UEMG - Univesidade do Estado de Minas Gerais

Campus de Frutal

Prof: Osania Ferreira

Biologia Aplicada

ComposiComposiçção do soloão do solo

4 Fases4 Fases

Biológica

Sólida

Líquida

Gasosa

COMPONENTES DO SOLOCOMPONENTES DO SOLO

Substânciasminerais e orgânicas

Contém água(substâncias dissolvidas) Contém ar

Fase sFase sóólidalida

3 tipos de3 tipos deáágua gua

Horizonte O

Horizonte A

Horizonte B

Horizonte C

Fase líquidaAdsorção

Capilar

Gravitacional

-- M. argilososM. argilosos-- OxiOxi--hidrhidróóxidosxidos Fe, Al, MnFe, Al, Mn-- Silicatos não cristalinosSilicatos não cristalinos-- CarbonatosCarbonatos

OO22, CO, CO22, N, vapor de , N, vapor de ááguaguaAtmosfera do Atmosfera do solosolo

Fase gasosaFase gasosa(25%)(25%)

ÁÁgua gravitacionalgua gravitacional ((macroporosmacroporos: não : não éé retida pelo solo)retida pelo solo)

ÁÁgua capilargua capilar ((microporosmicroporos: fracamente retida, : fracamente retida, dispondisponíível para as plantasvel para as plantas

ÁÁgua higroscgua higroscóópicapica (fortemente retida por adsor(fortemente retida por adsorçção)ão)

SoluSoluçção do ão do solosolo

Fase Fase llííquidaquida(25%)(25%)

PorPorçção não vivaão não viva (restos de organismos vegetais e (restos de organismos vegetais e animais com vanimais com váários graus de decomposirios graus de decomposiçção + produtos ão + produtos de decomposide decomposiçção)ão)

PorPorçção vivaão viva (ra(raíízes das plantas, fauna do solo)zes das plantas, fauna do solo)MatMatééria ria orgânicaorgânica

(4%)(4%)

minerais minerais secundsecundááriosrios

Fase sFase sóólidalida(50%)(50%)

minerais primminerais primááriosriosMatMatééria ria mineralmineral(46%)(46%)

Componentes do Solo

Capacidade de campoCapacidade de campo

ÉÉ o mo mááximo que um solo armazena de ximo que um solo armazena de áágua gua sem que haja perdas por percolasem que haja perdas por percolaçção. Isto ão. Isto ocorre por que neste momento a forocorre por que neste momento a forçça da a da Gravidade exercida para baixo atravGravidade exercida para baixo atravéés do s do peso, entra em equilpeso, entra em equilííbrio com as forbrio com as forçças de as de capilaridade dos poros, cessando assim a capilaridade dos poros, cessando assim a percolapercolaçção de ão de áágua (gua (--1 A 1 A --3)3)

Ponto de murcha Ponto de murcha permanentepermanente

Teor de Teor de áágua de um solo no qual as folhas gua de um solo no qual as folhas de uma planta que nele crescem atingem um de uma planta que nele crescem atingem um murchamentomurchamento irrecuperirrecuperáável, mesmo quando vel, mesmo quando colocada em uma atmosfera saturada de colocada em uma atmosfera saturada de vapor vapor d'd'áágua. gua. +/+/-- --15 15 atmatm

ELEMENTOS ESSENCIAIS PARA ELEMENTOS ESSENCIAIS PARA PLANTAS SUPERIORESPLANTAS SUPERIORES

C, H, OC, H, ONão Minerais (%)Não Minerais (%)

6 a 45 % 6 a 45 %

B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, NiMicronutrientes (mg kg-1)

0,1 a 1000 mg kg-1

C, H, O, N, P, K, C, H, O, N, P, K, CaCa, Mg, S , Mg, S Macronutrientes (g kgMacronutrientes (g kg--11))

1,0 a 50,0 g kg1,0 a 50,0 g kg--11

Nutrientes na matNutrientes na matééria seca da parte aria seca da parte aéérea de plantasrea de plantas

Fonte: Malavolta (1980); Fonte: Malavolta (1980); MarschnerMarschner (1995); Orlando Filho (1994); (1995); Orlando Filho (1994); CataniCatani......

g hag ha--11--------mg kgmg kg--11----33NNííquel (quel (NiNi))

g hag ha--11--------mg kgmg kg--11----100100Cloro (Cloro (ClCl))

g hag ha--11418418350350--486486mg kgmg kg--11505025252020Zinco (Zinco (ZnZn))

g hag ha--1122----22mg kgmg kg--110,30,30,150,150,10,1Molibdênio (Mo)Molibdênio (Mo)

g hag ha--111283128310001000--15661566mg kgmg kg--112502501001005050Manganês (Manganês (MnMn))

g hag ha--112566256620002000--31323132mg kgmg kg--115005002002001010Ferro (Ferro (FeFe))

g hag ha--11153153300300--55mg kgmg kg--1110108866Cobre (Cu) Cobre (Cu)

g hag ha--11102102200200--44mg kgmg kg--11505015152020Boro (B)Boro (B)

kg hakg ha--111717262614141212g kgg kg--11333311Enxofre (S)Enxofre (S)

kg hakg ha--112323323219191919g kgg kg--11332222MagnMagnéésio (Mg)sio (Mg)

kg hakg ha--112929474726261414g kgg kg--1110108855CCáálcio (lcio (CaCa))

kg hakg ha--1196966868109109110110g kgg kg--11131311111010PotPotáássio (K)ssio (K)

kg hakg ha--11101012129988g kgg kg--11332222FFóósforo (P)sforo (P)

kg hakg ha--111151158282132132132132g kgg kg--11212119191515Nitrogênio (N)Nitrogênio (N)

kg hakg ha--11--------g kgg kg--11----6060Hidrogênio (H)Hidrogênio (H)

kg hakg ha--11--------g kgg kg--11----450450Oxigênio (O)Oxigênio (O)

kg hakg ha--11--------g kgg kg--11----450450Carbono (C)Carbono (C)

UIUIMMéédiadia

ExtraExtraçção em ão em CanaCana--dede--aaççucarucar

(100 (100 tonton de colmo)de colmo)UIUI

CanaCana--Planta Planta (4meses) (4meses) folha +3folha +3

Teores Teores MMéédiosdiosElementoElemento

AbsorAbsorççãoão dos nutrientesdos nutrientes

Estrutura anatômica de uma Estrutura anatômica de uma raiz principalraiz principal

Rotas para absorRotas para absorçção de ão de áágua e gua e nutrientesnutrientes

Rotas para absorRotas para absorçção de ão de áágua e gua e nutrientesnutrientes

AbsorAbsorçção de ão de áágua pela raiz e gua pela raiz e transporte de curta transporte de curta

distânciadistância

Pode ser Pode ser por 3 caminhospor 3 caminhos

Apoplástico

Simplástico

Transcelular

MOVIMENTO DOS MOVIMENTO DOS ÍÍONS DO ONS DO SOLO PARA AS RASOLO PARA AS RAÍÍZESZES

a. Interceptaa. Interceptaçção Radicularão Radicular

b. Fluxo em Massab. Fluxo em Massa

c. Difusãoc. Difusão

InterceptaInterceptaçção Radicularão Radicular

As raAs raíízes crescem explorando o solo zes crescem explorando o solo em todas as direem todas as direçções!ões!!!!!

Contato direto com os nutrientes a ser Contato direto com os nutrientes a ser absorvidoabsorvido

RaRaíízes ocupam em mzes ocupam em méédia apenas 1% dia apenas 1% ou menos do volumeou menos do volume total do solototal do solo

Fluxo em MassaFluxo em Massa

A A áágua absorvida pelas plantas forma um gradiente de gua absorvida pelas plantas forma um gradiente de potencial hpotencial híídrico que arrasta os nutrientes dissolvidos no drico que arrasta os nutrientes dissolvidos no solusoluçção do solo ão do solo

De modo geral, os De modo geral, os ííons muito solons muito solúúveis, podem atveis, podem atéé se se acumularem, principalmente, quando a taxa de absoracumularem, principalmente, quando a taxa de absorçção ão e de transpirae de transpiraçção de ão de áágua são muito altas. gua são muito altas.

O fluxo em massa O fluxo em massa éé influenciado basicamente pela:influenciado basicamente pela:a. Concentraa. Concentraçção do nutriente na soluão do nutriente na soluçção do soloão do solob. Taxa de transpirab. Taxa de transpiraçção da plantaão da planta

Difusão Difusão

A partir da absorA partir da absorçção pelas raão pelas raíízes, zes, estabelecendoestabelecendo--se um gradiente de se um gradiente de concentraconcentraçção ao longo do qual o ão ao longo do qual o ííon on se move.se move.

A difusão A difusão éé rráápida a curtas distâncias pida a curtas distâncias e lenta a longas distânciase lenta a longas distâncias

ContribuiContribuiçção relativa de diferentes ão relativa de diferentes mecanismos ao fornecimento de mecanismos ao fornecimento de

certos elementos minerais as plantascertos elementos minerais as plantas

--95,095,05,05,0SS21,621,674,074,04,44,4MgMg

--65,065,035,035,0CaCa77,777,720,020,02,32,3KK89,089,010,010,01,01,0PP93,293,23,03,04,04,0NN

DifusãoDifusãoFluxo Fluxo MassaMassa

IntercepInterceptataççãoão

ElementoElemento% fornecida por% fornecida por

Transporte de longa Transporte de longa distânciadistância

Teoria da tensão e coesãoTeoria da tensão e coesão

Puxão Puxão transpiracionaltranspiracional

Fluxo em

massa

AbsorAbsorçção de ão de ííonsons

ConcentraConcentraçção na superfão na superfíície cie radicularradicular

Fatores intrFatores intríínsecosnsecos

ÁÁrea Radicularrea Radicular

FATORES QUE AFETAM A ABSORFATORES QUE AFETAM A ABSORÇÇÃO DE ÃO DE ÍÍONSONS

FATORES QUE AFETAM A FATORES QUE AFETAM A ABSORABSORÇÇÃO DA ÃO DA ÁÁGUAGUA

NEGATIVOS

Alta umidade relativa do ar (diminui transpiração)

Sistema radicular pouco desenvolvido

pH inadequado

Umidade do solo

Baixa aeração

Nematóides ou outras pragas

Compactação do solo

POSITIVOS

Alta transpiração das plantas

Solos com boa estrutura e bom suprimento de O2

Teor de matéria orgânica

Atividade dos microorganismos

pH adequado

Sistema radicular bem desenvolvido

FATORES QUE AFETAM A FATORES QUE AFETAM A ABSORABSORÇÇÃO DA ÃO DA ÁÁGUA GUA

A taxa de absorA taxa de absorçção da ão da áágua pelo sistema gua pelo sistema radicular depende de fatores quer radicular depende de fatores quer endendóógenos, quer exgenos, quer exóógenos. Dos endgenos. Dos endóógenos genos ééimportante salientar o desenvolvimento dos importante salientar o desenvolvimento dos pêlos radiculares e o seu potencial hpêlos radiculares e o seu potencial híídrico. drico. Dos exDos exóógenos, os mais importantes são a genos, os mais importantes são a temperatura, a presentemperatura, a presençça de O2 e CO2, a a de O2 e CO2, a umidade do solo, e as propriedades do perfil umidade do solo, e as propriedades do perfil da vegetada vegetaçção.ão.

Potencial hPotencial híídrico dos drico dos pêlos radiculares:pêlos radiculares:

Se o potencial hSe o potencial híídrico dos pêlos radiculares drico dos pêlos radiculares for mais baixo que o da for mais baixo que o da áágua do solo, então, gua do solo, então, entrarentraráá áágua para o seu interior. Se o gua para o seu interior. Se o potencial hpotencial híídrico dos pêlos aumentar (ficar drico dos pêlos aumentar (ficar menos negativo), a menos negativo), a áágua pode deixar de gua pode deixar de entrar para o seu interior, o crescimento entrar para o seu interior, o crescimento das plantas das plantas éé inibido ou pode mesmo parar, inibido ou pode mesmo parar, as plantas murcham e diminui a produas plantas murcham e diminui a produçção ão ((SebanekSebanek, 1992)., 1992).

Temperatura:Temperatura:

O efeito de baixas temperaturas na O efeito de baixas temperaturas na absorabsorçção da ão da áágua pelo sistema radicular gua pelo sistema radicular das plantas das plantas éé muito importante. Por muito importante. Por exemplo, em pepino (exemplo, em pepino (CucumberCucumber sativussativus), ), em tabaco (em tabaco (NicotianaNicotiana tabacumtabacum), e outras ), e outras espespéécies ocorre uma diminuicies ocorre uma diminuiçção ão acentuada da absoracentuada da absorçção da ão da áágua a gua a temperaturas de 5 a 10 temperaturas de 5 a 10 ººC, que pode C, que pode mesmo parar completamente a mesmo parar completamente a temperaturas abaixo dos 4 temperaturas abaixo dos 4 ººC levando C levando ààparagem do crescimento e paragem do crescimento e àà morte da morte da planta (planta (SebanekSebanek,1992).,1992).

Oxigênio e diOxigênio e dióóxido de xido de carbono:carbono:

A falta de oxigênio pode parar a absorA falta de oxigênio pode parar a absorçção ão de de áágua pelo sistema radicular levando gua pelo sistema radicular levando ààparagem do crescimento. No solo o paragem do crescimento. No solo o conteconteúúdo do óótimo em oxigênio timo em oxigênio éé da ordem dos da ordem dos 10 a 12 %. Do mesmo modo um n10 a 12 %. Do mesmo modo um níível vel demasiado elevado ou demasiado baixo em demasiado elevado ou demasiado baixo em CO2 inibe, ou pode mesmo parar, a CO2 inibe, ou pode mesmo parar, a absorabsorçção de ão de áágua pelas plantas. O contegua pelas plantas. O conteúúdo do óótimo em CO2 do solo timo em CO2 do solo éé de cerca de 5 a 15 de cerca de 5 a 15 % (% (SebanekSebanek, 1992)., 1992).

Umidade do solo:Umidade do solo:

A absorA absorçção ão óótima de tima de áágua pelas gua pelas plantas ocorre de 60 a 70 % da plantas ocorre de 60 a 70 % da capacidade mcapacidade mááxima do solo. Para xima do solo. Para prados, plantas prados, plantas horthortíícolascolas e plântulas e plântulas de espde espéécies lenhosas em viveiros, este cies lenhosas em viveiros, este valor pode atingir os 80 % (valor pode atingir os 80 % (SebanekSebanek, , 1992)1992)

Efeitos Efeitos interiônicosinteriônicos4 possibilidades:4 possibilidades:

AntagonismoAntagonismo –– a presena presençça de um a de um elemento inibe a absorelemento inibe a absorçção de outro. ão de outro. Ex.cobre e cEx.cobre e cáálcio.lcio.InibiInibiççãoão –– diminuidiminuiçção da absorão da absorçção ão provocada pela presenprovocada pela presençça de outro.a de outro.

-- Competitiva:Competitiva: pode ser anulada pode ser anulada quando se aumenta a quando se aumenta a concentraconcentraçção.Ex: Mg e Kão.Ex: Mg e K

-- Não competitiva:Não competitiva: a concentraa concentraçção ão não interfere. Ex: Alumnão interfere. Ex: Alumíínio e fosfatonio e fosfato

SinergismoSinergismo –– a presena presençça de um a de um elemento aumenta absorelemento aumenta absorçção de outro.ão de outro.

Ex: potEx: potáássio e cssio e cáálcio (baixa concentralcio (baixa concentraçção)ão)IndiferenIndiferençça a –– absorabsorçção do são do sóódio não dio não sofre interferência quando o csofre interferência quando o cáálcio estlcio estáápresente.presente.

Ex. prEx. prááticotico →→adubaadubaççãoão = excesso de = excesso de KK causa causa carência de carência de CaCa e e MgMg; aduba; adubaçção ão fosfatada fosfatada causa carência de causa carência de zinco.zinco.

Exemplos de efeitos Exemplos de efeitos interiônicosinteriônicos

SinergismoSinergismoInibiInibiçção competitivaão competitiva

CaCa2+baixa concentra2+baixa concentraççãoãoalta concentraalta concentraççãoão

KK++

Sinergismo Sinergismo HH22POPO4422--MoOMoO44

22--

InibiInibiçção não competitivaão não competitivaAlAl3+3+HH22BOBO4433--

InibiInibiçção não competitivaão não competitivaNO NO 33--, NH, NH44++HH22BO BO 33--

InibiInibiçção competitivaão competitivaMg Mg 2+2+ZnZn2+2+

InibiInibiçção competitivaão competitivaAl Al 3+3+KK++, , CaCa 2+2+, Mg , Mg 2+2+

InibiInibiçção competitivaão competitivaKK++Mg Mg 2+2+

AntagonismoAntagonismoCaCa 2+2+CuCu 2+2+

Efeito do 2Efeito do 2ºº sobre o 1sobre o 1ººSegundo Segundo ííon presenteon presenteÍÍon on

Representação esquemática da condução da seiva bruta atráves do xilema.(A) Ao perder água por transpiração, as folhas criam uma tensão que puxa a seiva dos vasos xilemáticos e, com isso , (B) toda a coluna líquida sobe, como se fosse uma corda sendo puxada para cima , (C) A tensão da coluna chega atéas raízes, retirando água de suas células e obrigando-as a absorver água do solo.

Fundamentos de biologia moderna. Amabis, José Mariano et.al. 3ªed. Moderna; 2002

Transporte de longa distância

TranspiraTranspiraçção e abertura ão e abertura estomestomááticatica

Fundamentos de biologia moderna. Amabis, José Mariano et.al. 3ª ed. Moderna; 2002

Importância da Importância da transpiratranspiraççãoão

Reduz TReduz T00

Promove o puxão Promove o puxão transpiracionaltranspiracional

Promove a distribuiPromove a distribuiçção de seiva nas ão de seiva nas diferentes partes da plantadiferentes partes da planta

Abertura EstomAbertura Estomáática tica

Dois mecanismos Dois mecanismos

Físico - depende da turgescência

Químico – depende de: teor de Co2, K+, luz, temperatura, etc.

Fotossíntese

(células-guarda)TURGIDEZ

Entrada de água ↓CO2 ↓ pH

↓Potencial hídrico

↑ ATP

↑K+ ↑Cl- ↑malato- ← Transp. Ativo K+

(células guarda)

ABERTURA ESTOMÁTICA

LUZ

-T > 300 C- Escuro- ↑CO2-Estresse hídrico → ABA (ácido asbscisico)

FECHAMENTO

ESTOMÁTICO

Suculentas (abacaxi, cacto) e membros da Suculentas (abacaxi, cacto) e membros da famfamíília lia CrassulaceaeCrassulaceae (plantas CAM)(plantas CAM)

ABERTURA ESTOMÁTICA

Metabolismo ácido

Captação de CO2

Conversão em ác.Orgânico

Libera CO2

Fotossíntese FECHAMENTO ESTOMÁTICO

NOITE

DIA

Fatores ambientais que Fatores ambientais que afetam a transpiraafetam a transpiraçção:ão:

Temperatura, umidade, atmosfera, correntes e Temperatura, umidade, atmosfera, correntes e ventos de arventos de ar

Abre Abre Fecha Fecha

Suprimento de Suprimento de áágua Altagua AltaBaixaBaixa

Abre Abre Fecha Fecha

ConcentraConcentraçção de CO2 Altaão de CO2 AltaBaixaBaixa

AbreAbreFechaFecha

Intensidade de luz AltaIntensidade de luz AltaBaixaBaixa

Comportamento Comportamento do estômatodo estômato

CondiCondiçções ambientaisões ambientais

GutaGutaççãoão

Em dias frios e Em dias frios e úúmidos, estando o midos, estando o solo encharcado de solo encharcado de áágua, as ragua, as raíízes zes podem, excepcionalmente empurrar podem, excepcionalmente empurrar seiva bruta atseiva bruta atéé copa onde esta, não copa onde esta, não podendo ser evaporada por causa da podendo ser evaporada por causa da baixa temperatura e da saturabaixa temperatura e da saturaçção de ão de umidade do ambiente, sai pelos umidade do ambiente, sai pelos bordos da folha atravbordos da folha atravéés de pequenas s de pequenas aberturas que são os hidataberturas que são os hidatóódios.dios.Este fenômeno Este fenômeno éé denominado de denominado de sudasudaçção ou gutaão ou gutaçção.ão.

Gutação

Bombeamento de

Íon para o xilema

Pressão da raiz (+)

Hidatódios

Saída da água

http://olhares.aeiou.pt

http://tecnocientista.info