FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS NO AGRONEGÓCIO

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1 FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS NO AGRONEGÓCIO 1. NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS Prof. Valdemar Faquin 2. DIAGNOSE DO ESTADO NUTRICIONAL DAS PLANTAS Prof. Valdemar Faquin 3. ABSORÇÃO FOLIAR E PRINCÍPIOS DE ADUBAÇÃO FOLIAR Prof. Ciro A. Rosolem (UNESP/Botucatu-SP) Prof. Valdemar Faquin

2 NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS PROGRAMA 1. INTRODUÇÃO 2. ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO 3. EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS E FUNÇÕES DOS NUTRIENTES 4. ELEMENTOS ÚTEIS E ELEMENTOS TÓXICOS 5. NUTRIÇÃO E QUALIDADE DOS PRODUTOS AGRÍCOLAS 6. VISITA À HIDROPONIA DO DCS

3 C IÊ N C I A D O S O L O NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS VALDEMAR FAQUIN 1 1 Professor Titular, DCS/UFLA, Lavras-MG

4 1/T INTRODUÇÃO LUZ CO 2 H 2 O Enz. Compostos Enz. Compostos Enz. Pl/ clorof. Simples Complexos (M) (M) (M) (M) Compostos Simples CO 2 H 2 O M = nutriente Carboidratos Lipídios Proteínas Outros Alimento Humanos Animais Organismos Ainda: madeira, energia, celulose, medicamentos, corantes, resinas C IÊ N C I A D O S O L O

5 Nutrição Mineral de Plantas 2/T Matéria Seca C, H e O - 90 a 95% do total Minerais - 5 a 10% do total Elementos Essenciais Compõe compostos orgânicos Participa de reações Na ausência a planta não vive C IÊ N C I A D O S O L O

6 Nutrição Mineral de Plantas 3/T C IÊ N C I A D O S O L O ELEMENTOS ESSENCIAIS E BENÉFICOS EM PLANTAS Elementos minerais essenciais Elementos minerais benéficos Elementos não minerais essenciais

7 Nutrição Mineral de Plantas 4/T Macronutrientes (kg ha -1 ) N, P, K, Ca, Mg e S Micronutrientes (g ha -1 ) B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn (Co, Ni) C IÊ N C I A D O S O L O

8 Nutrição Mineral de Plantas 5/T Absorção, Transporte e Redistribuição DEFINIÇÕES ABSORÇÃO RADICULAR (APOPLASTO) (SIMPLASTO) C IÊ N C I A D O S O L O Fonte: Faquin (2001)

9 Nutrição Mineral de Plantas 6/T C IÊ N C I A D O S O L O Fonte: Adaptado de Peres (2005) <http://orion.cpa.unicamp.br/sbfv/arquivos/aulas/grad01/05 nutricao_mineral/nutricaomineral.pdf >

10 Nutrição Mineral de Plantas 7/T C IÊ N C I A D O S O L O Fonte: Adaptado de Peres (2005) <http://orion.cpa.unicamp.br/sbfv/arquivos/aulas/grad01/05 nutricao_mineral/nutricaomineral.pdf >

11 CINÉTICA DA ABSORÇÃO IÔNICA ABSORÇÃO SEGUE MODELO MATEMÁTICO Figura 2.7

12 μmoles H 2 PO 4 - g -1 (MS) h -1 μmoles H 2 PO 4- L -1

13 EQUAÇÃO DE MICHAELIS E MENTEN v = Vmax. [M] / Km. [M] v = velocidade de absorção [M] = concentração externa de M Vmax = velocidade máxima de abs. = carregador saturado com M Km = Constante de Michaelis = [M] ext = Vmax / 2 = medida afinidade Carregador para M = quanto < Km, > afinidade

14 μmoles H 2 PO 4 - g -1 (MS) h -1 Vmax Vmax/2 Km μmoles H 2 PO 4- L -1

15 μmoles H 2 PO 4 - g -1 (MS) h -1 Vmax Vmax/2 Km μmoles H 2 PO 4- L -1

16 μmoles H 2 PO 4 - g -1 (MS) h -1 Vmax Vmax Vmax/2 Vmax/2 Km Km μmoles H 2 PO 4- L -1

17 PORTANTO: Km e Vmax: = Parâmetros cinéticos = Características da planta = Conferem > ou < absorção Desejável => < Km e > Vmax

18 CONCENTRAÇÃO MÍNIMA Planta não esgota M da solução => reduz à concentração mínima = Cmin => Cmin = [M] solução onde v = 0 => Cmin = outro parâmetro cinético Desejável: Vmax > Km < Cmin <

19 Figura 2.10 [P] NA SOLUÇÃO μmol L -1 TEMPO DE ABSORÇÃO (HORAS)

20 Fonte: Adaptado de Clarkson (1985) Nutrição Mineral de Plantas 8/T Fatores que afetam a absorção radicular Fatores Externos -DISPONIBILIDADE -AERAÇÃO -UMIDADE -TEMPERATURA -PRÓPRIO ÍON -OUTROS ÍONS -ph -MICORRIZAS -FLUXO DE MASSA -DIFUSÃO Fatores da Planta -POTENCIAL GENÉTICO (Km, Vmax e Cmin) -ESTADO IÔNICO CÉLULA -CARBOIDRATOS -TRANSPIRAÇÃO -MORFOLOGIA SIST. RADICULAR (área radicular) Concentração na superfície da raiz Capacidade de absorção ABSORÇÃO RADICULAR C IÊ N C I A D O S O L O

21 Nutrição Mineral de Plantas 11/T Transporte e Redistribuição TRANSPORTE Radial Longa distância REDISTRIBUIÇÃO Nutrientes Redistribuição Sintomas Visuais de Deficiência Ocorre: N, P, K e Mg Móveis folhas velhas S, Cu, Fe, Mn, Zn e Mo pouco móveis folhas novas B e Ca Imóveis folhas novas e meristemas C IÊ N C I A D O S O L O

22 Nutrição Mineral de Plantas 12/T EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS E EXPORTAÇÃO DE NUTRIENTES DEFINIÇÕES EXIGÊNCIAS: MACROS: N>K>Ca>Mg>P=S MICROS: Fe>Mn>Zn>Cu>B>Mo Fonte: 1 Malavolta et al.(1997); 2 EMBRAPA SOJA (2004); 3 Malavolta & Violante Netto (1989); 4 Faquin & Andrade (2004). C IÊ N C I A D O S O L O

23 Nutrição Mineral de Plantas 13/T g/planta g/planta Fonte: Adaptado de Solis (1982) kg/ha Crescimento Parte aérea total Folhas Caule e Ramos Flores e Frutos Dias após a emergência Dias após a emergência C IÊ N C I A D O S O L O

24 Nutrição Mineral de Plantas 14/T Fonte: Adaptado de Solis (1982) Acúmulo de MACRONUTRIENTES kg de N/ha 9 8 kg de P/ha Parte aérea total Folhas Caule e Ramos Flores e Frutos C IÊ N C I A D O S O L O

25 Nutrição Mineral de Plantas 15/T Fonte: Adaptado de Solis (1982) Acúmulo de MACRONUTRIENTES kg de K/ha Parte aérea total kg de Ca/ha Folhas Caule e Ramos Flores e Frutos C IÊ N C I A D O S O L O

26 Nutrição Mineral de Plantas 16/T Fonte: Adaptado de Solis (1982) Acúmulo de MACRONUTRIENTES 16 kg de Mg/ha 6 kg de S/ha Parte aérea total Folhas 4 Caule e Ramos Flores e Frutos C IÊ N C I A D O S O L O

27 FUNÇÕES DOS NUTRIENTES (tipos de funções) a) ESTRUTURAL COMPONENTE DE COMPOSTOS - N a.a.; proteinas... - Mg clorofila b) CONSTITUINTE DE ENZIMAS (COFATOR) - Grupo prostético => Mo Redutase do Nitrato => Fe Citocromos c) ATIVADOR ENZIMÁTICO - Cofator metálico => Mg2+; K+; Mn2+; Zn2+ - Coenzimas => NAD; NADP (reações de oxi-redução)

28 Nutrição Mineral de Plantas 17/T Fonte: Malavolta et al. (1997) Funções dos Nutrientes M ESTRUTURAL M GRUPO PROSTÉTICO M ATIVADOR C IÊ N C I A D O S O L O

29 Nutrição Mineral de Plantas 18/T NITROGÊNIO FONTE: ATMOSFERA = gasoso PLANTA: N-NO - 3 e N-NH + 4 PROCESSOS: FIXAÇÃO BIOLÓGICA FIXAÇÃO INDUSTRIAL FIXAÇÃO ATM C IÊ N C I A D O S O L O

30 Nutrição Mineral de Plantas NITROGÊNIO 19/T FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO (FBN) SISTEMA SIMBIÓTICO (+ importante) LEGUMINOSA x RIZÓBIO BACTÉRIA = Nitrogenase (Nase) Nase = Fe e Mo (N 2 gasoso 2 NH 3 ) C IÊ N C I A D O S O L O

31 NITROGENASE (Nase) Complexo enzimático 2 sub-unidades => Fe-proteína (4 Fe + 4 S) => Fe-Mo-proteína (24 Fe + 2 Mo) Outros nutrientes: - P e Mg (ATP) - Ca nodulação - Co cobalamina leg-hemoglobina

32 Nutrição Mineral de Plantas MOLIBDÊNIO 79/T Nitrogenase (FBN) COMPLEXO DA ENZIMA NITROGENASE Fe-proteína MoFe-proteína Ferredoxina OX Fe RED MoFe OX 2NH 3, H 2 Fe OX MoFe OX Ferredoxina RED Fe OX MoFe RED N 2, 8H + 16 ATP 16 ADP + 16Pi C IÊ N C I A D O S O L O Fonte: Adaptado de Taiz e Zeiger (2004)

33 REAÇÕES METABÓLICAS DA FBN NOS BACTERÓIDES (MENGEL & KIRBY,1987)

34 Nutrição Mineral de Plantas NITROGÊNIO 20/T NITROGÊNIO NA PLANTA ABSORÇÃO: NO 3- ; NH 4+ ; uréia; N 2 FUNÇÕES DO N: 90% - N orgânico (80% proteinas, 10% ác. nucl.) Função estrutural a.a.; proteinas; enzimas; coenzimas; clorofila; DNA e RNA; ATP; hormônios; etc C IÊ N C I A D O S O L O

35 REDUÇÃO ASSIMILATÓRIA DO NO 3 - NO 3 - forma absorvida (oxidada) R-NH 2 compostos orgânicos (reduzida) NO 3- reduzido NH 4+ assimilado

36 1º PASSO: OCORRE NO CITOPLASMA REDUTASE DO NITRATO NO - 3 NO - 2 (nitrito) (RNO 3- ) RNO 3 - contém Fe e Mo

37 Nutrição Mineral de Plantas MOLIBDÊNIO 80/T Redutase do Nitrato H+ NAD(P)H FAD 2 citocromo-b Fe 2+ Mo 6+ NO 2- + H 2 O NAD(P) + FADH 2 2 citocromo-b Fe 3+ Mo 4+ NO 3 - C IÊ N C I A D O S O L O Fonte: Adaptado de Mengel e Kirkby (2001)

38 2º PASSO: OCORRE NOS CLOROPLASTOS NO 2 - REDUTASE DO NITRITO (RNO 2- ) NH 4 + RNO 2 - CONTÉM Fe e S

39 REDUÇÃO DO NITRATO E DO NITRITO

40 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO MÓVEL => FOLHAS VELHAS CLOROSE GENERALIZADA NO LIMBO FOLIAR

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