aula 5 Nutrição mineral de plantas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
Departamento de Biologia
Disciplina de Fisiologia Vegetal
Nutrição Mineral
Profª Drª Luciane A. Tabaldi
→ Nutrientes minerais → elementos obtidos → íons
inorgânicos do solo
circulam continuamente por todos os
organismos
entram na biosfera → sistemas radiculares das
plantas
→ “mineradoras” da crosta terrestre.
→ *** absorção= processo muito eficaz.
### Após terem sido absorvidos → translocados p/ as 
diversas partes da planta → funções biológicas.
NUTRIÇÃO MINERAL ⇒ “estudo do modo como as 
plantas obtêm e utilizam os nutrientes minerais.”
• a absorção dos elementos contidos no solo ou em outros 
meios;
• o seu transporte e redistribuição;
• os papéis que desempenham na planta.
Essa área de pesquisa é fundamental:
→ “aprimorar práticas agrícolas”
→ “proteção ambiental”
→ “compreender as interações ecológicas das plantas em 
ecossistemas naturais”
p/ atender a demanda crescente por alimento, o
consumo mundial dos principais elementos minerais
fertilizantes (N, P, K) ↑ de 30 milhões de toneladas
métricas (1960) p/ 143 milhões de toneladas métricas
(1990)
� 1990 a 2000 → consumo permaneceu constante
� Últimos anos → ↑ para 180 milhões de toneladas
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→ “proteção ambiental”
Plantas cultivadas → utilizam menos da metade do
fertilizante aplicado.
Restante= podem lixiviar para águas
superficiais ou subterrâneas, associar-se às partículas do
solo ou contribur para a poluição atmosférica ou a mudança
climática.
* Maior produção de madeira
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Por que estudar Nutrição Mineral de Plantas
o homem come planta ou planta modificada!
a planta tem que se alimentar → somente
alimentando a planta é possível alimentar o homem.
HISTÓRICO
• ARISTÓTELES (350 a.C.)= filósofo e biólogo
→ “Teoria humística” → as plantas se alimentam do
húmus e, após a morte, retornam ao húmus.
→ As folhas das plantas teriam duas funções:
☺Utilitária= proteção dos frutos do calor do sol;
☺Estética= embelezando a planta***
• 1563: francês Palissy: idéia clara da contribuição do sal
do solo para a vida da planta.
• 1652: holandês van Helmont (médico e alquimista) → as
plantas absorvem água e sintetizam suas substâncias a
partir dela.
Experimento: 2,5 Kg 82 Kg
150 Kg 149 Kg
• 1766: Inglês Woodward: quanto mais suja a água, maior
o crescimento das plantas → “A terra, não a água é o
material formador das plantas”.
• 1774: inglês Priestley → descobre o O2 e verifica que as
plantas eram capazes de purificar o ar “viciado” pelos
animais.
5 anos
• 1776: Ingenhousz: as plantas liberam mais O2 à luz do dia
e o consomem mais no escuro e na sombra.
• 1796: Ingenhousz: demonstrou a essencialidade dos
nutrientes.
• 1804: Suíço Saussure → “Pesquisas químicas sobre as
plantas”.
→ A planta obtinha C do CO2 atmosférico;
→ O H e o O2 eram assimilados na mesma proporção em que estão na
água (2:1);
→ O aumento na matéria seca era devido ao C, H e O;
→ O solo era o fornecedor de minerais indispensáveis à vida da planta;
→ Respiração ⇒ processo que funciona como fonte de energia.
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• A partir de 1830: Boussingault → experimentos a
campo → o solo é o fornecedor de minerais indispensáveis
à vida da planta.
• Alemão Justus von Liebig: disciplina científica
“Lei do Mínimo” → a produção de
uma planta é limitada ao elemento mais
escasso entre todos os nutrientes presentes
no solo.
→ São três os meios que fornecem elementos p/ a
composição das plantas:
**** Ponto de vista de
quantidade de elementos
fornecidos ⇒ solo ⇒ menos
importante
meio mais
facilmente modificável pelo
homem.
O SOLO COMO FORNECEDOR DE NUTRIENTES
→ SOLO ⇒ reservatório de todos os nutrientes p/ a maioria
das culturas.***
## Fase sólida
→ partículas minerais= areia, silte e argila.
→ partículas orgânicas= M.O. → decomposição de
resíduos de origem animal e vegetal.
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→ cátions= intimamente ligados às cargas negativas
(predominam) das partículas do solo (orgânicas e
inorgânicas) → fator importante p/ a fertilidade do solo
Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+, Al3+ e H+
não são facilmente perdidos quando o solo é
lavado pela água → reserva de nutrientes disponível p/ as
raízes de plantas.
Os nutrientes minerais adsorvidos dessa forma
podem ser substituídos por outros cátions → TROCA
CATIÔNICA
→ capacidade de troca de cátions (CTC) → altamente
dependente do tipo de solo.
Ex. Um solo com grande CTC geralmente tem
uma maior reserva de nutrientes.
→ Ânions = nitrato (NO3-) e cloreto (Cl-) → repelidos pelas
cargas negativas → permanecem dissolvidos na solução do
solo → + sujeitos à lixiviação.
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um solo capaz de garantir altas produtividades ⇒
quatro propriedades que começam com “f” ⇒ fôfo, fresco,
fértil e fundo (Prof. Carlos Teixeira Mendes)
## Fase líquida do solo
de onde a raiz absorve ânions e cátions quase que 
exclusivamente.
• solução do solo com minerais dissolvidos → meio p/ o
movimento de íons até a superfície da raiz
• ânions= NO3-, H2PO4-, HPO42-, PO43- e SO42-
• gases= O2, CO2 e N2.
## Fase gasosa do solo
espaços de ar entre as partículas do solo.
O2, CO2 e N2.
• O2= consumido pelas raízes;
• CO2= produzido na respiração das raízes e
microorganismos do solo;
• N2= utilizado pelas bactérias simbióticas (raízes de
leguminosas) → transformado em formas assimiláveis pelas
raízes.
O pH do solo afeta a disponibilidade de nutrientes, 
micróbios do solo e o crescimento radicular
[ ] de íons hidrogênio
� Raízes= crescimento favorecido em valores de pH
levemente ácidos (5,5 à 6,5);
� Fungos= pH ácido;
� Bactérias= solos alcalinos.
Influência do pH sobre o comportamento da disponibilidade dos 
principais elementos químicos da solução do solo. 
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OS ELEMENTOS ESSENCIAIS
→ A análise elementar completa de uma planta ⇒
existência de um grande nº de elementos ⇒ prata (Ag) até
o zircônio (Zr).
nem todos são necessários à vida vegetal!
→ Aristóteles= “As plantas não têm alma p/ pensar”
→ “Todos os elementos essenciais devem estar contidos na
planta, mas nem todos os elementos encontrados na planta
são essenciais”.
• ELEMENTOS MINERAIS= essenciais
benéficos
tóxicos
→ Elemento essencial ⇒ “componente intrínseco na
estrutura ou no metabolismo de uma planta, ou cuja ausência
causa anormalidades severas no crescimento, no
desenvolvimento e na reprodução do vegetal ou pode
impedir uma planta de completar seu ciclo de vida”
Ex: N → composição de aas. → proteínas;
P → parte de compostos “ricos de energia → ATP;
Mg → parte da estrutura da clorofila;
B → função metabólica.
→ Elemento benéfico ⇒ “sem ele a planta vive mas, em
dadas condições, a sua presença pode ajudar o crescimento
e aumentar a produção”
Ex: Sódio → pode substituir o K;
Silício;
Selênio;
Alumínio;
Níquel.
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→ Elemento tóxico ⇒ “é aquele que diminui o crescimento
e a produção”
Ex: Alumínio em solos ácidos;
Cádmio;
Chumbo;
Mercúrio;
Arsênio, ...
“a dose faz o veneno”
Elementos minerais essenciais → classificados como:
MACRO E MICRONUTRIENTES, de acordo com
suas concentrações relativas no tecido vegetal (obedece
apenas razões quantitativas).
→ H, C e O2 não são considerados elementos minerais=
obtidos primariam da H2O e do CO2.
N > K > Ca > P = Mg
= S.
Fe > Mn > B > Cu
> Zn > Mo > Co >
Ni > Se.
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→ Alguns pesquisadores ⇒ “tal classificação é difícil de se
justificar fisiologicamente ⇒ as diferenças na concentração
nos tecidos entre macro e micronutrientes não são tão
grandes”
Ex: mesofilo: contém quase tanto Fe ou Mn quanto S e Mg
Mengel e Kirkby (1987) → elementos
essenciais classificados de acordo com seu papel
bioquímico e sua função fisiológica.
MOBILIDADE DOS ELEMENTOS MINERAIS
sintomas de deficiência
Técnicas especiais utilizadas em estudos nutricionais
demonstrar que um elemento é essencial requer que
as plantas sejam cultivadas sob condições experimentais
nas quais apenas o elemento sob investigação encontra-se
ausente.
solo???
Técnicas: 
• Cultivo hidropônico ⇒ solução nutritiva
• Lâmina denutrientes ⇒ raízes das plantas sob uma
canaleta por onde flui a solução nutritiva;
• Sistema aeropônico ⇒ as raízes ficam suspensas no ar →
são aspergidas continuamente com uma solução nutritiva.
• Sistema de subirrigação ⇒ a solução nutritiva é
periodicamente elevada para imergir as raízes e então
recuada.
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ABSORÇÃO DE ELEMENTOS PELAS RAÍZES
• Habilidade de plantas absorverem água e nutrientes minerais do solo →
capacidade de desenvolver um extensivo sistema radicular.
ÁREAS DIFERENTES DA RAIZ ABSORVEM ÍONS 
MINERAIS DISTINTOS
• Os nutrientes são absorvidos somente nas regiões apicais 
(Bar-Yosef et al., 1972);
• Nutrientes absorvidos ao longo de toda sup. radicular (Nye 
e Tinker, 1977);
dependendo da espécie vegetal e do nutriente.
→ A absorção radicular de Ca2+ na cevada ⇒ região apical;
→ Fe2+ ⇒ pode ser absorvido ou na região apical (cevada) 
ou ao longo de toda superfície radicular (milho);
→ K+, nitrato, amônio e fosfato ⇒ absorvidos livremente em 
todos os locais da superfície radicular, 
No milho a zona de alongamento tem taxas 
máximas de acúmulo de K e de absorção de nitrato;
→ Milho, arroz e espécies de áreas úmidas ⇒ o ápice
radicular absorve amônio + rapidamente do que a zona de
alongamento;
→ a absorção de amônio e nitrato por coníferas varia
significativamente em diferentes regiões da raiz e pode ser
influenciada pelas taxas de crescimento e maturação desse
órgão;
• Em muitas espécies ⇒ o ápice e os pêlos radiculares
(fungos micorrízicos) são os mais ativos na absorção de
fosfato.
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DENTRO DO SOLO= os nutrientes movem-se em 
direção à superfície radicular
• DIFUSÃO= através da solução do solo.
• FLUXO DE MASSA= carregados passivamente pela água.
• INTERCEPTAÇÃO RADICULAR= as raízes crescem até os 
nutrientes.
• Fungos micorrízicos= facilitam a absorção de nutrientes 
pelas raízes.
83% das dicotiledôneas, 79% das
monocotiledôneas e todas as gimnospermas formam
associações micorrízicas regularmente.
AUMENTAM a capacidade do sistema radicular
de absorver nutrientes.
ABSORÇÃO FOLIAR:
→ Aplicação de adubos foliares p/ aumentar:
• condições de desenvolvimento e
• produtividade das plantas.
→ Substâncias aplicadas:
• Nutrientes minerais
• Reguladores de crescimento= hormônios vegetais
• Herbicidas
Absorvidos pelas folhas e translocados p/ outras 
regiões da planta.
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Vantagens
� reduzir o tempo de retardo entre a aplicação e a 
absorção pela planta;
� contornar o problema de restrição de absorção de um 
nutriente no solo
Ex:
• Videiras
• cereais (nitrogênio no trigo)
Desvantagens:
• baixas taxas de penetração (cutículas espessas: citros e
café);
• escorrimento de superfícies hidrofóbicas;
• lavagem da folha pela chuva;
• secagem muito rápida da solução pulverizada;
• redistribuição limitada de Ca e B do local de aplicação e
absorção para outras partes da planta;
• quantidades limitadas de macronutrientes aproveitadas
(1%), com exceção da uréia (10%);
• ocorrência de necrose ou queima de folhas.
PROCESSOS DE ABSORÇÃO FOLIAR:
# # CUTÍCULA= cutina, ceras, hemicelulose.
Os íons e solutos penetram na cutícula através dos 
espaços intermoleculares → DIFUSÃO.
Do + [ ] p/ o – [ ]
→ permite a penetração parcial de íons e solutos, sem, 
entretanto, permitir um fluxo de massa.
→ URÉIA= promotor da permeabilidade cuticular= produz
alterações químicas nas moléculas de cutina.
→ íons e solutos aplicados simultaneamente com a
uréia têm uma penetração cuticular facilitada.
→ cátions= penetram a cutícula com maior velocidade
que os ânions, devido às cargas negativas presentes na
cutícula.
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# # PAREDE CELULAR= grandes espaços interfibrilares →
grandes moléculas podem passar livremente.
# # MEMBRANA PLASMÁTICA= moléculas e íons que
atravessaram a parede celular são absorvidos pela
membrana do citoplasma p/ serem incorporadas por
TRANSPORTE ATIVO.
→ Quando íons ou solutos chegam na membrana, p/ entrar 
só com TRANSPORTE ATIVO.
transportador= contra gradientes de concentração.
→ ABSORÇÃO FOLIAR: → Duas fases:
• Passiva= o elemento aplicado na folha atravessa a
cutícula, a parede celular e os espaços intercelulares e
chega na superfície externa da membrana.
• Ativa= passa pela membrana e atinge o citoplasma,
podendo chegar ao vacúolo.
Fatores que podem influenciar a velocidade de absorção 
dos elementos aplicados nas folhas:
Concentração do elemento:
• cátions: Zn2+, Mn2+, Fe2+, Mg2+, Ca2+, (K+.NH4+);
• ânions: N (uréia), NO3-, Cl-, SO42-, H2PO4-, MoO42-.
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