MAGNÉSIO. Nutrição Mineral de Plantas Letícia de Pierri

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1 MAGNÉSIO Nutrição Mineral de Plantas Letícia de Pierri CURITIBA, 2012

2 2 HISTÓRICO: Origem do nome: Magnésia, região da Tessália (Grécia); Joseph Black: 1755 reconheceu Mg como elemento químico; Humphry Davy: Isolou pela primeira vez; Sachs & Knop (1860): Demonstraram a essencialidade

3 3 HISTÓRICO: Usos atuais: ligas metálicas com alumínio, zinco e outras ligas não-ferrosas; Flashes fotográficos; Pirotecnia; Bombas incendiárias. Altamente inflamável!

4 Fonte: 4 Mg +2 NO AMBIENTE:

5 Fonte: Portal de Estudos em Química 5 Mg +2 NO AMBIENTE:

6 6 Mg +2 NO AMBIENTE: Minerais 1º s : piroxênios, anfibólios Na(Mg,Fe,Li,Mn,Al) 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6.O 18 (OH,F) 4 K(Mg,Fe) 3 (OH,F) 2 (Al,Fe)Si 3 O 10 ((Mg, Fe) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 ) Ca 2 Na(Mg,Fe) 4 (Al,Fe,Ti)AlSi 8 AlO 22 (OH,O) 2 (Mg,Fe) 2 SiO 4 ; Carbonatos e Sulfatos: dolomita (CaMgCO 3 ), magnesita (MgCO 3 ), epsomita (MgSO 4.7H 2 O), calcários dolomíticos e magnesianos; Minerais 2º s : montmorilonita, ilita, clorita, vermiculita; turmalina biotita serpentina hornblenda olivina Matéria orgânica Malavolta, 1974; Vitti et al., 2006

7 7 Mg +2 NO SOLO: Não-trocável, trocável e solúvel; 4 a 20% da CTC; ph X Mg +2 ; minerais 5% do Mg total solução do solo: 48 a 120 mg L -1 Raio iônico: 0,065 nm; Raio hidratado: 0,476 nm; lixiviado 2-30 Kg ha -1 ano -1 menor maior Em relação ao K + e Ca +2 Vitti et al., 2006; Marschner, 2012.

8 8 Mg +2 NO SOLO: deficiência pode ocorrer: Solo ácido (ph<5,4); Proporção de Mg +2 (<6%); Alto teor de K + ; Relação K/Mg >4; Concentração no solo < 0,4 cmol c dm -3 ; Solos arenosos, alta pluviosidade; Baixa umidade do solo fluxo de massa; Vitti et al., 2006

9 9 Mg +2 NO SOLO: COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO - RS/SC, 2004

10 10 CICLO DO Mg +2 : Malavolta (1976) In: Vitti et al., 2006

11 11 MECANISMO DE CONTATO: Fluxo de massa; Interceptação radicular; Vargas et al., 1983

12 12 ROTA DE ABSORÇÃO: Mg +2 : limitada translocação no simplasto (Ferguson & Clarkson, 1976) Fonte: Taiz & Zeiger, 2009

13 13 ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO: Mg +2 ; Não há mecanismo específico de transporte através da membrana; Processo passivo, mediado por transportadores, a favor do gradiente (Fonseca, 1995); Recentemente: proteínas (canais) transportadoras de Mg +2 foram identificadas em plantas superiores (Marschner, 2012); Após absorção, Mg +2 é transportado passivamente para a parte aérea, via xilema; Móvel no floema; Folhas velhas folhas novas

14 14 ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO: Fonte: Taiz & Zeiger, 2009

15 15 Mg +2 NA PLANTA: Compartimentação: 6 a 25%: clorofila: depende do status de nutrição da planta; 5 a 10%: firmemente ligado às pectinas das PCs; precipitado na forma de sais moderadamente solúveis (fosfato de magnésio) no vacúolo; Restante: Extraível com água. Marschner, 2012

16 16 INTERAÇÕES COM OUTROS NUTRIENTES: Mg +2 x HPO 4- ; Mg +2 x K + ; Mg +2 x H + ; Mg +2 x NH 4+ ; Mg +2 x Ca +2 ; Mg +2 x Al +3 ; INIBIÇÃO COMPETITIVA SINERGISMO RELAÇÃO Ca/Mg: 3-5 RELAÇÃO K/Mg: entre 0,2 e 0,5 (bananeira) RELAÇÃO (Ca+Mg)/K: DIMINUI TOXIDEZ

17 17 INTERAÇÕES COM OUTROS NUTRIENTES: Oliveira et al. (2001)

18 18 INTERAÇÕES COM OUTROS NUTRIENTES: Oliveira et al. (2001)

19 19 FUNÇÕES NA PLANTA: Estrutural: Clorofila, PC, fitato; Ativação enzimática: Nutriente que mais ativa enzimas; Síntese proteica; Cátion x ânion; Formar complexos com enzimas geometria precisa entre substrato e enzima (Rubisco); Estrutura enzima/proteína; Mg +2 : forte interação com ligantes nucleofílicos! Fonte: Malavolta, 2006.

20 20 FUNÇÕES NA PLANTA: Estrutura clorofila Fonte: Taiz & Zeiger, 2009 Mg-quelatase Mg-dequelatase

21 21 FUNÇÕES NA PLANTA: Parede celular e fitato Fonte: ofisiologia_vegetal/morfovegetal14.php Fonte: Fireman & Fireman, Pectatos de cálcio e magnésio

22 22 FUNÇÕES NA PLANTA: ativação enzimática Nutriente que mais ativa enzimas! Fonte: Meldau - Infoescola (2012) ATPase defosforilação; substrato das ATPases é preferencialmente o complexo Mg-ATP do que o ATP livre Fonte:Leonard and Hotchkiss (1976) In: Marschner (2012)

23 23 FUNÇÕES NA PLANTA: ativação enzimática Nutriente que mais ativa enzimas! hexoquinase fosforilação; Enzimas que transferem grupos fosfato para substratos Mg +2 : ponte entre o pirofosfato do ATP e a enzima Fonte: Marschner (2012)

24 24 FUNÇÕES NA PLANTA: ativação enzimática Nutriente que mais ativa enzimas! PEP carboxilase carboxilação; Rubisco; Folhas de espinafre geometria precisa entre enzima e substrato Sugiyama et al. (1969) In: Marschner (2012)

25 25 FUNÇÕES NA PLANTA: ativação enzimática Nutriente que mais ativa enzimas! Sintetase da glutamina; Frutose-1,6-bisfosfatase; Assimilação N Síntese amido Partição carboidratos Marschner (2012)

26 26 FUNÇÕES NA PLANTA: Síntese proteica Estabilidade de ribossomos Deficiência de Mg +2 : acúmulo de N-não protéico RNA proteínas Fonte: Galling (1963) In: Marschner (2012) Fonte: Aikawa, 1971 Chlorella pyrenoidosa

27 27 EXIGÊNCIA EXTRAÇÃO E EXPORTAÇÃO: Fonte: Pauletti, º elemento mais exigido

28 Fonte: Malavolta (1987); Lopes & Coelho (1988); Raij et al. (1997) In: COMISSÃO DE QUÍMICA E FERTILIDADE DO SOLO - RS/SC, 2004 (adaptado). 28 DIAGNOSE FOLIAR: Faixas de suficiência no tecido foliar

29 29 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - SOJA: Clorofila nos feixes vasculares permanece inalterada por períodos mais longos que a clorofila nas células entre os feixes (Taiz & Zeiger, 2009) fotos: Pierri, 2011.

30 30 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - SOJA: Folhas novas Folhas velhas fotos: Pierri, FEIJOEIRO

31 31 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - MILHO: fotos: Pierri, 2011.

32 fotos: Pierri, SINTOMAS DEFICIÊNCIA - MILHO:

33 33 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - MENTA: fotos: Pierri, 2011.

34 34 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - MENTA: fotos: Pierri, 2011.

35 35 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - MENTA:???? fotos: Pierri, Sintoma inicial K Mg

36 36 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - PIMENTEIRA: foto: De Bortoli, 2011.

37 fotos: Pierri, SINTOMAS DEFICIÊNCIA - FEIJOEIRO:

38 38 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - MAMONEIRA: fotos: Pierri, Sintoma inicial

39 Fonte: 39 SINTOMAS DEFICIÊNCIA - ALGODOEIRO: Vermelhão do algodoeiro Não confundir com doenças, pulgão, ácaros...

40 Fonte: Nota nº 10, Bragantia, SINTOMAS DEFICIÊNCIA - BANANEIRA: Azul da bananeira

41 41 PASTAGENS: Fonte: Lange, 2007 Tetania das pastagens (tetania hipomagnesêmica) Baixos teores de Mg +2 nas pastagens Níveis séricos baixos em ruminantes

42 42 FONTES DE Mg +2 : Fonte: Malavolta(1976), Lopes (1998), adaptado.

43 43 OBRIGADA! MAS ANTES... LERAM OS ARTIGOS?