Unidade+3+-+Nutrição+Mineral

Nutrição Mineral de
Plantas
Fisiologia Vegetal
Unidade III
Prof. José Vieira Silva
(UFAL – Arapiraca 2012)
Nutrição Mineral
de Plantas
Livro: Fisiologia Vegetal. Lincoln Taiz & Eduardo Zeiger (2004).
- Capítulo 5: Nutrição Mineral (p.95 – 113)
- Capítulo 6: Transporte de Solutos (p.115 – 136)
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.
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.
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+, Ca2+, Mg2+, Cl-, Mn2+ 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
CO2 e N.
Técnicas especiais são utilizadas em estudos nutricionais
Soluções nutritivas podem sustentar rápido crescimento vegetal
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“.
Princípio da Experimentação para análise nutricional em plantas
Concentração dos
nutrientes nos
tecidos
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.
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
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
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
Fósforo
Folhas com coloração verde escuro e púrpura. A
maturação da planta pode retardar
Ferro
clorose entre os vasos; os sintomas aparecem
primeiramente nas folhas mais jovens. Obs.: Não confundir com
os sintomas da deficiência de Mg.
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.
Manganês
Clorose nas folhas, com desenvolvimento de
pontos de necrose
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
Zinco
Plantas de milho
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
Zinco
Plantas de milho
Enxofre
Plantas de alfafa
Enxofre
Plantas de alfafa
Efeito da deficiência e excesso de nutrientes sobre as raízes
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).
- 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.
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.
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
Cátions: K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, ...
Ânions:
NO3-, ClSão repelidos pelas cargas negativas da
superfície das partíclulas do solo e permanecem em
solução no solo;
PO43- Se liga a partículas do solo que contem Al3+,
Fe2+ e Fe3+;
SO42Na presença de Ca2+ forma CaSO4, que é
levemente solúvel.
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 (Al3+) é relativamente insolúvel em solos com
pH superior a 5,0. No entanto, em solos ácidos, o Al3+ é um dos
principais fatores que limitam a produção vegetal.
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).
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 NO3-,
Mg2+, SO42- e também Ca2+.
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 NO3-,
Mg2+, SO42- e também Ca2+.
Esse processo de absorção pode ocorrer com o K+ e
PO42-.
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.
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.
Transporte passivo
Ocorre a favor de um potencial eletroquímico.
Difusão simples
Difusão facilidada
através da bicamada lipídica
feita por transportadores
Difusão através de canais iônicos
Transporte Ativo
Transporte de íons através da membrana contra um
gradiente de potencial eletroquímico, sempre com gasto
de energia metabólica.
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.
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.
Transporte ativo acoplado
ao gradiente de prótons
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
K+
Na+
Na+
K+
Na+