NUTRIÇÃO MINERAL. Katia Christina Zuffellato-Ribas

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1 NUTRIÇÃO MINERAL Katia Christina Zuffellato-Ribas

2 COMPOSIÇÃO MOLECULAR DAS CÉLULAS VEGETAIS ELEMENTOS: SUBSTÂNCIAS QUE NÃO PODEM SER QUEBRADAS EM OUTRAS PELOS MEIOS COMUNS 112 ELEMENTOS QUÍMICOS (91 DE OCORRÊNCIA NATURAL e 21 ARTIFICIAIS) ELEMENTOS QUÍMICOS MAIS FREQUENTES: C H O N P S CHONPS FORMAM 99% DA MASSA DE TODA A MATÉRIA VIVA

3 H 2 O 90% DA MASSA DA MAIORIA DOS TECIDOS VEGETAIS K + Mg 2+ 1% DA MASSA DA MAIORIA DOS TECIDOS VEGETAIS Ca 2+ TODO O RESTANTE DE UM ORGANISMO VIVO É COMPOSTO POR MOLÉCULAS ORGÂNICAS (QUE CONTÉM C) CARBOIDRATOS LIPÍDIOS PROTEÍNAS ÁCIDOS NUCLÉICOS

4 ESSENCIALIDADE ELEMENTOS ESSENCIAIS ELEMENTOS ÚTEIS ELEMENTOS TÓXICOS MINERAIS SEM OS QUAIS A PLANTA NÃO COMPLETA SEU CICLO A PLANTA COMPLETA SEU CICLO MESMO NA SUA AUSÊNCIA PREJUDICIAIS À PLANTA

5 CRITÉRIOS DA ESSENCIALIDADE DIRETOS INDIRETOS

6 CRITÉRIOS DA ESSENCIALIDADE DIRETOS O ELEM. MINERAL FAZ PARTE DE UM COMPOSTO DA PLANTA OU PARTICIPA DE UMA REAÇÃO SEM OS QUAIS A PLANTA MORRE N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni

7 CRITÉRIOS DA ESSENCIALIDADE INDIRETOS NA AUSÊNCIA DO ELEMENTO, A PLANTA NÃO COMPLETA SEU CICLO O ELEMENTO NÃO PODE SER SUBSTITUÍDO POR OUTRO, MESMO COM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS O ELEMENTO TEM QUE AFETAR O METABOLISMO E NÃO SIMPLESMENTE MUDAR O MEIO

8 CLASSIFICAÇÃO 1. De acordo com a concentração no tecido vegetal: Macronutrientes: 99,5% da massa seca; constituintes de compostos orgânicos ou atuam no controle osmótico N, P, K, Ca, Mg, S Micronutrientes: 0,5% da massa seca; constituintes de moléculas de enzimas ou ativadores enzimáticos B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni

9 MACRONUTRIENTES REQUERIDOS EM QUANTIDADES IGUAIS OU MAIORES QUE 1,0 g/kg N, P, K, Ca, Mg, S PRIMÁRIOS SECUNDÁRIOS MICRONUTRIENTES REQUERIDOS EM QUANTIDADES IGUAIS OU MENORES QUE 0,1 g/kg B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni

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11 C, H, O: Elementos químicos essenciais, obtidos pelo ar e do solo Na, Si, Se, Co e Al: Elementos benéficos (essenciais somente para um grupo restrito de espécies) Melhoram o crescimento ou participam de algum processo fundamental

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13 LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG Biólogo alemão Justus von Liebig (1840) - século XIX O sucesso de um organismo em um meio ambiente depende de que nenhum fator de sobrevivência exceda seu limite de tolerância Lei do Mínimo (= Lei de Liebig): SOB CONDIÇÕES DE ESTADO CONSTANTE, O NUTRIENTE PRESENTE EM MENOR QUANTIDADE (CONCENTRAÇÃO PRÓXIMA À MÍNIMA NECESSÁRIA) TENDE A TER EFEITO LIMITANTE SOBRE A PLANTA K

14 LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG SOB CONDIÇÕES DE ESTADO CONSTANTE, O NUTRIENTE PRESENTE EM MENOR QUANTIDADE TENDE A TER EFEITO LIMITANTE SOBRE A PLANTA

15 CLASSIFICAÇÃO 2. De acordo com função bioquímica: GRUPO 1: Nutrientes que fazem parte de compostos de carbonos (N, S) GRUPO 2: Nutrientes que são importantes no armazenamento de energia ou na integridade estrutural (P, B, Si) GRUPO 3: Nutrientes que permanecem na forma iônica (K, Ca, Mg, Cl, Mn, Na) GRUPO 4: Nutrientes que estão envolvidos em reações redox (Fe, Zn, Cu, Ni, Mo)

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17 N PAPEL ESTRUTURAL NUCLEOTÍDIOS (DNA e RNA) AMINOÁCIDOS PROTEÍNAS CLOROFILA P K PAPEL ESTRUTURAL NUCLEOTÍDIOS (DNA e RNA) ATP POTENCIAL OSMÓTICO REGULAÇÃO DO METABOLISMO DA PLANTA MOVIMENTO ESTOMÁTICO Ca PAPEL ESTRUTURAL PECTATOS DE Ca (LAMELA MÉDIA) MENSAGEIRO SECUNDÁRIO (ATIVA CALMODULINA) Mg S B Cl Cu CLOROFILA AMINOÁCIDOS (METIONINA e SISTEÍNA) DIVISÃO E ALONGAMENTO CELULAR FOTÓLISE DA ÁGUA TRANSPORTE DE ELÉTRONS SÍNTESE PROTÉICA COFATOR PARA SÍNTESE DE ENZIMAS FIXAÇÃO SIMBIÓTICA DO N 2 (LEGUMINOSAS) Fe SÍNTESE PROTÉICA ENZIMAS ÓXIDO-REDUÇÃO SÍNTESE DE CLOROFILA Zn ENZIMAS SÍNTESE DO TRIPTOFANO Mn Mo Co ATIVADOR ENZIMÁTICO COFATOR DA ENZIMA NITRATO REDUTASE FIXAÇÃO SIMBIÓTICA DO N 2 (LEGUMINOSAS)

18 NITROGÊNIO (N) - Macronutriente - Elemento estrutural: constituinte de aminoácido, proteínas e ácidos nucléicos

19 FÓSFORO (P) - Macronutriente - Elemento estrutural de nucleotídeos (RNA e DNA) e fosfolipídeos (membrana plasmática) e transferidor de energia (ATP, ADP, AMP)

20 POTÁSSIO (K) - Macronutriente - Cátion mais abundante nas células vegetais - Regulação do potencial osmótico - Relações hídricas - Abertura de estômatos - Alongamento celular - Ativa enzimas da respiração e fotossíntese - Síntese de proteínas (ligação do RNAt ao ribossomo)

21 CÁLCIO (Ca) - Macronutriente - Componente da parede celular (pectatos de cálcio) - Utilizado no fuso mitótico - Funcionamento normal das membranas - Mensageiro secundário de várias respostas da planta - Regulação osmótica

22 MAGNÉSIO (Mg) - Macronutriente - Parte da estrutura em anel da clorofila - Ativação de enzimas envolvidas na respiração, fotossíntese e síntese de DNA e RNA

23 ENXOFRE (S) - Macronutriente - Constituinte: Aminoácidos cisteína e metionina, coenzimas (coenzima-a) e vitaminas (biotina) - Descarboxilação do Piruvato coenzima-a

24 BORO (B) - Micronutriente - Influencia na síntese de ácido nucléicos, respostas hormonais - Atua no alongamento celular - Funcionamento de membranas - Transporte de açúcares

25 CLORO (Cl) - Micronutriente - Reação de quebra da água na fotossíntese - Regulação osmótica - Atua na divisão celular em folhas e raízes MANGANÊS (Mn) - Micronutriente - Co-fator essencial para o mecanismo de liberação de oxigênio, a partir da Fotólise (quebra da água) na fotossíntese - Ativa descaboxilases e desidrogenases

26 Fe Cl e Mn Cu

27 FERRO (Fe) - Micronutriente - Componente de enzimas envolvidas na transferência de elétrons (reações redox) CITOCROMOS - Requerido para a síntese de clorofila COBRE (Cu) - Micronutriente - Associado a enzima plastocianina envolvida nas reações dependentes da fotossíntese

28 ZINCO (Zn) - Micronutriente - Componente ou ativador de muitas enzimas - Biossíntese de clorofila em algumas plantas - Síntese de proteínas e do triptofano Zn Triptofano N H CH 2 CH COOH NH 2 Desaminação NH CH 2 C COOH O Ácido indol pirúvico Descarboxilação Descarboxilação CH 2 CH 2 NH 2 Desaminação CH 2 CHO Triptamina NH NH Aldeído indol acético Oxidação NH Ácido indol acético (IAA) CH 2 COOH

29 NÍQUEL (Ni) - Micronutriente - Presente na urease - Parte essencial do funcionamento enzimático do metabolismo do N MOLIBDÊNIO (Mo) - Micronutriente - Componente de enzimas redutase e nitrogenase - Necessário para a fixação de N e redução do nitrato

30 RAIZ PRIMÁRIA COM PÊLOS RADICULARES PÊLOS RADICULARES CIRCUNDADOS POR PARTÍCULAS DE SOLO

31 INFLUÊNCIA DO ph DO SOLO NA DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES EM SOLOS ORGÂNICOS

32 TIPOS DE CULTIVO PARA ESTUDO EM NUTRIÇÃO MINERAL SOLUÇÃO NUTRITIVA ph 6,5 ph 5,5 troca da solução ph 8,0 aeração MEIO SÓLIDO AREIA LAVADA, QUARTZO MOÍDO, ETC... NÃO SÃO NECESSÁRIOS AERAÇÃO E SUPORTE

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34 FÓRMULA DE SOLUÇÃO NUTRITIVA SEGUNDO HOAGLAND & ARNON KNO 3 NITRATO DE POTÁSSIO 5,0 ml/l KH 2 PO 4 FOSFATO DE POTÁSSIO 1,0 ml/l Ca(NO 3 ) 2. 4 H 2 O NITRATO DE CÁLCIO 5,0 ml/l MgSO 4. 7 H 2 O SULFATO DE MAGNÉSIO 2,0 ml/l H 3 BO 3 ÁCIDO BÓRICO 2,86 ml/l ZnSO 4. 7 H 2 O SULFATO DE ZINCO 0,22 ml/l CuSO 4. 5 H 2 O SULFATO DE COBRE 0.08 ml/l MnCl 2. 4 H 2 O Na(H 2 MoO 4. H 2 O) 2 Fe-EDTA CLORETO DE MANGANÊS 1,81 ml/l MOLIBIDATO DE SÓDIO 0,02 ml/l 1,0 ml/l

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43 P NO 3 - K NO 3 - NH 4 + Ca 2 +

44 Sistema pivotante de raízes de duas Eudicotiledôneas adequadamente irrigadas Beterraba: 5 meses de crescimento de raízes Alfafa: 2 anos de crescimento de raízes

45 Sistema fasciculado de raízes de Monocotiledônea (trigo) com 3 meses de idade

46 MOBILIDADE DOS NUTRIENTES Alta mobilidade: N, P, K, S, Mg, Cl Mobilidade intermediária: Fe, Zn, Cu, B, Mo Baixa mobilidade: Ca, Mn Elementos móveis: sintomas de deficiência aparecem primeiro nas folhas mais velhas Elementos imóveis: sintomas de deficiência aparecem nas folhas mais jovens

47 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA DE NUTRIENTES Deficiência de vários elementos pode ocorrer simultaneamente em tecidos diferentes Pode ocorrer devido à baixa concentração do nutriente no solo ou no substrato O elemento está presente na forma química não disponível para absorção Antagonismo com outro nutriente

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49 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Clorose uniforme das folhas Folhas verde-azuladas seguidas de clorose

50 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Clorose + necrose nas bordas e pontas das folhas Clorose internerval

51 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Clorose internerval e morte da gema apical Clorose uniforme

52 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Morte da gema apical + folhas grossas e quebradiças Murchamento + escurecimento da lâmina foliar

53 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Clorose + enrolamento para cima da lâmina foliar Clorose (rede verde fina das nervuras sobre fundo amarelado)

54 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Manchas cloróticas Clorose internerval e enrolamento do limbo

55 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA Encurtamento de entrenós e deformação das folhas

56 FIM!