Nutrição Mineral de Plantas

Transcrição

1 Nutrição Mineral de Plantas Fisiologia Vegetal Unidade III Prof. José Vieira Silva (UFAL Arapiraca 2012)

2 Nutrição Mineral de Plantas Livro: Fisiologia Vegetal. Lincoln Taiz & Eduardo Zeiger (2004). - Capítulo 5: Nutrição Mineral (p ) - Capítulo 6: Transporte de Solutos (p )

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4 Nutrição Mineral - Aspectos Gerais - - Elementos Minerais: são elementos obtidos do solo pelas plantas, principalmente na forma de íons inorgânicos; - Eles entram na biosfera predominantemente pelos sistemas radiculares das plantas; - Estão presentes nos solos em baixas concentrações, porém são absorvidos pelas plantas com muita eficiência; - São translocados das raízes para as diferentes partes das plantas e utilizados em inúmeras funções biológicas; - Nutrição Mineral: é o estudo da maneira como as plantas obtêm e utilizam os nutrientes minerais.

5 Elementos Essenciais O nutriente é considerado essencial quando a sua ausência impede a planta de completar seu ciclo de vida, apresentando um papel fisiológico claro. O nutriente é considerado essencial quando ele faz parte do metabolismo vegetal e compõe qualquer molécula presente na planta, indispensável para que a mesma complete seu ciclo biológico.

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7 Classificação de acordo com a função biológica Grupo 1 (N e S): Formam compostos orgânicos e a assimilação se dá por meio de reações bioquímicas envolvendo reações de oxidações e reduções. Grupo 2 (P, Si e B): Importantes no armazenamento de energia, divisão celular, formação de membranas e manutenção da integridade estrutural. Grupo 3 (K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, Mn 2+ e Na + ): Nutrientes na forma iônica, que atuam como mensageiro secundário, cofatores enzimáticos e regulador metabólico; na manutenção da turgescência celular, formação de pigmentos celulares e quebra da molécula da água. Grupo 4 (Fe, Zn, Cu, Ni e Mo): Nutrientes envolvidos na transferência de elétrons e na transformação de energia; na constituição de proteínas (enzimas) indispensáveis à fixação de CO 2 e N.

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9 Técnicas especiais são utilizadas em estudos nutricionais

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11 Soluções nutritivas podem sustentar rápido crescimento vegetal

12 LEI DO MÍNIMO - Justus Liebig O crescimento de um organismo é limitado pelo elemento essencial que está presente numa concentração inferior àquela requerida por esse organismo, sendo que tal fator é o determinante final que controla a distribuição ou a sobrevivência da espécie em questão.

13 Princípio da Experimentação para análise nutricional em plantas

14 Concentração dos nutrientes nos tecidos

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18 Nitrogênio diminuição do crescimento; clorose geral da planta, principalmente nas folhas mais velhas, folhas amareladas e púrpuras; aumento proporcional do sistema radicular, e queda das folhas.

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20 Potássio Clorose marginal, que evolui para uma necrose, primeiramente nas margens pontas da folha e entre os vasos; os sintomas aparecem primeiramente nas folhas mais velhas; a folha também pode ficar ondulada ou enrolar

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22 Cálcio Necrose nas regiões meristemáticas, tais como pontas de raiz e folhas jovens; folhas jovens podem aparecer deformadas; o sistema radicular da planta pode se mostrar acastanhado, curto e bastante ramificado

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24 Magnésio O sintoma característico de deficiência de Mg é a clorose entre os vasos das folhas, ocorrendo primeiramente nas folhas mais velhas; abscisão prematura da folha

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26 Fósforo Folhas com coloração verde escuro e púrpura. A maturação da planta pode retardar

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28 Ferro clorose entre os vasos; os sintomas aparecem primeiramente nas folhas mais jovens. Obs.: Não confundir com os sintomas da deficiência de Mg.

29 Boro - o sintoma é muito parecido com o do cálcio, com necrose e enrugamento das nervuras. As paredes do fruto tornam-se assimetricamente deprimidas e os lóculos se abrem.

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31 Manganês Clorose nas folhas, com desenvolvimento de pontos de necrose

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33 Cobre Folhas verde escuras com pontos necróticos; os pontos necróticos aparecem primeiramente nas pontas das folhas evoluindo para a base da folha pelas margens; em deficiências severas pode ocorrer abscisão foliar prematura

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35 Zinco Plantas de milho

36 Os sintomas de deficiência de zinco manifestam-se nas partes mais novas da planta, com o encurtamento dos entrenós, ligeira clorose das folhas, redução do tamanho e deformação das folhas

37 Zinco Plantas de milho

38 Enxofre Plantas de alfafa

39 Enxofre Plantas de alfafa

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42 Efeito da deficiência e excesso de nutrientes sobre as raízes

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44 São plantas parasitas que possuem haustórios que penetram no tecido vascular da planta hospederia para absorver água e nutrientes. De maneira geral, provocam sérios danos aos hospedeiros, como visto nas árvores existentes em ruas e avenidas das cidades, levando a quebra de galhos e estruturas da parte aérea. Ex. Erva de passarinho (Psittacanthus robustus).

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46 - São plantas que usam as árvores somente como suporte e obtém os nutrientes do ambiente. - Característica encontrada principalmente em plantas de interesse ornamental, como Bromélias, orquídeas, dentre outras.

47 As orquídeas possuem as raízes cobertas por um tecido branco, esponjoso, chamado de velame, responsável pelo maior tempo de exposição das raízes à água e nutrientes.

48 Vivem em regiões ácidas onde as condições do solo não são favoráveis. Podem obter nitrogênio e outros nutrientes minerais pela captura, morte e digestão de insetos e outros animais pequenos. As armadilhas são evoluções das folhas e possuem glândula que secretam um suco digestivo. Nepenthes sibuyanensis

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51 Cátions: K +, NH 4+, Ca 2+, Mg 2+,...

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53 Ânions: NO 3-, Cl - São repelidos pelas cargas negativas da superfície das partíclulas do solo e permanecem em solução no solo; PO 4 3- Se liga a partículas do solo que contem Al 3+, Fe 2+ e Fe 3+ ; SO 2-4 Na presença de Ca 2+ forma CaSO 4, que é levemente solúvel.

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57 O Alumínio é metal mais abundante da crosta terrestre, pois é o principal constituinte dos minerais de argila (Silicatos de Alumínio). A foram iônica do Al (Al 3+ ) é relativamente insolúvel em solos com ph superior a 5,0. No entanto, em solos ácidos, o Al 3+ é um dos principais fatores que limitam a produção vegetal.

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60 Intercepção radicular: A raiz entra em contato com o solo a medida que vai crescendo. No entanto o volume ocupado pelo sistema radicular é cerca de 1% do volume total do solo. É responsável pela absorção de pequena parte dos nutrientes como por exemplo o cálcio (Ca).

61 Fluxo de massa Quando a água é absorvido pela planta forma um gradiente de potencial hídrico em direção à raiz. Os nutrientes da solução do solo são carregados até a superfície da raíz onde poderão estar disponíveis para a absorção. O fluxo de massa é influenciado principalmente pela concentração de nutrientes no solo e pela transpiração da planta. É responsável pela absorção da maior parte do NO 3-, Mg 2+, SO 4 2- e também Ca 2+.

62 Difusão Quando o restabelecimento de um íon pela fase sólida do solo é menor que a quantidade desse íon absorvido pela planta, cria-se um gradiente de concentração de ao longo do qual o íon se move. Esse processo é chamado de difusão. É responsável pela absorção da maior parte do NO 3-, Mg 2+, SO 4 2- e também Ca 2+. Esse processo de absorção pode ocorrer com o K + e PO 4 2-.

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64 Da superfície radicular até o xilema - Rota Apoplástica O íon se movimenta pela parede celular e espaços intercelulares, a favor de um gradiente de concentração. A movimentação dos íons é rápida e inteiramente passivo.

65 Rota Simplástica O íon é absorvido pelas células e é transportado por inúmeros plasmodesmos entre as células. Como na raíz existe uma faixa de células altamente suberizadas, a endoderme, obrigatoriamente parte da rota de absorção dos nutrientes tem que ser simplástica. Rota Transcelular Parte do transporte do íon pode ser feita pelo apoplasto e parte pelo simplasto.

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69 Transporte passivo Ocorre a favor de um potencial eletroquímico. Difusão simples através da bicamada lipídica Difusão facilidada feita por transportadores Difusão através de canais iônicos

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73 Transporte Ativo Transporte de íons através da membrana contra um gradiente de potencial eletroquímico, sempre com gasto de energia metabólica.

74 A B C D Etapas hipotéticas no transporte de um cátion (o M + hipotético) contra seu gradiente químico através de uma bomba eletrônica. A proteína, embebida na membrana, liga o cátion no lado de dentro da cé1ula (A) e é fosforilada por ATP (B). Essa fosforilação conduz a uma mudança de conformação que expõe o cátion ao lado de fora da célula e possibilita a sua difusão para longe (C). A liberação do íon fosfato (P) da proteína para o citosol (D) restabelece a configuração inicial da proteína de membrana e permite que um novo ciclo de bombeamento se inicie.

75 Transporte Ativo Secundário Utiliza a energia armazenada em gradientes de potencial eletroquímico. Um potencial de membrana e um gradiente de ph são criados às custas da hidrólise de ATP.

76 Transporte ativo acoplado ao gradiente de prótons K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na +

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