1.1 Conceitos em nutrição de plantas. Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal.

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1 1. CONCEITOS 1.1 Conceitos em nutrição de plantas. 1.2 Conceito de nutrientes e critérios de essencialidade. 1.3 Composição relativa das plantas. Outros elementos químicos de interesse na nutrição vegetal.

2 NUTRIÇÃO DE PLANTAS Engª Agrª Clélia Maria Mardegan... O homem vale quanto sabe

3 NUTRIÇÃO DE PLANTAS O conceito Quais são os nutrientes? Suas funções? Absorção, Transporte e Redistribuíção dos nutrientes? Diagnóstico de deficiências/excessos? Análise química Visual

4 NUTRIENTE Um elemento químico considerado essencial as plantas, e que sem ele a planta não vive. Critérios de essencialidade (Arnon & Stout, 1939)

5 Segundo os critérios de essencialidade estabelecidos por Arnon & Stout (1939), o elemento é essencial quando atende aos três critérios seguintes: O elemento deve estar diretamente envolvido no metabolismo da planta (como constituinte de molécula, participar de uma reação). A planta não é capaz de completar o seu ciclo de vida na ausência do elemento. A função do elemento é específica, ou seja, nenhum outro elemento poderá substituí-lo naquela função.

6 Natureza: >100 elementos Essencial (sem ele a planta não vive) Benéfico (aumenta o crescimento e a produção em situações particulares). Tóxico (diminui o crescimento e a produção, podendo levar à morte). Na planta: Total:40-50 elementos 16 elementos nutrientes

7 Os dezesseis elementos químicos nutrientes de plantas: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Cl e Mo. Os nutrientes são importantes para a vida, porque desempenham funções importantes no metabolismo da mesma, seja como substrato ou em sistemas enzimáticos. De forma geral, tais funções podem ser classificadas como: Estrutural (faz parte da estrutura de qualquer composto orgânico vital para a planta). Constituinte de enzima (metais ou elementos de transição que fazem parte do grupo prostético e que são essenciais à atividade das mesmas). Ativador enzimático (o nutriente, não só ativa como, também, inibe sistemas enzimáticos, afetando a velocidade de muitas reações no metabolismo do vegetal).

8 PROTEÍNAS Entendendo o que é um grupo prostético São compostos que fazem parte de nosso corpo e também nos alimentamos delas. Representam cerca de 50 a 80% do peso seco. Classificação: Proteínas simples e Proteínas conjugadas. - Proteínas simples - São também denominadas de homoproteínas e são constituídas, exclusivamente por aminoácidos. Exemplo: As Albuminas (clara do ovo). - Proteínas Conjugadas - São também denominadas heteroproteínas. São constituídas por aminoácidos mais outro componente não-protéico, chamado grupo prostético. Dependendo do grupo prostético, tem-se: Proteínas conjugadas Grupo prostético Exemplo Fosfoproteínas ácido fosfórico caseína (leite) Lipoproteínas lipídio vitelo (gema) dos ovos

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10 N (aminoácidos e proteínas), Mg (clorofila) Cu, Fe,Mn, Ni, Zn Mo

11 São considerados macronutrientes os elementos nitrogênio (N), fósforo (P2O5), potássio (K2O), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S) por serem requeridos em grandes quantidades. Estes elementos fazem parte de moléculas essenciais e possuem função estrutural nas plantas. Já os micronutrientes são aqueles elementos requeridos pelas plantas em pequenas quantidades, são eles: boro (B), cloro (Cl), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), molibdênio (Mo) e zinco (Zn), estes fazem parte das enzimas e têm função reguladora. Malavolta (2006) ainda acrescenta três micronutrientes à lista dos essenciais; o cobalto (Co), o níquel (Ni) e o selênio (Se). Alguns elementos podem afetar o crescimento e desenvolvimento das plantas, embora não se tenha determinado condições para caracterizá-los como essenciais. MARSCHNER (1986) inclui nesta categoria o sódio, silício, cobalto, níquel, selênio e alumínio. O Co é essencial para a fixação biológica do N2 em sistemas livres e simbióticos (MARSCHNER,1986).

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13 Elemento benéfico aquele que estimula o crescimento dos vegetais, mas que não são essenciais ou que são essenciais somente para certas espécies ou sob determinadas condições. Exemplo: Silício (Si), Cobalto (Co), Selenio (Se), Sodio (Na). Elemento tóxico aquele que não se enquadra como um nutriente ou elemento benéfico. Esses elementos, mesmo em concentrações baixas no ambiente, podem apresentar alto potencial maléfico, podendo levar o vegetal à morte. Exemplo: Alumínio (Al) e Cádmio (Cd). OBS: tanto os elementos essenciais como benéficos podem ser tóxicos às plantas quando presentes em altas concentrações no meio.

14 Os nutrientes não são absorvidos pelos vegetais na forma orgânica, ou seja, qualquer material orgânico (fertilizante orgânico) deve passar pelo processo de mineralização para disponibilizar os elementos para as plantas. De maneira geral, quando adicionamos um fertilizante mineral no solo, este se solubilizará na fase líquida do solo (solução do solo) liberando íons de carga positiva (cátions) e de carga negativa (ânions). Somente na forma iônica os nutrientes poderão ser absorvidos da solução do solo pelas planta. Entre os fatores que afetam a disponibilidade dos nutrientes no solo ph, teor de matéria orgânica e as reações de oxirredução são os mais importantes.

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16 Seqüência de eventos biológicos em plantas deficientes em nutrientes. Redução da velocidade dos processos metabólicos Paralisação/desarranjo dos processos biológicos Nível molecular Alteração de membranas, parede celular, organelas Nível subcelular Alteração/deformação das células Nível celular Alteração dos tecidos Nível de tecido = sintoma (clorose/necrose)

17 SISTEMA SOLO-PLANTA O solo é o meio que atua como reservatório de minerais necessários às plantas. O esquema abaixo é uma visão geral de compartimentos e vias de comunicação ou de transferência de um elemento (M), geralmente um nutriente de planta. O sistema é aberto em que os M são constantemente removidos de um lado, a uma fase sólida (reservatório) e acumulados no outro. M (adubo) M (fase sólida) M (solução) M (raiz) M (parte aérea) FASE SÓLIDA = RESERVATÓRIO = matéria orgânica + fração mineral Solução = compartimento para a absorção radicular Reações de transferência: fase sólida solução = disponibilidade, mineralização da matéria orgânica solução fase sólida = adsorção, fixação, imobilização

18 ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO Absorção processo pelo qual o elemento M passa do substrato (solo, solução nutritiva) para uma parte qualquer da célula (parede, citoplasma, vacúolo). Transporte ou translocação é a transferência do elemento, em forma igual ou diferente da absorvida, de um órgão ou região de absorção para outro qualquer (p. ex. da raíz para a parte aérea). Redistribuição é a transferência do elemento de um órgão ou região de acúmulo para outro ou outra em forma igual ou diferente da absorvida (p. ex, de uma folha para um fruto; de uma folha velha para uma nova).

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22 O CONTATO DO ÍON COM A RAIZ (ABSORÇÃO) OCORRE ATRAVÉS DOS SEGUINTES PROCESSOS: INTERCEPTAÇÃO RADICULAR FLUXO DE MASSA DIFUSÃO

23 INTERCEPTAÇÃO RADICULAR RAIZ Mn +2 À medida que a raiz se desenvolve, entra em contato com íons da fase líquida e sólida do solo. A contribuição deste processo é muito pequena e a quantidade é proporcional à relação existente entre a superfície das raízes e a superfície das partículas do solo.

24 FLUXO DE MASSA RAIZ Movimento do íon em uma fase aquosa móvel (solução do solo), devido a um gradiente de tensão da água adjacente (mais úmida). Os elementos dissolvidos são assim carregados pela água para a superfície radicular

25 DIFUSÃO RAIZ É o movimento do íon em um fase aquosa estacionária a curtas distâncias. Ocorre quando existe um gradiente de concentração, de um ponto de maior para um de menor concentração.

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27 NA PRÁTICA: Estes processos são alguns dos fatores que determinam a localização do adubo em relação à semente ou à planta. Os adubos contendo os elementos que se movem por difusão, por exemplo, devem ser localizados de modo a garantir o maior contato com a raiz, pois caso contrário, devido ao pequeno movimento, as necessidades da planta poderão não ser satisfeitas.

28 Mecanismos de absorção 1- Passivo corresponde à ocupação do apoplasto radicular; o elemento entra sem que a célula necessite gastar energia, deslocando-se de uma região de maior concentração, a solução externa, para outra de menor concentração, a qual corresponde à parede celular, espaços intercelulares e superfície externa do plasmalema; essas regiões delimitam o Espaço Livre Aparente (ELA).

29 2- Ativo o nutriente atravessa a barreira lipídica (gordurosa) da plasmalema, atingindo o citoplasma chegando ao vacúolo depois de vencer a outra barreira representada pelo tonoplasto. Para isso, a célula tem que gastar energia (ATP) fornecida pela respiração, uma vez que o nutriente caminha de uma região de menor concentração para outra de maior concentração. O mecanismo ativo é lento e irreversível. Portanto, as membranas plasmáticas são as responsáveis pela seletividade na absorção de cátions e ânions e constituem-se numa efetiva barreira para a difusão de íons para o citoplasma (influxo) ou no sentido contrário.

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31 O que é nutriente Questões Quais os critérios para que um elemento seja essencial Quais as tres funções que os nutrientes desempenham no metabolismo das plantas? Explique o mecanismo de absorção, transporte e redistribuição dos nutrientes nas plantas (pode ser atraves de um desenho se preferir) Faça um desenho (ou esquema) dos mecanismos de absorção dos nutrientes (difusão, fluxo de massa, interceptação radicular).