6. Nutrição Mineral - Grupo de Estudo e Pesquisa em Estaquia bio/6 NUTRICAO MINERAL.pdffosfato de...
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COMPOSIÇÃO MOLECULAR DAS CÉLULAS VEGETAIS
ELEMENTOS: SUBSTÂNCIAS QUE NÃO PODEM SER QUEBRADAS
EM OUTRAS PELOS MEIOS COMUNS
112 ELEMENTOS QUÍMICOS
(91 DE OCORRÊNCIA NATURAL e 21 ARTIFICIAIS)
ELEMENTOS QUÍMICOS MAIS FREQUENTES: C H O N P S
CHONPS FORMAM 99% DA MASSA DE TODA A MATÉRIA VIVA
H2O 90% DA MASSA DA MAIORIA DOS TECIDOS VEGETAIS
K+
Mg2+ 1% DA MASSA DA MAIORIA DOS TECIDOS VEGETAIS
Ca2+
TODO O RESTANTE DE UM ORGANISMO VIVO É COMPOSTO POR
MOLÉCULAS ORGÂNICAS (QUE CONTÉM C)
CARBOIDRATOS
LIPÍDIOS
PROTEÍNAS
ÁCIDOS NUCLÉICOS
ESSENCIALIDADE
ELEMENTOS
ESSENCIAIS
ELEMENTOS
TÓXICOS
ELEMENTOS
ÚTEIS
MINERAIS SEM OS
QUAIS A PLANTA NÃO
COMPLETA SEU CICLO
A PLANTA COMPLETA
SEU CICLO MESMO
NA SUA AUSÊNCIA
PREJUDICIAIS
À PLANTA
CRITÉRIOS DA ESSENCIALIDADE
DIRETOS
O ELEM. MINERAL FAZ PARTE DE UM COMPOSTO DA
PLANTA OU PARTICIPA DE UMA REAÇÃO SEM OS QUAIS A
PLANTA MORRE
N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni
CRITÉRIOS DA ESSENCIALIDADE
INDIRETOS
NA AUSÊNCIA DO ELEMENTO, A PLANTA NÃO COMPLETA SEU
CICLO
O ELEMENTO NÃO PODE SER SUBSTITUÍDO POR OUTRO,
MESMO COM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
O ELEMENTO TEM QUE AFETAR O METABOLISMO E NÃO
SIMPLESMENTE MUDAR O MEIO
1. De acordo com a concentração no tecido vegetal:
– Macronutrientes: 99,5% da massa seca;
constituintes de compostos orgânicos ou atuam no
controle osmótico
N, P, K, Ca, Mg, S
– Micronutrientes: 0,5% da massa seca;
constituintes de moléculas de enzimas ou
ativadores enzimáticos
B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni
CLASSIFICAÇÃO
MACRONUTRIENTES
REQUERIDOS EM QUANTIDADES IGUAIS OU MAIORES QUE 1,0 g/kg
N, P, K, Ca, Mg, S
PRIMÁRIOS SECUNDÁRIOS
MICRONUTRIENTES REQUERIDOS EM QUANTIDADES IGUAIS OU MENORES QUE 0,1 g/kg
B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni
C, H, O: Elementos químicos essenciais, obtidos pelo ar e do solo
Na, Si, Se, Co e Al: Elementos benéficos (essenciais somente para
um grupo restrito de espécies)
Melhoram o crescimento ou participam de
algum processo fundamental
Lei do Mínimo (= Lei de Liebig):
SOB CONDIÇÕES DE ESTADO CONSTANTE, O
NUTRIENTE PRESENTE EM MENOR
QUANTIDADE (CONCENTRAÇÃO PRÓXIMA À
MÍNIMA NECESSÁRIA) TENDE A TER EFEITO
LIMITANTE SOBRE A PLANTA
LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG
Biólogo alemão Justus von Liebig (1840) - século XIX
“O sucesso de um organismo em um meio ambiente depende de que nenhum fator
de sobrevivência exceda seu limite de tolerância”
K
SOB CONDIÇÕES DE ESTADO CONSTANTE, O NUTRIENTE PRESENTE EM MENOR QUANTIDADE
TENDE A TER EFEITO LIMITANTE SOBRE A PLANTA
LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG
2. De acordo com função bioquímica:
– GRUPO 1: Nutrientes que fazem parte de compostos
de carbonos (N, S)
– GRUPO 2: Nutrientes que são importantes no
armazenamento de energia ou na integridade
estrutural (P, B, Si)
– GRUPO 3: Nutrientes que permanecem na forma
iônica (K, Ca, Mg, Cl, Mn, Na)
– GRUPO 4: Nutrientes que estão envolvidos em
reações redox (Fe, Zn, Cu, Ni, Mo)
CLASSIFICAÇÃO
N PAPEL ESTRUTURAL NUCLEOTÍDIOS (DNA e RNA)
AMINOÁCIDOS PROTEÍNAS CLOROFILA
P PAPEL ESTRUTURAL
NUCLEOTÍDIOS (DNA e RNA)
ATP
K POTENCIAL OSMÓTICO
REGULAÇÃO DO METABOLISMO DA PLANTA
MOVIMENTO ESTOMÁTICO
Ca PAPEL ESTRUTURAL PECTATOS DE Ca (LAMELA MÉDIA)
MENSAGEIRO SECUNDÁRIO (ATIVA CALMODULINA)
Mg CLOROFILA
S AMINOÁCIDOS (METIONINA e SISTEÍNA)
B DIVISÃO E ALONGAMENTO CELULAR
Cl FOTÓLISE DA ÁGUA
Cu TRANSPORTE DE ELÉTRONS
SÍNTESE PROTÉICA COFATOR PARA SÍNTESE DE ENZIMAS
FIXAÇÃO SIMBIÓTICA DO N2 (LEGUMINOSAS)
Fe SÍNTESE PROTÉICA ENZIMAS
ÓXIDO-REDUÇÃO SÍNTESE DE CLOROFILA
Zn ENZIMAS SÍNTESE DO TRIPTOFANO
Mn ATIVADOR ENZIMÁTICO
Mo COFATOR DA ENZIMA NITRATO REDUTASE
Co FIXAÇÃO SIMBIÓTICA DO N2 (LEGUMINOSAS)
NITROGÊNIO (N)
- Macronutriente
- Elemento estrutural: constituinte de aminoácido, proteínas e ácidos
nucléicos
FÓSFORO (P)
- Macronutriente
- Elemento estrutural de nucleotídeos (RNA e DNA) e fosfolipídeos
(membrana plasmática) e transferidor de energia (ATP, ADP, AMP)
POTÁSSIO (K)
- Macronutriente
- Cátion mais abundante nas células vegetais
- Regulação do potencial osmótico
- Relações hídricas
- Abertura de estômatos
- Alongamento celular
- Ativa enzimas da respiração e fotossíntese
- Síntese de proteínas (ligação do RNAt ao ribossomo)
CÁLCIO (Ca)
- Macronutriente
- Componente da parede celular (pectatos de cálcio)
- Utilizado no fuso mitótico
- Funcionamento normal das membranas
- Mensageiro secundário de várias respostas da planta
- Regulação osmótica
MAGNÉSIO (Mg)
- Macronutriente
- Parte da estrutura em anel da clorofila
- Ativação de enzimas envolvidas na respiração,
fotossíntese e síntese de DNA e RNA
ENXOFRE (S)
- Macronutriente
- Constituinte: Aminoácidos cisteína e metionina, coenzimas
(coenzima-A) e vitaminas (biotina)
- Descarboxilação do Piruvato
coenzima-A
BORO (B)
- Micronutriente
- Influencia na síntese de ácido nucléicos, respostas hormonais
- Atua no alongamento celular
- Funcionamento de membranas
- Transporte de açúcares
CLORO (Cl)
- Micronutriente
- Reação de quebra da água na fotossíntese
- Regulação osmótica
- Atua na divisão celular em folhas e raízes
MANGANÊS (Mn)
- Micronutriente
- Co-fator essencial para o mecanismo de liberação de oxigênio, a
partir da Fotólise (quebra da água) na fotossíntese
- Ativa descaboxilases e desidrogenases
FERRO (Fe)
- Micronutriente
- Componente de enzimas envolvidas na transferência de elétrons
(reações redox) – CITOCROMOS
- Requerido para a síntese de clorofila
COBRE (Cu)
- Micronutriente
- Associado a enzima plastocianina envolvida nas reações
dependentes da fotossíntese
ZINCO (Zn)
- Micronutriente
- Componente ou ativador de muitas enzimas
- Biossíntese de clorofila em algumas plantas
- Síntese de proteínas e do triptofano
N
H
Triptofano
CH2 – CH – COOH
NH2 Ácido indol
pirúvico
NH
CH2 – C – COOH
O
Desaminação
Descarboxilação
Triptamina
CH2 – CH2 – NH2
NH
Descarboxilação
Oxidação
Desaminação
Aldeído indol
acético
CH2 – CHO
NH
Ácido indol
acético (IAA)
CH2 – COOH
NH
Zn
NÍQUEL (Ni)
- Micronutriente
- Presente na urease
- Parte essencial do funcionamento enzimático do metabolismo do N
MOLIBDÊNIO (Mo)
- Micronutriente
- Componente de enzimas redutase e nitrogenase
- Necessário para a fixação de N e redução do nitrato
TIPOS DE CULTIVO PARA ESTUDO EM NUTRIÇÃO MINERAL
SOLUÇÃO NUTRITIVA
pH 6,5 pH 5,5 troca da solução
pH 8,0 aeração
MEIO SÓLIDO
AREIA LAVADA, QUARTZO MOÍDO, ETC...
NÃO SÃO NECESSÁRIOS AERAÇÃO E SUPORTE
FÓRMULA DE SOLUÇÃO NUTRITIVA SEGUNDO HOAGLAND & ARNON
KNO3 NITRATO DE POTÁSSIO 5,0 ml/l
KH2PO4 FOSFATO DE POTÁSSIO 1,0 ml/l
Ca(NO3)2 . 4 H2O NITRATO DE CÁLCIO 5,0 ml/l
MgSO4 . 7 H2O SULFATO DE MAGNÉSIO 2,0 ml/l
H3BO3 ÁCIDO BÓRICO 2,86 ml/l
ZnSO4 . 7 H2O SULFATO DE ZINCO 0,22 ml/l
CuSO4 . 5 H2O SULFATO DE COBRE 0.08 ml/l
MnCl2 . 4 H2O CLORETO DE MANGANÊS 1,81 ml/l
Na(H2MoO4 .
H2O)2
MOLIBIDATO DE SÓDIO 0,02 ml/l
Fe-EDTA 1,0 ml/l
Beterraba: 5 meses de
crescimento de raízes
Alfafa: 2 anos de
crescimento de raízes
Sistema pivotante de raízes de duas Eudicotiledôneas adequadamente irrigadas
• Alta mobilidade: N, P, K, S, Mg, Cl
• Mobilidade intermediária: Fe, Zn, Cu, B, Mo
• Baixa mobilidade: Ca, Mn
• Elementos móveis: sintomas de deficiência aparecem primeiro
nas folhas mais velhas
• Elementos imóveis: sintomas de deficiência aparecem
nas folhas mais jovens
MOBILIDADE DOS NUTRIENTES
• Deficiência de vários elementos pode ocorrer simultaneamente em
tecidos diferentes
• Pode ocorrer devido à baixa concentração do nutriente no solo ou
no substrato
• O elemento está presente na forma química não disponível para
absorção
• Antagonismo com outro nutriente
SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA DE NUTRIENTES
Morte da gema apical + folhas grossas e quebradiças
Murchamento + escurecimento da lâmina foliar
SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA
Clorose + enrolamento para cima da lâmina foliar
Clorose (rede verde fina das nervuras sobre fundo amarelado)
SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA