Nutrição Mineral de

Plantas

Prof. José Vieira Silva (UFAL – Arapiraca 2012)

Fisiologia Vegetal Unidade III

Livro: Fisiologia Vegetal. Lincoln Taiz & Eduardo Zeiger (2004).

- Capítulo 5: Nutrição Mineral (p.95 – 113)

- Capítulo 6: Transporte de Solutos (p.115 – 136)

Nutrição Mineral de Plantas

Nutrição Mineral

- Aspectos Gerais -

- Elementos Minerais: são elementos obtidos do solo pelas

plantas, principalmente na forma de íons inorgânicos;

- Eles entram na biosfera predominantemente pelos sistemas

radiculares das plantas;

- Estão presentes nos solos em baixas concentrações, porém

são absorvidos pelas plantas com muita eficiência;

- São translocados das raízes para as diferentes partes das

plantas e utilizados em inúmeras funções biológicas;

- Nutrição Mineral: é o estudo da maneira como as plantas

obtêm e utilizam os nutrientes minerais.

O nutriente é considerado

essencial quando a sua ausência

impede a planta de completar seu

ciclo de vida, apresentando um

papel fisiológico claro.

O nutriente é considerado

essencial quando ele faz parte do

metabolismo vegetal e compõe

qualquer molécula presente na

planta, indispensável para que a

mesma complete seu ciclo

biológico.

Elementos Essenciais

Classificação de acordo com a função biológica

Grupo 1 (N e S): Formam compostos orgânicos e a assimilação

se dá por meio de reações bioquímicas envolvendo reações de

oxidações e reduções.

Grupo 2 (P, Si e B): Importantes no armazenamento de energia,

divisão celular, formação de membranas e manutenção da

integridade estrutural.

Grupo 3 (K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, Mn2+ e Na+): Nutrientes na forma

iônica, que atuam como mensageiro secundário, cofatores

enzimáticos e regulador metabólico; na manutenção da

turgescência celular, formação de pigmentos celulares e quebra

da molécula da água.

Grupo 4 (Fe, Zn, Cu, Ni e Mo): Nutrientes envolvidos na

transferência de elétrons e na transformação de energia; na

constituição de proteínas (enzimas) indispensáveis à fixação de

CO2 e N.

Técnicas especiais são utilizadas em estudos nutricionais

Soluções nutritivas podem sustentar rápido crescimento vegetal

LEI DO MÍNIMO - Justus Liebig

“O crescimento de um organismo

é limitado pelo elemento essencial

que está presente numa

concentração inferior àquela

requerida por esse organismo,

sendo que tal fator é o

determinante final que controla a

distribuição ou a sobrevivência da

espécie em questão“.

Princípio da Experimentação para análise nutricional em plantas

Concentração dos nutrientes nos tecidos

Nitrogênio diminuição do crescimento; clorose geral da planta,

principalmente nas folhas mais velhas, folhas amareladas e púrpuras;

aumento proporcional do sistema radicular, e queda das folhas.

Potássio Clorose marginal, que evolui para uma necrose, primeiramente

nas margens pontas da folha e entre os vasos; os sintomas aparecem

primeiramente nas folhas mais velhas; a folha também pode ficar ondulada

ou enrolar

Cálcio Necrose nas regiões meristemáticas, tais como pontas

de raiz e folhas jovens; folhas jovens podem aparecer

deformadas; o sistema radicular da planta pode se mostrar

acastanhado, curto e bastante ramificado

Magnésio O sintoma característico de deficiência de Mg é a

clorose entre os vasos das folhas, ocorrendo primeiramente nas

folhas mais velhas; abscisão prematura da folha

Fósforo Folhas com coloração verde escuro e púrpura. A

maturação da planta pode retardar

Ferro clorose entre os vasos; os sintomas aparecem

primeiramente nas folhas mais jovens. Obs.: Não confundir com

os sintomas da deficiência de Mg.

Boro - o sintoma é muito parecido com o do cálcio, com necrose e

enrugamento das nervuras. As paredes do fruto tornam-se assimetricamente

deprimidas e os lóculos se abrem.

Manganês Clorose nas folhas, com desenvolvimento de

pontos de necrose

Cobre Folhas verde escuras com pontos necróticos; os pontos

necróticos aparecem primeiramente nas pontas das folhas

evoluindo para a base da folha pelas margens; em deficiências

severas pode ocorrer abscisão foliar prematura

Zinco Plantas de milho

Os sintomas de deficiência de

zinco manifestam-se nas partes

mais novas da planta, com o

encurtamento dos entrenós, ligeira

clorose das folhas, redução do

tamanho e deformação das folhas

Zinco Plantas de milho

Enxofre Plantas de alfafa

Enxofre Plantas de alfafa

Efeito da deficiência e excesso de nutrientes sobre as raízes

São plantas parasitas que possuem haustórios que penetram no tecido vascular da

planta hospederia para absorver água e nutrientes. De maneira geral, provocam

sérios danos aos hospedeiros, como visto nas árvores existentes em ruas e

avenidas das cidades, levando a quebra de galhos e estruturas da parte aérea.

Ex. Erva de passarinho (Psittacanthus robustus).

- São plantas que usam as árvores somente como suporte e obtém os nutrientes

do ambiente.

- Característica encontrada principalmente em plantas de interesse ornamental,

como Bromélias, orquídeas, dentre outras.

As orquídeas possuem as raízes cobertas por um tecido branco, esponjoso, chamado

de velame, responsável pelo maior tempo de exposição das raízes à água e nutrientes.

Vivem em regiões ácidas onde as condições do solo não são favoráveis. Podem

obter nitrogênio e outros nutrientes minerais pela captura, morte e digestão de

insetos e outros animais pequenos. As armadilhas são evoluções das folhas e

possuem glândula que secretam um suco digestivo.

Nepenthes sibuyanensis

Cátions: K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, ...

Ânions:

NO3-, Cl- São repelidos pelas cargas negativas da

superfície das partíclulas do solo e permanecem em

solução no solo;

PO43- Se liga a partículas do solo que contem Al3+,

Fe2+ e Fe3+;

SO42- Na presença de Ca2+ forma CaSO4, que é

levemente solúvel.

O Alumínio é metal mais abundante da crosta terrestre, pois é o

principal constituinte dos minerais de argila (Silicatos de Alumínio).

A foram iônica do Al (Al3+) é relativamente insolúvel em solos com

pH superior a 5,0. No entanto, em solos ácidos, o Al3+ é um dos

principais fatores que limitam a produção vegetal.

Intercepção radicular:

A raiz entra em contato com o solo a medida que vai

crescendo. No entanto o volume ocupado pelo

sistema radicular é cerca de 1% do volume total do

solo. É responsável pela absorção de pequena parte

dos nutrientes como por exemplo o cálcio (Ca).

Fluxo de massa

Quando a água é absorvido pela planta forma um

gradiente de potencial hídrico em direção à raiz. Os

nutrientes da solução do solo são carregados até a

superfície da raíz onde poderão estar disponíveis para a

absorção.

O fluxo de massa é influenciado principalmente pela

concentração de nutrientes no solo e pela transpiração

da planta.

É responsável pela absorção da maior parte do NO3-,

Mg2+, SO42- e também Ca2+.

Difusão

Quando o restabelecimento de um íon pela fase sólida do

solo é menor que a quantidade desse íon absorvido pela

planta, cria-se um gradiente de concentração de ao longo

do qual o íon se move. Esse processo é chamado de

difusão.

Esse processo de absorção pode ocorrer com o K+ e

PO42-.

É responsável pela absorção da maior parte do NO3-,

Mg2+, SO42- e também Ca2+.

- Rota Apoplástica

O íon se movimenta pela parede celular e espaços

intercelulares, a favor de um gradiente de concentração.

A movimentação dos íons é rápida e inteiramente

passivo.

Da superfície radicular até o xilema

Rota Simplástica

O íon é absorvido pelas células e é transportado por

inúmeros plasmodesmos entre as células.

Como na raíz existe uma faixa de células altamente

suberizadas, a endoderme, obrigatoriamente parte da

rota de absorção dos nutrientes tem que ser simplástica.

Rota Transcelular

Parte do transporte do íon pode ser feita pelo apoplasto

e parte pelo simplasto.

Transporte passivo

Ocorre a favor de um potencial eletroquímico.

Difusão simples através da bicamada lipídica

Difusão facilidada feita por transportadores

Difusão através de canais iônicos

legenda3.pps

Transporte Ativo

Transporte de íons através da membrana contra um

gradiente de potencial eletroquímico, sempre com gasto

de energia metabólica.

Etapas hipotéticas no transporte de um cátion (o M+ hipotético) contra

seu gradiente químico através de uma bomba eletrônica. A proteína,

embebida na membrana, liga o cátion no lado de dentro da cé1uLa (A) e

é fosforilada por ATP (B). Essa fosforilação conduz a uma mudança de

conformação que expõe o cátion ao lado de fora da célula e possibilita a

sua difusão para longe (C). A liberação do íon fosfato (P) da proteína

para o citosol (D) restabelece a configuração inicial da proteína de

membrana e permite que um novo ciclo de bombeamento se inicie.

A B C D

Transporte Ativo Secundário

Utiliza a energia armazenada em

gradientes de potencial eletroquímico.

Um potencial de membrana e um

gradiente de pH são criados às custas

da hidrólise de ATP.

Transporte ativo acoplado

ao gradiente de prótons

K+

K+

K+

K+

K+

K+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+