3. Nutrição Mineral
Mineradoras da crosta terrestre
Produtividade aumenta linearmente com o
aumento de nutrientes
Aumento no consumo de fertilizantes plantas
consomem menos da metade do fertilizante
adicionado Lixiviação
Consumo de metais pesados
Pedologistas, hidrologistas, microbiologistas,
ecologistas e fisiologista vegetal
4.
5. O que são nutrientes essenciais?
A ausência impede a planta de completar o ciclo
Tem papel fisiológico claro, não pode ser
substituído
Envolvido no metabolismos da planta
Oxigênio, carbono e hidrogênio não são
considerados nutrientes minerais pois são
obtidos a partir da água e compostos orgânicos.
Divididos em Macronutrientes e Micronutrientes
7. Função Bioquímica
Grupo 1 – Nutrientes que fazem parte dos compostos
carbônicos
(N, S)
Grupo 2 – Nutrientes importantes na armazenagem de
energia ou integridade estrutural
(P, Si, B)
Grupo 3 – Nutrientes que permanecem na forma
iônica
(K, Ca, Mg, Cl, Mn, Na)
Grupo 4 – Nutrientes envolvidos em reações de redox
(Fe, Zn, Cu, Ni, Mo)
Obs.: Esses elementos desempenham diferentes funções e
8. Nutrientes Essenciais
Essenciais....alguns elementos são essenciais
somente para um determinado grupo de plantas
Muitas espécies ou grupos taxonômicos são
caracterizados por possuírem quantidades altas
ou baixas de alguns nutrientes
Eudicotiledôneas normalmente requerem uma
quantidade maior de cálcio e boro em
comparação com as monocotiledôneas
Nitrogênio e Enxofre: são principais componentes
tanto de proteínas como e coenzimas
Magnésio: Faz parte da clorofila e são ativadores
de muitas enzimas
Cálcio: controla a abertura estomática
13. Disponibilidade de Ferro precipita e solução alcalina
Ferro + ácido cítrico
Soluções modernas usa EDTA ou DTPA (complexo quelante –
cátions retidos por forças iônicas e não ligações covalentes)
14. Deficiência mineral
Em cultivo hidropônico facilmente visualizado
Se um elemento é móvel os sintomas da
deficiência tende a acontecer primeiro nas folhas
mais velhas já um elemento imóvel na folha mais
jovem
No ambiente
Deficiência de vários elementos podem ocorrer
simultaneamente
Deficiência ou excesso de um elemento pode
induzir deficiência ou acúmulo excessivo de outro
Doenças virais podem produzir sintomas similares
15. Sintomas
A maioria é associado ao caule e a folha
Crescimento raquítico de ramos
Necrose
Amarelamento das folhas – perda e reduzida
produção de clorofila (clorose)
Mobilidade via floema N, P, K, Mg
(pronunciados nas folhas mais velhas)
Mobilidade intermediária Mn, Mo, S, Zn
16. Mobilidade de Íons
Deficiência sintomas depende da mobilidade
do nutriente e da função
Difícil diagnosticar qual nutriente está deficiente
análise do solo e análise foliar
Móveis deslocam se facilmente, os sintomas
aparecem primeiro nas folhas mais velhas
N, P, K, Mg, Cl, Mn, Zn, Mo
Imóveis
Ca, B, S, Cu, Fe
17. Funções e sintomas da
deficiência
Nutrientes que integram os compostos de carbono
Nitrogênio A planta exige maior quantidade. A
deficiencia rapidamente inibe o crescimento. Limita a
produtividade, faz parte dos compostos da célula (aa,
ac. nucléicos e ptns). Folhas completamente amarelas
que caem da planta, produção de antocianinas
(carboidrata não utilizado), clorose. Folhas superiores
verdes amareladas e inferiores amarelas ou
castanahas. Móvel no xilema e floema. O excesso
provaca o crescimento excessivo de partes aéreas
sobre a raiz.
Enxofre Geralmente os solos tem enxofre em
excesso. É encontrado em 3 aa e várias coenzimas e
vitaminas essenciais ao metabolismo. Muitos sintomas
similares a deficiência de N (constituinte de ptn), mas é
observado primeiro nas folhas mais jovens. Pórem
18. Funções e sintomas da
deficiência
Importantes na armazenagem de E e função
estrutural
Fósforo (PO43-) fosfato-açúcares, faz parte da mb,
intermediários da respiração e fotossíntese,
nucleotídeos usados no metabolismo E (ATP) e DNA e
RNA. Carencia provoca crescimento reduzido em
folhas jovens, folhas verdes escuras que podem se
tornar mal formadas com pequenas folhas necrófitas.
Pode haver alta produção de antocianinas em algumas
sps, não há clorose, produção de caules delgados,
morte das folhas mais velhas, maturação retardada.
Transportado na forma de Pi via xilema e floema
Boro (H3BO3) alongamento celular, síntese de ác.
nucleicos, respostas hormonais e funcionamento da
19. Funções e sintomas da
deficiência
Nutrientes que ficam em forma iônica: pode ser
encontrado no citosol ou no vacúolo ou ligados a
compostos de carbono
K+ Regula potencial osmótico das células. Cátion mais
abundante no citoplasma. Deficiência provoca clorose
em manchas ou marginal que evolui para necrose.
Folhas podem curvar se e secar. Caules fracos e com
entre nós curtos. Em milho provoca maior
suscetibilidade a fungo e podridão radicular. Alta
mobilidade no xilema e floema.
20. Funções e sintomas da
deficiência
Nutrientes que ficam em forma iônica: pode ser
encontrado no citosol ou no vacúolo ou ligados a
compostos de carbono
Ca2+ Uso na síntese de parede, principalmente lamela
média. Necessário para o funcionamento normal das mb
celulares. Deficiência provoca necrose das regiões
meristemáticas jovens. Clorose generalizada e
curvamento para baixo das folhas. Folhas jovens
deformadas. Sistema radicular acastanhado, curto e
muito ramificado. Pode haver redução severa do
crescimento.
Mg2+ Ativa enzimas da respiração, fotossíntese,
síntese de DNA e RNA. Também faz parte das
moléculas de clorofila. Sintoma mais típico e a clorose
21. Funções e sintomas da
deficiência
Nutrientes que ficam em forma iônica: pode ser
encontrado no citosol ou no vacúolo ou ligados a
compostos de carbono
Cl- Quebra da H2O na fotossíntese, pode ser
necessário para divisão celular. Deficiência provoca
murcha dos ápices foliares, clorose e necrose
generalizada. Folhas podem ter crescimento reduzido,
raízes curtas e grossas junta ao ápice. A maioria das
plantas absorve a mais do que precisa.
Mn2+ Ativa várias enzimas nas células. Participação
na fotossíntese onde H2O O2. Deficiência provoca
clorose internervura com manchas necróticas em folhas
mais velhas ou jovens, depende da sp e da tx de
crescimento.
Na+ Necessário a maioria das sp que fazem rota C4 e
22. Funções e sintomas da
deficiência
Nutrientes envolvidos na reação REDOX. São
micronutrientes e podem sofrer oxidação e redução
reversíveis, além de serem importantes na
transferência de elétrons e na transformação de
Energia. São usualmente encontrados em associação
com moléculas maiores como citocromos, clorofila e
ptns.
Fe2+ e Fe3+ transferência de elétrons. Clorose e folha
branca (importante para clorofila)
Zn2+ Atividade de muitas enzimas e síntese da clorofila
em algumas plantas. Deficiência provaca diminuição do
crescimento entrenós.
23. Funções e sintomas da
deficiência
Cu2+ Associado as enzimas envolvidas nas
reações de REDOX. Folhas verdes escuras com
manchas necróticas, queda prematura.
Ni2+ Presente na Urease (enzima). Acúmulo de
ureia nas folhas. Raro, pois é prontamente móvel
no xilema e floema.
Mo4+ e Mo6+ Componente de várias enzimas
como nitrato redutase e nitrogenase. Clorose e
necrose de folhas mais velhas. Impedimento a
formação de flores e elas cairem
prematuramente. Deficiência de N, caso ela
dependa da fixação biológica do N.
24. Funções e sintomas da
deficiência
Nutrientes envolvidos na reação REDOX. São
micronutrientes e podem sofrer oxidação e
redução reversíveis, além de serem importantes
na transferência de elétrons e na transformação
de Energia. São usualmente encontrados em
associação com moléculas maiores como
citocromos, clorofila e ptns.
Fe2+ e Fe3+ transferência de elétrons.
Zn2+ Atividade de muitas enzimas e síntese da
clorofila em algumas plantas.
Cu2+ Associado as enzimas envolvidas nas
reações de REDOX.
Ni2+ Presente na Urease (enzima).
Mo4+ e Mo6+ Componente de várias enzimas
como nitrato redutase e nitrogenase.
25.
26. Deficiência e excesso
Lei do mínimo crescimento das plantas é
limitado pelo elemento mais escasso entre todos
no solo
... Assim o crescimento das plantas é função dos
nutrientes disponíveis no solo...
Aumenta a
concentração nos
tecidos
27. Análise de tecidos vegetais
Quantidade de um determinado mineral que a
planta realmente precisa
O pesquisador cultiva planta em solo ou solução
nutritiva, em que todos os nutrientes estão
condições adequadas exceto o nutriente sob
avaliação
Momento da adição para favorecer a produção
de grãos ou tuberculos
28. Fertilizantes
Normalmente a limitação e NPK, por isso os
fertilizantes completos tem esses três
elementos
Quando ocorrem várias culturas alguns
microelementos começam a faltar
Podem ser absorvidos pelas folhas –
adubação foliar, em dia quente os sais
podem acumular na superfície e queimar a
folha
Uso de detergentes para ficar na
superfície
Videira, trigo
29. pH - Raiz Solo
Disponibilidade de íons no solo
Desenvolvimento de fungos e bactérias
(meneralização)
30. Solo
Fornece suporte físico para as plantas
Água e ambiente gasoso para o desenvolvimento
radicular
Fonte primária de nutrientes inorgânicos
Disponível como íons (cátions)
Os íons inorgânicos penetram pelo sistema
radicular e compõe o suco celular
Capacidade de absorção seletiva limitada
podem absorver toxinas ou elementos não
essenciais
31. Intemperismo das Rochas
Minerais compostos inorgânicos que ocorrem
naturalmente e que são usualmente formados
por dois ou mais elementos químicos
Tabela periódica (3 artificiais)
Intemperismo desintegração física e a
decomposição química dos minerais
Congelamento e degelo ou aquecimento e
resfriamento
Os solos tb possuem material orgânico (se
condições de luz e nutrientes permitem bactérias,
fungos, algas, liquens, briófitas...)
32. Cobertura – grande
atividade física, química e
biológica
Solo da base – rochas
intemperizdas e minerais e
minerais
Subsolo – região de
deposição
Óxido de ferro, argila,
mat. Orgânica (pela
água)
Homem
mistura por
aração
33. Solo
Partículas de diferentes tamanhos, nos espaços
ao redor permeiam água e ar
Matéria sólida consiste tanto de matéria orgênica
como inorgânica
Partícula .............Tamanho (micromêtros)
Areia................200-2000
Areia fina...........20-200
Silte..................2-20
Argila................< 2
34.
35. Solo
Os nutrientes inorgânicos obtidos pela raiz das
plantas estão presentes como íons no solo
Maior parte cátions
As partículas de argila e humos podem conter
ânions que são lixiviados do solo mais
rapidamente que os cátions
Fosfato uma exceção pois forma precipitados
insolúveis
O ferro normalmente se encontra de forma
insolúvel (não disponível para as plantas)
36. Associações Simbiônticas
Adaptações que ajudam
Rizóbios bactérias que fixam nitrogênio
Micorrizas Associação de fungos ao
sistema radicular (83% das dicotiledêneas e
79% das monocotiledôneas). Aumentam o
contato com solo - hifas
37. Absorção - Como entram os nutrientes
Via xilema
Corrente transpiratória
Via floema
Translocação
Fluxo de massa + Difusão
Transporte ativo
38. Vias de absorção da Raiz
Via apoplástica (via parede celular, entre as
células)
Via simplástica (de célula a célula via
plasmodesmus)
Via transmembrana (atravessa ao menos duas
membranas para cada célula)
39. Raiz
Se a rizosfera e rica em nutrientes e água o
crescimento da raiz é mais acelerado
Se os nutrientes são abundantes e a água o
crescimento da raiz não acompanha o
crescimento da parte aérea, ou seja, uma
pequena raiz pode sustentar toda a parte aérea
Áreas diferentes da raiz absorvem íons distintos
Alta variação de nutrientes na rizosfera plantas
buscam condições favoráveis
42. Perguntas? Cap. 27 raven, cap. 12
taiz, cap 2 kerbauy
Explique como o pH influencia a absorção de
nutrientes pela planta?
Faça um quadro com a função principal de cada
nutriente e os sintomas de sua deficiência na
planta agrupando aquelas que possuem
sintomas similares ou função.
44. Assimilação de nutrientes
As plantas consome muitos energia para
converter os compostos inorgânicos em
compostos orgânicos
N2 NO3
- NO2
- NH4
+ nitrogênio-amida do
aminoácido glutamina 12 ATP
N2 (bactérias fixadoras) NH3
+ NH4
+ 10 ATP
SO4
2- cisteína 14 ATP
45. Ciclo de Nutrientes - Biogeoquímicos
Cada elemento tem um ciclo diferente
envolvendo muitos organismos e diversos
sistemas enzimáticos
Alguns ciclos como o carbono, oxigênio, enxofre
e nitrogênio que estão na atmosfera na forma
gasosa são basicamente gerais na natureza
Os ciclos contem vazamentos, pois nem todos os
nutrientes retornados ao solo são disponíveis
para uso vegetal
córrego rios oceanos
Queimadas
colheita
46. Ciclo do Nutriente
Concentra na atmosfera (78% N2) não usado
pela maioria dos seres vivos
Amônia e nitrito do solo (mais reativo)
Limitado no solo
47. Ciclo de Nitrogênio
1- Amonificação (bactérias do solo)
Incorpora o N2 e libera íons de amônio (NH4
+) –
plantas podem absorver
Meio alcalino e grande quantidade de mat.
Orgânica o N2 pode ser convertido no gás amônia
(NH3)
2- Nitrificação (bactérias)
Oxidar amônia ou íons de amônia (libera
Energia) – reduzir o dióxido de carbono, o nitrito
é tóxico para as plantas.
2NH4 + 3O2 2NO2 + 4H + 2H2O
Rizobium, Nitrobacter 2NO2 + O2 2NO3
3- Assimilação
49. Ciclo Nitrogênio
Fixação pelas plantas
A absorção pelas raízes pode exceder a
capacidade de assimilação
A alta capacidade de fixação por bactérias
simbiontes – problema para fertilizantes
Perda no solo
Desnitrificação
Colheita
Fogo
Lixiviação
51. Utiliza ptn animal como
fonte de nitrogênio
Potássio
fosfato
Solos ácidos (pântanos)
sem bactérias nitrificantes
52. Assimilação Amônio
Amônio
usado para transporte de e- na fotossíntese e
respiração
Captura de metabólitos no vacúolo
Excesso acumula no vacúolo – muito tóxico
Organismos desenvolveram aversão ao odor de
amônio
Plantas acumulam nitrato
Faz mal a animais que consomem vegetais com
muito nitrato – fígado reduz nitrato a nitrito –
associa a hemoglobina e incapacita a mesma a
transportar oxigênio
59. Assimilação do Enxofre
Múltiplas propriedades – Múltiplos estados
estáveis de oxidação
Sítio catalítico
Transporte de elétrons – grupo ferro-enxofre
Metabólitos secundários
SO4
- (sulfato) forma absorvida pelos vegetais
Tb ... SO2 (combustíveis fósseis) forma
gasosa pelos estômatos SO3 H2SO4
H2S (chuva ácida)
Principalmente nas folhas transportado via
floema
60. Ciclo do Fósforo
Crosta terrestre
Fonte intemperismo de rochas e minerais
Planta animais solo (orgânica) solo
(inorgânica - microorganismos) Planta
Pouco fósforo é perdido por lixiviação e erosão
61.
62. Assimilação fosfato
Absorvido HPO4
-
Principal ponto de entrada na formação de ATP
Mitocôndria – oxidação do NADH
Cloroplasto – fosforilação dependente da luz
Citosol - Glicólise
64. Um pequeno produtor está com problemas com sua
produção, ele tem uma pequena plantação de tomates e
as folhas estão todas com necrose foliar e ele quer que
você identifique os problemas dele observando os
sintomas dos tomateiros. O que você faria para ajuda-
lo? Por quê?
Quais são os íons mais disponíveis no solo?
O que são nutrientes essenciais?
Porque o pH é uma importante métrica para saber se
as condições do solo são adequadas para o
desenvolvimento vegetal?
Como a mobilidade dos íons pode influenciar os
sintomas de deficiência nutricional pela planta?