1. 1. Universidade Estadual de Gois Prof.: Dra. Fernanda Melo Carneiro Nutrio Mineral
2. 2. Composio qumica
3. 3. Nutrio Mineral Mineradoras da crosta terrestre Produtividade aumenta linearmente com o aumento de nutrientes Aumento no consumo de fertilizantes plantas consomem menos da metade do fertilizante adicionado Lixiviao Consumo de metais pesados Pedologistas, hidrologistas, microbiologistas, ecologistas e fisiologista vegetal
4. 4. O que so nutrientes essenciais? A ausncia impede a planta de completar o ciclo Tem papel fisiolgico claro, no pode ser substitudo Envolvido no metabolismos da planta Oxignio, carbono e hidrognio no so considerados nutrientes minerais pois so obtidos a partir da gua e compostos orgnicos. Divididos em Macronutrientes e Micronutrientes
5. 5. Macronutrientes Micronutrientes
6. 6. Funo Bioqumica Grupo 1 Nutrientes que fazem parte dos compostos carbnicos (N, S) Grupo 2 Nutrientes importantes na armazenagem de energia ou integridade estrutural (P, Si, B) Grupo 3 Nutrientes que permanecem na forma inica (K, Ca, Mg, Cl, Mn, Na) Grupo 4 Nutrientes envolvidos em reaes de redox (Fe, Zn, Cu, Ni, Mo) Obs.: Esses elementos desempenham diferentes funes e
7. 7. Nutrientes Essenciais Essenciais....alguns elementos so essenciais somente para um determinado grupo de plantas Muitas espcies ou grupos taxonmicos so caracterizados por possurem quantidades altas ou baixas de alguns nutrientes Eudicotiledneas normalmente requerem uma quantidade maior de clcio e boro em comparao com as monocotiledneas Nitrognio e Enxofre: so principais componentes tanto de protenas como e coenzimas Magnsio: Faz parte da clorofila e so ativadores de muitas enzimas Clcio: controla a abertura estomtica
8. 8. Si
9. 9. Soluo Nutritiva Primeiras solues continham todos os elementos Soluo Hoagland
10. 10. Disponibilidade de Ferro precipita e soluo alcalina Ferro + cido ctrico Solues modernas usa EDTA ou DTPA (complexo quelante ctions retidos por foras inicas e no ligaes covalentes)
11. 11. Deficincia mineral Em cultivo hidropnico facilmente visualizado Se um elemento mvel os sintomas da deficincia tende a acontecer primeiro nas folhas mais velhas j um elemento imvel na folha mais jovem No ambiente Deficincia de vrios elementos podem ocorrer simultaneamente Deficincia ou excesso de um elemento pode induzir deficincia ou acmulo excessivo de outro Doenas virais podem produzir sintomas similares
12. 12. Sintomas A maioria associado ao caule e a folha Crescimento raqutico de ramos Necrose Amarelamento das folhas perda e reduzida produo de clorofila (clorose) Mobilidade via floema N, P, K, Mg (pronunciados nas folhas mais velhas) Mobilidade intermediria Mn, Mo, S, Zn
13. 13. Mobilidade de ons Deficincia sintomas depende da mobilidade do nutriente e da funo Difcil diagnosticar qual nutriente est deficiente anlise do solo e anlise foliar Mveis deslocam se facilmente, os sintomas aparecem primeiro nas folhas mais velhas N, P, K, Mg, Cl, Mn, Zn, Mo Imveis Ca, B, S, Cu, Fe
14. 14. Funes e sintomas da deficincia Nutrientes que integram os compostos de carbono Nitrognio A planta exige maior quantidade. A deficiencia rapidamente inibe o crescimento. Limita a produtividade, faz parte dos compostos da clula (aa, ac. nuclicos e ptns). Folhas completamente amarelas que caem da planta, produo de antocianinas (carboidrata no utilizado), clorose. Folhas superiores verdes amareladas e inferiores amarelas ou castanahas. Mvel no xilema e floema. O excesso provaca o crescimento excessivo de partes areas sobre a raiz. Enxofre Geralmente os solos tem enxofre em excesso. encontrado em 3 aa e vrias coenzimas e vitaminas essenciais ao metabolismo. Muitos sintomas similares a deficincia de N (constituinte de ptn), mas observado primeiro nas folhas mais jovens. Prem
15. 15. Funes e sintomas da deficincia Importantes na armazenagem de E e funo estrutural Fsforo (PO43-) fosfato-acares, faz parte da mb, intermedirios da respirao e fotossntese, nucleotdeos usados no metabolismo E (ATP) e DNA e RNA. Carencia provoca crescimento reduzido em folhas jovens, folhas verdes escuras que podem se tornar mal formadas com pequenas folhas necrfitas. Pode haver alta produo de antocianinas em algumas sps, no h clorose, produo de caules delgados, morte das folhas mais velhas, maturao retardada. Transportado na forma de Pi via xilema e floema Boro (H3BO3) alongamento celular, sntese de c. nucleicos, respostas hormonais e funcionamento da
16. 16. Funes e sintomas da deficincia Nutrientes que ficam em forma inica: pode ser encontrado no citosol ou no vacolo ou ligados a compostos de carbono K+ Regula potencial osmtico das clulas. Ction mais abundante no citoplasma. Deficincia provoca clorose em manchas ou marginal que evolui para necrose. Folhas podem curvar se e secar. Caules fracos e com entre ns curtos. Em milho provoca maior suscetibilidade a fungo e podrido radicular. Alta mobilidade no xilema e floema.
17. 17. Funes e sintomas da deficincia Nutrientes que ficam em forma inica: pode ser encontrado no citosol ou no vacolo ou ligados a compostos de carbono Ca2+ Uso na sntese de parede, principalmente lamela mdia. Necessrio para o funcionamento normal das mb celulares. Deficincia provoca necrose das regies meristemticas jovens. Clorose generalizada e curvamento para baixo das folhas. Folhas jovens deformadas. Sistema radicular acastanhado, curto e muito ramificado. Pode haver reduo severa do crescimento. Mg2+ Ativa enzimas da respirao, fotossntese, sntese de DNA e RNA. Tambm faz parte das molculas de clorofila. Sintoma mais tpico e a clorose
18. 18. Funes e sintomas da deficincia Nutrientes que ficam em forma inica: pode ser encontrado no citosol ou no vacolo ou ligados a compostos de carbono Cl- Quebra da H2O na fotossntese, pode ser necessrio para diviso celular. Deficincia provoca murcha dos pices foliares, clorose e necrose generalizada. Folhas podem ter crescimento reduzido, razes curtas e grossas junta ao pice. A maioria das plantas absorve a mais do que precisa. Mn2+ Ativa vrias enzimas nas clulas. Participao na fotossntese onde H2O O2. Deficincia provoca clorose internervura com manchas necrticas em folhas mais velhas ou jovens, depende da sp e da tx de crescimento. Na+ Necessrio a maioria das sp que fazem rota C4 e
19. 19. Funes e sintomas da deficincia Nutrientes envolvidos na reao REDOX. So micronutrientes e podem sofrer oxidao e reduo reversveis, alm de serem importantes na transferncia de eltrons e na transformao de Energia. So usualmente encontrados em associao com molculas maiores como citocromos, clorofila e ptns. Fe2+ e Fe3+ transferncia de eltrons. Clorose e folha branca (importante para clorofila) Zn2+ Atividade de muitas enzimas e sntese da clorofila em algumas plantas. Deficincia provaca diminuio do crescimento entrens.
20. 20. Funes e sintomas da deficincia Cu2+ Associado as enzimas envolvidas nas reaes de REDOX. Folhas verdes escuras com manchas necrticas, queda prematura. Ni2+ Presente na Urease (enzima). Acmulo de ureia nas folhas. Raro, pois prontamente mvel no xilema e floema. Mo4+ e Mo6+ Componente de vrias enzimas como nitrato redutase e nitrogenase. Clorose e necrose de folhas mais velhas. Impedimento a formao de flores e elas cairem prematuramente. Deficincia de N, caso ela dependa da fixao biolgica do N.
21. 21. Funes e sintomas da deficincia Nutrientes envolvidos na reao REDOX. So micronutrientes e podem sofrer oxidao e reduo reversveis, alm de serem importantes na transferncia de eltrons e na transformao de Energia. So usualmente encontrados em associao com molculas maiores como citocromos, clorofila e ptns. Fe2+ e Fe3+ transferncia de eltrons. Zn2+ Atividade de muitas enzimas e sntese da clorofila em algumas plantas. Cu2+ Associado as enzimas envolvidas nas reaes de REDOX. Ni2+ Presente na Urease (enzima). Mo4+ e Mo6+ Componente de vrias enzimas como nitrato redutase e nitrogenase.
22. 22. Deficincia e excesso Lei do mnimo crescimento das plantas limitado pelo elemento mais escasso entre todos no solo ... Assim o crescimento das plantas funo dos nutrientes disponveis no solo... Aumenta a concentrao nos tecidos
23. 23. Anlise de tecidos vegetais Quantidade de um determinado mineral que a planta realmente precisa O pesquisador cultiva planta em solo ou soluo nutritiva, em que todos os nutrientes esto condies adequadas exceto o nutriente sob avaliao Momento da adio para favorecer a produo de gros ou tuberculos
24. 24. Fertilizantes Normalmente a limitao e NPK, por isso os fertilizantes completos tem esses trs elementos Quando ocorrem vrias culturas alguns microelementos comeam a faltar Podem ser absorvidos pelas folhas adubao foliar, em dia quente os sais podem acumular na superfcie e queimar a folha Uso de detergentes para ficar na superfcie Videira, trigo
25. 25. pH - Raiz Solo Disponibilidade de ons no solo Desenvolvimento de fungos e bactrias (meneralizao)
26. 26. Solo Fornece suporte fsico para as plantas gua e ambiente gasoso para o desenvolvimento radicular Fonte primria de nutrientes inorgnicos Disponvel como ons (ctions) Os ons inorgnicos penetram pelo sistema radicular e compe o suco celular Capacidade de absoro seletiva limitada podem absorver toxinas ou elementos no essenciais
27. 27. Intemperismo das Rochas Minerais compostos inorgnicos que ocorrem naturalmente e que so usualmente formados por dois ou mais elementos qumicos Tabela peridica (3 artificiais) Intemperismo desintegrao fsica e a decomposio qumica dos minerais Congelamento e degelo ou aquecimento e resfriamento Os solos tb possuem material orgnico (se condies de luz e nutrientes permitem bactrias, fungos, algas, liquens, brifitas...)
28. 28. Cobertura grande atividade fsica, qumica e biolgica Solo da base rochas intemperizdas e minerais e minerais Subsolo regio de deposio xido de ferro, argila, mat. Orgnica (pela gua) Homem mistura por arao
29. 29. Solo Partculas de diferentes tamanhos, nos espaos ao redor permeiam gua e ar Matria slida consiste tanto de matria orgnica como inorgnica Partcula .............Tamanho (micromtros) Areia................200-2000 Areia fina...........20-200 Silte..................2-20 Argila................< 2
30. 30. Solo Os nutrientes inorgnicos obtidos pela raiz das plantas esto presentes como ons no solo Maior parte ctions As partculas de argila e humos podem conter nions que so lixiviados do solo mais rapidamente que os ctions Fosfato uma exceo pois forma precipitados insolveis O ferro normalmente se encontra de forma insolvel (no disponvel para as plantas)
31. 31. Associaes Simbinticas Adaptaes que ajudam Rizbios bactrias que fixam nitrognio Micorrizas Associao de fungos ao sistema radicular (83% das dicotiledneas e 79% das monocotiledneas). Aumentam o contato com solo - hifas
32. 32. Absoro - Como entram os nutrientes Via xilema Corrente transpiratria Via floema Translocao Fluxo de massa + Difuso Transporte ativo
33. 33. Vias de absoro da Raiz Via apoplstica (via parede celular, entre as clulas) Via simplstica (de clula a clula via plasmodesmus) Via transmembrana (atravessa ao menos duas membranas para cada clula)
34. 34. Raiz Se a rizosfera e rica em nutrientes e gua o crescimento da raiz mais acelerado Se os nutrientes so abundantes e a gua o crescimento da raiz no acompanha o crescimento da parte area, ou seja, uma pequena raiz pode sustentar toda a parte area reas diferentes da raiz absorvem ons distintos Alta variao de nutrientes na rizosfera plantas buscam condies favorveis
35. 35. Raiz
36. 36. Perguntas? Cap. 27 raven, cap. 12 taiz, cap 2 kerbauy Explique como o pH influencia a absoro de nutrientes pela planta? Faa um quadro com a funo principal de cada nutriente e os sintomas de sua deficincia na planta agrupando aquelas que possuem sintomas similares ou funo.
37. 37. Assimilao de nutriente
38. 38. Assimilao de nutrientes As plantas consome muitos energia para converter os compostos inorgnicos em compostos orgnicos N2 NO3 - NO2 - NH4 + nitrognio-amida do aminocido glutamina 12 ATP N2 (bactrias fixadoras) NH3 + NH4 + 10 ATP SO4 2- cistena 14 ATP
39. 39. Ciclo de Nutrientes - Biogeoqumicos Cada elemento tem um ciclo diferente envolvendo muitos organismos e diversos sistemas enzimticos Alguns ciclos como o carbono, oxignio, enxofre e nitrognio que esto na atmosfera na forma gasosa so basicamente gerais na natureza Os ciclos contem vazamentos, pois nem todos os nutrientes retornados ao solo so disponveis para uso vegetal crrego rios oceanos Queimadas colheita
40. 40. Ciclo do Nutriente Concentra na atmosfera (78% N2) no usado pela maioria dos seres vivos Amnia e nitrito do solo (mais reativo) Limitado no solo
41. 41. Ciclo de Nitrognio 1- Amonificao (bactrias do solo) Incorpora o N2 e libera ons de amnio (NH4 +) plantas podem absorver Meio alcalino e grande quantidade de mat. Orgnica o N2 pode ser convertido no gs amnia (NH3) 2- Nitrificao (bactrias) Oxidar amnia ou ons de amnia (libera Energia) reduzir o dixido de carbono, o nitrito txico para as plantas. 2NH4 + 3O2 2NO2 + 4H + 2H2O Rizobium, Nitrobacter 2NO2 + O2 2NO3 3- Assimilao
42. 42. cido ntrico 8% cido ntrico 90%
43. 43. Ciclo Nitrognio Fixao pelas plantas A absoro pelas razes pode exceder a capacidade de assimilao A alta capacidade de fixao por bactrias simbiontes problema para fertilizantes Perda no solo Desnitrificao Colheita Fogo Lixiviao
44. 44. Perda Nitrato reduzido a formas volteis
45. 45. Utiliza ptn animal como fonte de nitrognio Potssio fosfato Solos cidos (pntanos) sem bactrias nitrificantes
46. 46. Assimilao Amnio Amnio usado para transporte de e- na fotossntese e respirao Captura de metablitos no vacolo Excesso acumula no vacolo muito txico Organismos desenvolveram averso ao odor de amnio Plantas acumulam nitrato Faz mal a animais que consomem vegetais com muito nitrato fgado reduz nitrato a nitrito associa a hemoglobina e incapacita a mesma a transportar oxignio
47. 47. Assimilao Nitrato Enzima nitrato redutase que contm molibidnio NO3 - + NAD(P) + H+ NO2 -+NAD(P)+ + H2O
48. 48. Plantas sintetizam quase todos os aminocidos comuns nas ptns Ao de herbicidas Biossntese aa
49. 49. Fixao Biolgica
50. 50. Assimilao do Enxofre Mltiplas propriedades Mltiplos estados estveis de oxidao Stio cataltico Transporte de eltrons grupo ferro-enxofre Metablitos secundrios SO4 - (sulfato) forma absorvida pelos vegetais Tb ... SO2 (combustveis fsseis) forma gasosa pelos estmatos SO3 H2SO4 H2S (chuva cida) Principalmente nas folhas transportado via floema
51. 51. Ciclo do Fsforo Crosta terrestre Fonte intemperismo de rochas e minerais Planta animais solo (orgnica) solo (inorgnica - microorganismos) Planta Pouco fsforo perdido por lixiviao e eroso
52. 52. Assimilao fosfato Absorvido HPO4 - Principal ponto de entrada na formao de ATP Mitocndria oxidao do NADH Cloroplasto fosforilao dependente da luz Citosol - Gliclise
53. 53. Referncia Cap 27 do Raven Cap 12 Taiz
54. 54. Um pequeno produtor est com problemas com sua produo, ele tem uma pequena plantao de tomates e as folhas esto todas com necrose foliar e ele quer que voc identifique os problemas dele observando os sintomas dos tomateiros. O que voc faria para ajuda- lo? Por qu? Quais so os ons mais disponveis no solo? O que so nutrientes essenciais? Porque o pH uma importante mtrica para saber se as condies do solo so adequadas para o desenvolvimento vegetal? Como a mobilidade dos ons pode influenciar os sintomas de deficincia nutricional pela planta?