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    UNIDADE IV NUTRIO MINERAL DE PLANTAS - ELEMENTOS ESSENCIAIS

    4. ELEMENTOS ESSENCIAIS

    4.1. DEFINIO E CLASSIFICAO

    4.2. TCNICAS UTILIZADAS NO ESTUDO DA NUTRIO MINERAL

    4.3. RELAO SINTOMA x FUNO

    4.4. PRINCIPAIS FUNES E SINTOMAS DE DEFICINCIA

    Segundo os critrios de essencialidade estabelecidos por Arnon & Stout (1939), o elemento essencial

    quando atende aos trs critrios seguintes:

    O elemento deve estar diretamente envolvido nometabolismo da planta (como constituinte demolcula, participar de uma reao, etc.);

    A planta no capaz de completar o seu ciclo de vidana ausncia do elemento;

    A funo do elemento especfica, ou seja, nenhumoutro elemento poder substitu-lo naquela funo;

    Definio de elemento essencial

    Segundo Arnon & Stout (1939), um elementoessencial aquele cuja ausncia impede umaplanta de completar seu ciclo de vida.

    Segundo Epstein (1999), um elemento essencial aquele que tem um papel fisiolgico definidona planta.

    Observaes:

    1) Os nutrientes minerais so classificados comomacro ou micronutrientes, de acordo com suasconcentraes relativas no tecido vegetal.

    Macronutrientes: acima de 1.000 mg/Kg de MS;

    Micronutrientes: abaixo de 100 mg/Kg de MS.

    2) Mengel & Kirkby (1987) propuseram que, em vezde macro e micronutrientes, os nutrientesminerais fossem classificados de acordo com seupapel bioqumico e sua funo fisiolgica naplanta.

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    Elementos benficos: Cobalto, Selnio e Alumnio

    Cobalto Essencial para a fixao simbitica do nitrognio(faz parte da cobalamina, vitamina B12);

    Selnio Evita o excesso de fosfato e aumenta a resistncia daplanta contra ataque de insetos. Pode substituir o enxofre;

    Alumnio A baixa [Al] tem efeito indireto, traz benefciospara o crescimento em beterraba, milho e algumas leguminosastropicais;

    Sdio essencial para as plantas C4 e CAM (Regeneraodo PEP), j para as plantas C3, ele aumenta a expanso celular;

    Silcio essencial para a cavalinha ou junco de polimento(Pteridfita), para as outras plantas o Si aumenta a resistnciamecnica da parede celular e a resposta contra patgenos.

    ELEMENTOS MACRONUTRIENTES

    C

    H

    O

    Retirados da atmosfera e da

    gua

    CO2H2O

    O2

    K

    Ca

    Mg

    N

    P

    S

    Si

    Absorvidos do solo como ctions

    Absorvidos do solo como nions

    K+

    Ca2+

    Mg2+

    NO3- (NH4+)

    H2PO4- (HPO42-)

    SO42-

    Si(OH)4

    ELEMENTOS MICRONUTRIENTES

    B

    Cl

    Cu

    Fe

    Mn

    Mo

    Zn

    Na

    Ni

    Absorvidos do solo como:

    BO33- (B4O72-)

    Cl-

    Cu2+ (Cu+)

    Fe2+ (Fe3+)

    Mn2+

    MoO42-

    Zn2+

    Na+

    Ni2+

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    Tcnicas utilizadas no estudo da nutrio mineral

    Para demonstrar a essencialidade de um elemento, requerida a ausncia somente do elemento em estudono meio nutritivo.

    Tal condio extremamente difcil de ser obtidaem meio complexo como o solo.

    No sculo XIX, De Saussure, Sachs, Boussingault eKnop demonstraram que as plantas podiam crescernormalmente usando soluo nutritiva (meio lquidocontendo somente sais inorgnicos) e energia solar.

    Esta tcnica hoje conhecida como hidroponia etem sido utilizada em inmeros estudos de nutriomineral.

    O mtodo mais popular o da

    soluo nutritiva em hidropnica,

    porm usa-se tambm o cultivo

    em filme de soluo nutritiva (usado na

    produo comercial) e em soluo nutritiva em aeropnica.

    Cuidados especiais requeridos no uso de solues nutritivas (cultivo hidropnico)

    Usar grandes volumes e efetuar mudanasfrequentes da soluo;

    Ajustar as concentraes dos nutrientes(diminuio de 50% na [K+] usada comoindicadora para troca da soluo);

    Ajustar o pH do meio com HCl ou NaOH;

    Fornecer um suprimento de O2 adequado parapermitir a respirao das razes (aerao);

    Para evitar carncia de Fe, usa-se agentesquelantes, como o EDTA (cidoetilenodiaminotetraactico) ou DTPA (cidodietilenotriaminopentaactico);

    Obs: O uso de FeSO4 ou Fe(NO3)2, o ferro podeprecipitar da soluo como hidrxido de ferro,tornando-o indisponvel.

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    Fornecer nitrognio na forma de NO3- e NH4+.

    N Como NO3-

    raiz NO3-

    OH- ou HCO3- pH

    N Como NH4+

    raiz NH4+ pH

    H+

    N Como NO3- e NH4+

    raiz

    NO3-

    OH- ou HCO3- Forma-se NH4OH Poder tampo

    NH4+

    H+ Manuteno do pH

    A soluo nutritiva deve fornecer os elementos essenciaisem concentraes que permitam o rpido crescimento da planta,devendo-se ter o cuidado para que os mesmos no atinjam nveistxicos.

    1.300 X 93 X

    Sintomas de deficincia

    Os sintomas de deficincia de nutrientes em uma planta correspondem expresso da desordem metablica

    resultante do suprimento insuficiente de um elemento essencial.

    Estas desordens esto relacionadas com as funesdesempenhadas pelo elemento no funcionamento daplanta;

    Cultivo hidropnico X Cultivo no solo;

    Mobilidade dos nutrientes dentro da planta:

    Elementos mveis folhas velhas;

    Elementos imveis folhas novas e gemas.

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    Portanto, para detectar a deficincia dedeterminado elemento em uma planta, com basesomente em sintomas visuais, o agrnomo precisater grande experincia.

    Alm disso, os sintomas visuais s aparecemquando a deficincia j severa.

    Por outro lado, nas condies de campo, demodo geral, as deficincias so mltiplas e ossintomas visuais se complicam ainda mais.

    Portanto, o agrnomo interessado emdiagnosticar deficincias minerais, deve utilizar: Aanlise do solo, seguida de anlise da planta e porltimo observao de sintomas visuais.

    A anlise do solo fornece dados sobre aquantidade total de reservas em nutrientesminerais existentes no solo.

    Porm, a potencialidade de certos elementosnem sempre real, da a necessidade decomplementao da anlise do solo com a anlisede plantas.

    A anlise de plantas um mtodo utilizadopara a determinao do status nutricional daplanta, atravs da medida da concentrao denutrientes em amostras de tecidos.

    Geralmente usa-se pecolos de folhasmaduras.

    Relao entre o crescimento da cultura e a concentrao de um dado elemento mineral em

    amostras de tecidos.

    Plantas cultivadas em solo ou em soluo

    nutritiva

    Vrios tratamentos em que se faz variar a

    concentrao do elemento mineral a ser estudado

    Colheita das plantas

    Determinao do crescimento ou da

    produo da planta

    Anlise dos tecidos (pecolos de folhas

    maduras)

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    A relao entre produtividade ou crescimento e o teor denutrientes do tecido vegetal define as zonas de deficincia,adequao e toxicidade. A concentrao crtica do nutriente aquela abaixo da qual a produtividade ou o crescimento reduzido.

    Classificao dos nutrientes minerais de acordo com sua funo bioqumica

    Funes do fsforo (P)

    Parte constituinte de:

    cidos nucleicos (DNA e RNA);

    Fosfolipdios e acares-fosfato;

    Coenzimas (NADP);

    Especialmente do ATP (composto rico em energiaque participa de vrios processos metablicos, taiscomo: sntese e degradao de carboidratos, sntesede protenas e de cidos graxos).

    O fsforo sofre fcil redistribuio pelo floema.

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    Fatores que afetam a disponibilidade do fsforo (P) do solo para a planta

    pH do solo:pH do solo forma de P disponvel

    cido (< 5) H2PO4-1

    Neutro (5 7) HPO4-2

    Bsico (> 7) PO4-3

    Presena de Fe e Al:A presena de Fe e Al em solo cido induz a formao de sais insolveis:

    Al(OH)3 + H2PO4-1 + H+ Al(OH)2H2PO4 + H2O

    Fe(OH)3 + H2PO4-1 + H+ Fe(OH)2H2PO4 + H2O

    Presena de clcio:A presena de Ca2+ em solo alcalino favorece a

    formao de fosfatos clcicos:Fosfato monoclcico Ca(H2PO4)2 solvel absorvido pela planta;Fosfato diclcico Ca2(HPO4)2 pouco solvel pouco absorvido pela planta;Fosfato triclcico Ca3(PO4)2 insolvel no absorvido pela planta.

    Obs: para a obteno de uma boa nutrio de P amelhor faixa de pH do solo entre 5,5 e 6,5 (HPO4-2).

    Funes do potssio (K)

    Atua como ativador enzimtico em vriosprocessos metablicos, tais como: Respirao, sntesede carboidratos e protenas e reaes de fosforilao;

    Participa na regulao da abertura e fechamentodos estmatos;

    Regulao do transporte de carboidratos(sacarose) produzidos pelas folhas;

    Sofre fcil redistribuio pelo floema (aconcentrao de K+ no xilema e floema praticamente a mesma).

    Funes do clcio (Ca)

    parte constituinte da parede celular (pectatos declcio e magnsio na lamela mdia);

    Manuteno da integridade funcional de membranas;

    Neutralizao de cidos orgnicos (quelao),evitando sua toxicidade;

    necessrio ao desenvolvimento e funcionamento derazes.

    No sofre redistribuio encontrando-se na planta sob formas insolveis na gua como quelatos.

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    Funes do magnsio (Mg)

    parte constituinte da clorofila;

    necessrio para a absoro de fsforo;

    Atua como ativador enzimtico em vrios processos,tais como: metabolismo glicdico e de cidosnuclicos.

    Elevada concentrao de K+ inibe a absoro de Mg2+.

    Funes do enxofre (S)

    parte constituinte de protenas e de coenzimas(tais como: Biotina, tiamina e CoA);

    Atua como ativador enzimtico (SO42-);

    Participa do stio ativo de enzimas (R-SH);

    Na fotossntese atua na sntese de clorofila,absoro de CO2 e atividade da Rubisco.

    Absorvido pelas razes principalmente como SO42- e sob a forma orgnica (aminocidos) e pelas folhas

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