Na planta - UniSALESIANO

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.
NUTRIÇÃO DE PLANTAS
Engª Agrª Clélia Maria Mardegan
...“O homem vale
quanto sabe”
NUTRIÇÃO DE PLANTAS
O conceito
Quais são os
nutrientes?
Suas funções?
Diagnóstico de
deficiências/excessos?
Análise química
Visual
Absorção,
Transporte e
Redistribuíção
dos
nutrientes?
NUTRIENTE
Um elemento químico considerado
essencial as plantas, e que sem ele a
planta não vive.
Critérios de essencialidade (Arnon &
Stout, 1939)
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.
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
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).
Entendendo o que é um grupo prostético
PROTEÍNAS
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
N (aminoácidos e proteínas), Mg (clorofila)
Cu, Fe,Mn, Ni, Zn Mo
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).
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.
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.
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)
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
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).
O CONTATO DO ÍON COM A RAIZ
(ABSORÇÃO)
OCORRE ATRAVÉS DOS SEGUINTES PROCESSOS:
INTERCEPTAÇÃO RADICULAR
FLUXO DE MASSA
DIFUSÃO
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.
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
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.
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.
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).
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.
Questões
• O que é nutriente
• 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).