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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
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
NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS
VALDEMAR FAQUIN1
1Professor Titular, DCS/UFLA, Lavras-MG
C IÊ N C I A D O S O L O
INTRODUÇÃO
C IÊ N C I A D O S O L O
1/T
LUZCO2
H2O
Pl/ clorof.Compostos
SimplesCompostos
ComplexosCompostos
Simples
CO2
H2O
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Outros
Alimento
Humanos
Animais
Organismos
Enz. Enz. Enz.
(M) (M) (M) (M)
Ainda: madeira, energia, celulose, medicamentos, corantes, resinas…
M = nutriente
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
Nutrição Mineral de Plantas 2/T
C IÊ N C I A D O S O L O
ELEMENTOS ESSENCIAIS E BENÉFICOS EM PLANTAS
Elementos minerais essenciaisElementos minerais benéficosElementos não minerais essenciais
Nutrição Mineral de Plantas 3/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
Nutrição Mineral de Plantas 4/T
Absorção, Transporte e Redistribuição DEFINIÇÕES
ABSORÇÃO RADICULAR
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Faquin (2001)
Nutrição Mineral de Plantas 5/T
(APOPLASTO)
(SIMPLASTO)
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 >
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 >
Nutrição Mineral de Plantas 7/T
CINÉTICA DA ABSORÇÃO IÔNICA
ABSORÇÃO SEGUE MODELO MATEMÁTICO
Figura 2.7
μm
ole
s H
2P
O4
-g
-1 (M
S)
h-1
μmoles H2PO4- L-1
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
μm
ole
s H
2P
O4
-g
-1 (M
S)
h-1
μmoles H2PO4- L-1
Vmax
Vmax/2
Km
μm
ole
s H
2P
O4
-g
-1 (M
S)
h-1
μmoles H2PO4- L-1
Vmax
Vmax/2
Km
μm
ole
s H
2P
O4
-g
-1 (M
S)
h-1
μmoles H2PO4- L-1
Vmax
Vmax/2
Km
Vmax
Vmax/2
Km
PORTANTO:
Km e Vmax:
= Parâmetros cinéticos
= Características da planta
= Conferem > ou < absorção
Desejável => < Km e > Vmax
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 → <
[P]
NA
SO
LU
ÇÃ
O μ
mol
L-1
TEMPO DE ABSORÇÃO (HORAS)
Figura 2.10
Fatores que afetam a absorção radicular
C IÊ N C I A D O S O L O
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)
Capacidade de absorçãoConcentração na superfície da raiz
Fonte: Adaptado de Clarkson (1985)
ABSORÇÃO
RADICULAR
Nutrição Mineral de Plantas 8/T
Transporte e Redistribuição TRANSPORTE
Radial
Longa distância
REDISTRIBUIÇÃO
C IÊ N C I A D O S O L O
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
Nutrição Mineral de Plantas 11/T
EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS E EXPORTAÇÃO
DE NUTRIENTES
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: 1Malavolta et al.(1997); 2EMBRAPA SOJA (2004); 3Malavolta & Violante Netto (1989); 4Faquin &
Andrade (2004).
Nutrição Mineral de Plantas 12/T
DEFINIÇÕES
EXIGÊNCIAS:
MACROS: N>K>Ca>Mg>P=S
MICROS: Fe>Mn>Zn>Cu>B>Mo
Crescimento
C IÊ N C I A D O S O L O
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
12 24 36 48 60 72 84
Dias após a emergência
g/p
lan
ta
0
222
444
666
888
1110
1332
1554
1776
1998
2220
2442
2664
kg
/ha
0
220
440
660
880
1100
1320
1540
1760
1980
2200
2420
2640
12 24 36 48 60 72 84
Dias após a emergência
g/p
lan
taParte aérea total
Folhas
Caule e Ramos
Flores e Frutos
Fonte: Adaptado de Solis (1982)
Nutrição Mineral de Plantas 13/T
Acúmulo de MACRONUTRIENTES
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Solis (1982)
Nutrição Mineral de Plantas 14/T
0
10
20
30
40
50
60
70
12 24 36 48 60 72 84
0
1
2
3
4
5
6
12 24 36 48 60 72 84
Parte aérea total
Folhas
Caule e Ramos
Flores e Frutos
kg de N/ha
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12 24 36 48 60 72 84
kg de P/ha
Acúmulo de MACRONUTRIENTES
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Solis (1982)
Nutrição Mineral de Plantas 15/T
0
20
40
60
80
100
120
140
12 24 36 48 60 72 84
0
10
20
30
40
50
60
70
12 24 36 48 60 72 84
kg de K/ha kg de Ca/ha
0
1
2
3
4
5
6
12 24 36 48 60 72 84
Parte aérea total
Folhas
Caule e Ramos
Flores e Frutos
Acúmulo de MACRONUTRIENTES
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Solis (1982)
Nutrição Mineral de Plantas 16/T
0
2
4
6
8
10
12
14
16
12 24 36 48 60 72 84
0
1
2
3
4
5
6
12 24 36 48 60 72 84
0
1
2
3
4
5
6
12 24 36 48 60 72 84
Parte aérea total
Folhas
Caule e Ramos
Flores e Frutos
kg de Mg/ha kg de S/ha
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)
Funções dos Nutrientes
C IÊ N C I A D O S O L O
M
M
M
ESTRUTURAL
GRUPO PROSTÉTICO
ATIVADOR
Fonte: Malavolta et al. (1997)
Nutrição Mineral de Plantas 17/T
NITROGÊNIO
FONTE: ATMOSFERA = gasoso
PLANTA: N-NO3- e N-NH4
+
PROCESSOS:
FIXAÇÃO BIOLÓGICA
FIXAÇÃO INDUSTRIAL
FIXAÇÃO ATM
Nutrição Mineral de Plantas 18/T
C IÊ N C I A D O S O L O
FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO (FBN)
SISTEMA SIMBIÓTICO (+ importante)
LEGUMINOSA x RIZÓBIO
BACTÉRIA = Nitrogenase (Nase)
Nase = Fe e Mo (N2 gasoso 2 NH3)
Nutrição Mineral de Plantas NITROGÊNIO 19/T
C IÊ N C I A D O S O L O
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
FerredoxinaOX
FerredoxinaRED
FeRED
FeOX
MoFeOX FeOX
MoFeOX
MoFeRED
2NH3, H2
N2, 8H+
16 ATP 16 ADP + 16Pi
COMPLEXO DA ENZIMA NITROGENASE
Fe-proteína MoFe-proteína
Nitrogenase (FBN)
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Taiz e Zeiger (2004)
Nutrição Mineral de Plantas MOLIBDÊNIO 79/T
REAÇÕES METABÓLICAS DA FBN NOS BACTERÓIDES
(MENGEL & KIRBY,1987)
NITROGÊNIO NA PLANTA
ABSORÇÃO: NO3-; NH4
+; uréia; N2
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
Nutrição Mineral de Plantas NITROGÊNIO 20/T
REDUÇÃO ASSIMILATÓRIA DO NO3-
NO3- → forma absorvida (oxidada)
R-NH2 → compostos orgânicos (reduzida)
NO3- → reduzido → NH4
+ → assimilado
1º PASSO: OCORRE NO CITOPLASMA
NO3- NO2
- (nitrito)REDUTASE DO NITRATO
(RNO3-)
RNO3- → contém Fe e Mo
Redutase do Nitrato
C IÊ N C I A D O S O L O
NAD(P)H
NAD(P)+
FAD
FADH2
2 citocromo-b Fe2+
2 citocromo-b Fe3+
H+
Mo6+
Mo4+
NO2- + H2O
NO3-
Fonte: Adaptado de Mengel e Kirkby (2001)
Nutrição Mineral de Plantas MOLIBDÊNIO 80/T
2º PASSO: OCORRE NOS CLOROPLASTOS
NO2-
NH4+
REDUTASE DO NITRITO
(RNO2-)
RNO2- → CONTÉM Fe e S
REDUÇÃO DO NITRATO E DO NITRITO
SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA DE
NITROGÊNIO
MÓVEL => FOLHAS VELHAS
CLOROSE GENERALIZADA NO LIMBO
FOLIAR