cobalto (Co) Sódio(Na) Fonte: ZANÃO JÚNIOR, L.A. et al. 2010.
- 13. Formas Absorvíveis Torna necessárioa participação de proteínas de transporte - vários sistemas de absorção, acúmulo, transporte e redistribuição. Nutriente Formas Nutriente Formas Nitrogênio NO3 - e NH4 + Cloro Cl- Fósforo H2PO4 - /H2PO4 = Cobre Cu++ Potássio K+ Manganês Mn++ Cálcio Ca++ Molibdênio MoO4 = Magnésio Mg++ Zinco Zn++ Enxofre SO4 = Níquel Ni++ Ferro Fe++ /Fe+++ Boro H3BO3/B(OH)3
- 14. Mobilidade dos Nutrientesno Floema Classificação – Marshner 1983 Móveis (N, P, K, Mg e Cl) Pouco móveis (S, Cu, Fe, Mn, Zn e Mo) Imóveis (Ca e B) Classificação – Marshner 1995 Alta mobilidade (N, P, K, Mg, S e Cl) Mobilidade intermediária (Cu, Fe, B, Zn e Mo) Baixa mobilidade (Ca e Mn)
- 15. N - P- K - Mg Ca - S - B - Cu - Fe - Mn - Zn Folhas Velhas Folhas Novas SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Sintomatologia Conseqüência: Redistribuição e Funções
- 16. PARTE DA PLANTASINTOMA DEFICIÊNCIA FOLHAS VELHAS E MADURAS CLOROSE NECROSE UNIFORME INTERNERVAL OU MANCHAS Mg INTERNERVAL Mg SECAMENTO DA PONTA E MARGENS N K Diagnose visual
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- 19. FOLHAS NOVAS E ÁPICE CLOROSE UNIFORME INTERNERVALOU MANCHAS Zn (Mn) NECROSE (CLOROSE) Ca, B, Cu DEFORMAÇÃO Mo (Zn, B) Fe (Mn, S) PARTE DA PLANTA SINTOMA DEFICIÊNCIA Diagnose visual
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- 22. Nitrogên io • Forma Absorvida:NO3 - e NH4 + • Função: A.A, Proteínas, Clorofila. • Teores nas Plantas: 20 a 50 g kg-1 • Sintomas de Deficiência:
- 23. Fósforo • Forma Absorvida:H2PO4 - e HPO4 -2 • Função: Fotossíntese, respiração, Energia (ATP). • Teores nas Plantas: 1,0 a 1,5 g kg-1 • Sintomas de Deficiência:
- 24. Potássio • Forma Absorvida:K+ • Função: Potencial osmótico, ativador enzimático. • Teores nas Plantas: 10 a 30 g kg-1 • Sintomas de Deficiência:
- 25. Cálcio • Forma Absorvida:Ca+2 • Função: Crescimento dos meristemas, parede celular • Teores nas Plantas: 10 a 30 g kg-1 • Sintomas de Deficiência:
- 26. Magnési o • Forma Absorvida:Ma+2 • Função: Clorofila, Proteinas, ativador enzimático • Teores nas Plantas: 3 a 5 g kg-1 • Sintomas de Deficiência:
- 27. Enxofre Forma Absorvida:SO4 - Função: Aminoácidos e proteinas Teores nas Plantas: 1,0 a 1,5 g kg-1 Sintomas de Deficiência:
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- 29. Absorção de Nutrientes ContatoÍon-Raiz • Interceptação Radicular • Fluxo de Massa • Difusão
- 32. Absorção de Nutrientes Figura5. Diagrama representativo de um segmento de membrana biológica: dupla camada de fosfolipídios e proteínas.
- 33. Tipos de Transporte 106 a108 íons.s-1 102 a 106 íons.s-1 100 íons.s-1
- 34. Na + K+ NH4 + Fonte: Modificado deFernandes 2006 H2PO4- H+ Ca2+ NO3 - H+ H+ H+ H+ H+ ATP ADP + Pi
- 35. Com isso teríamosos CANAIS como PASSIVOS e as BOMBAS e TRANSPORTADORES como ATIVOS.
- 36. Porém é importantediferenciar a difusão de moléculas com as de íons Moléculas: Volume molecular e sua solubilidade. Íons: Concentração e POTÊNCIAL ELETROQUÍMICO.
- 37. Esse potencial édependente da extrusão de prótons para o meio externo, através das H+ - ATPases, que são dependentes de energia. Os canais são dependentes ou não de energia? São dependentes sob a forma indireta
- 38. Ci Ce T R G ln . . Glicose (Molécula Neutra) Energialivre (G) Processo espontâneo Se D G < 0 Se D G > 0 Processo não espontâneo
- 39. Concentração de glicose(mmol L-1 ) Externa Interna 0,01 10,0 D G (kJ mol-1 ) 16,83 Entrada Somente Com Consumo de Energia TRASPORTE ATIVO
- 40. . ln . . ZF Ci Ce T R G Potássio (EspécieIônica) Não Há Entrada de K Se D G íon < D G membrana Se Há Entrada de K D G íon > D G membrana DEK + > D
- 41. O potencial demembrana da célula de – 109 mV. DEK + = - 114 mV Não Ocorreria Entrada Concentração de K+ (mmol L-1 ) Externa Interna 1 89
- 42. O potencial demembrana da célula de – 109 mV. DEK + = - 96 mV Haveria Entrada Concentração de K+ (mmol L-1 ) Externa Interna 2 89 APLICAÇÃO DE FERTILIZANTES
- 43. O potencial demembrana da célula de – 150 mV. DEK + = - 114 mV Também Ocorreria Entrada Concentração de K+ (mmol L-1 ) Externa Interna 1 89 ESTIMULAÇÃO DAATIVIDADES DAS BOMBAS IÔNICAS DE H+
- 44. O desequilíbrio decargas gerado pelas H+-ATPase faz necessário
- 45. Com isso verifica-seque a extrusão de prótons é a principal força responsável pela absorção de nutrientes pelas plantas, evidenciando a importância das bombas de prótons na nutrição mineral de plantas.
Notas do Editor
- #22 NO3- Nitrato NH4+ Amonio