Relatório nº9 A influência da nutrição mineral na morfologia foliar

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Faculdade de Ciências
Departamento de Ciências Biológicas
Biologia Aplicada
Fisiologia Vegetal Funcional
Relatório nº9
Observação da influência da nutrição mineral na morfologia foliar do feijão (Phaseolus vulgaris)
Discentes: Docentes:
Nzondo, Maganizo Prof. Doutor Orlando Quilambo
Ringuissa, Airone Profª. Doutora Célia Martins
Sambo, Ernesto drª Sónia Ventura Guilundo
Sigaúque, Adérito drª Íris Victorino Machaeie
Simão, Sinaia dr. Mauro Machipane
Tamele, Sintia - Eng. Lucas Chiau
 Monitor:
 Eleutério Duarte
Maputo, Outubro de 2015
Relatório nº9	 1
I.Introdução
	O feijão-comum (Phaseolus vulgaris L.) entre as espécies cultivadas do gênero ocupa o primeiro lugar em consumo, depois segue feijão-fava, ele pertence a família Fabacea. (Maquet et al., citado por Melo, 2011). 
É considerado a principal fonte de proteína vegetal de consumo directo, uma vez que se faz presente nas refeições diárias das populações do Sul da América e África. O consumo per capita está entre 16 kg/hab/ano e varia conforme a região, local de moradia e condição financeira do consumidor com o tipo e cor dos grãos, entre outros factores (Wander & Ferreira, citado por Gonçalves, 2013). Essa leguminosa fornece em média 1,3% de gordura, 4% de cinza, 22% de proteínas, apresentando bom valor biológico, alto conteúdo de lisina e alta digestibilidade (Granito et al., citado por Melo, 2011). 
As folhas do feijoeiro são simples e opostas nas folhas primárias; e compostas, constituídas de três folíolos (trifolioladas), com disposição alternada, características das folhas definitivas. Quanto à disposição dos folíolos, um é central ou terminal, simétrico, e dois são laterais, opostos e assimétricos. A cor e pilosidade variam de acordo com a cultivar, posição na planta, idade e condições do ambiente (Vieira et al., 2006).
Figura 1. Cultura do feijão. Fonte: http://culturafeijao.blogspot.com/2015/09/a-cultura-do-feijao.html
Os programas de melhoramento genético do feijoeiro visam obter variedades que apresentem alta produtividade, aliada a resistência às doenças, com produção de sementes possuindo forma, tamanho, cor e brilho aceitáveis no mercado. Além disso, os grãos de feijão devem possuir características culinárias e nutricionais desejáveis, como facilidade de cocção, boa palatabilidade, textura macia do tegumento, capacidade de produzir caldo claro e denso após o cozimento, maior teor de proteínas e minerais (Mesquita, 2007).
A solução do solo é o compartimento de onde a raíz retira ou absorve os elementos essenciais. Quando a fase sólida (matéria orgânica mais minerais) não consegue transferir para a solução do solo quantidades adequadas de um nutriente qualquer, é necessária sua aplicação mediante o emprego do fertilizante, M (adubo), que contém o elemento em falta. Isto significa que a prática da adubação, consiste em cobrir a diferença entre a quantidade do nutriente exigida pela planta e o fornecimento pelo solo, multiplicado por um fator K, cujo valor numérico é sempre maior que 1, para compensar as perdas do adubo (Tanaka et al., 1991).
As plantas são organismos autotróficos que vivem entre dois ambientes inteiramente inorgânico, retirando CO2 da atmosfera e água e nutrientes minerais do solo. Os nutrientes minerais são adquiridos primariamente na forma de íons inorgânicos e entram na biosfera predominantemente através do sistema radicular da planta (Tais e Zeiger, 2004).
A grande área superficial das raízes e sua grande capacidade para absorver íons inorgânicos em baixas concentrações na solução do solo, tornam a absorção mineral pela planta um processo bastante efectivo. Além disso, outros organismos, como os fungos (micorrízicos) e as bactérias fixadoras de nitrogênio, frequentemente contribuem para a aquisição de nutrientes pelas plantas. Depois de absorvido, os íons são transportados para as diversas partes da planta, onde são assimilados e utilizados em importantes funções biológicas (Tais e Zeiger, 2004).
A forma como as plantas absorvem, transportam, assimilam e utilizam os íons é conhecido como nutrição mineral. Esta área do conhecimento busca o entendimento das relações iônicas sob condições naturais de solo (salinidade, acidez, alcalinidade, presença de elementos tóxicos, como Al3+ e metais pesados), porém, o seu maior interesse está ligado directamente à agricultura e à produtividade das culturas. Alta produção agrícola depende fortemente da fertilização com elementos minerais (Tais e Zeiger, 2004).
No entanto, as plantas cultivadas, tipicamente, utilizam menos da metade dos fertilizantes aplicados. O restante pode ser lixiviado para os lençóis subterrâneos de água, tornar-se fixado ao solo ou contribuir para a poluição do ar. Assim, torna-se de grande importância aumentar a eficiência de absorção e de utilização de nutrientes, reduzindo os custos de produção e contribuindo para evitar prejuízos ao meio ambiente (Tais e Zeiger, 2004).
Ao longo dos anos muitas formulações têm sido empregadas para soluções nutritivas. As primeiras formulações desenvolvidas por Knop na Alemanha, incluíam elementos que naquela época acreditava-se que tais soluções nutritivas continham todos minerias exigidos pelas plantas (Kerbauy, 2008). 
O fornecimento não adequado de um nutriente essencial resulta em um distúrbio nutricional que se manifesta por sintomas de deficiência característicos. Em cultivo hidropónico, a remoção de um elemento essencial pode ser prontamente correlacionada a um determinado conjunto de sintomas, quando as deficiências são agudas. Porém, o diagnóstico de plantas que crescem em solo pode ser mais complexo por motivos como: deficiências crónicas quanto agudas de vários elementos podem ocorrer simultâneamente; deficiência ou grandes quantidades de um elemento podem induzir deficiências ou acúmulos de outro elemento; e algumas doenças virais das plantas podem produzir sintomas similares àqueles das deficiências nutricionais (Taiz e Zieger, 2004).
1.Objectivos
1.1.Geral
Compreender a nutrição mineral na morfologia foliar do feijão (Phaseolus vulgaris).
1.2.Específicos
Apontar os sinais morfológicos apresentados pelas folhas das plantas de feijão (Phaseolus vulgaris) submetidas aos tratamentos com água, Knop, Knop modificado I e Knop modificado II depois de 3 semanas;
Indicar o tratamento com menor desenvolvimento foliar;
Identificar os nutrientes em falta ou a mais nas plantas de feijão (Phaseolus vulgaris) submetidas aos tratamentos com água, Knop, Knop modificado I e Knop modificado II;
2.Material
2.1.Equipamento e material experimental
36 Sementes de feijão (Phaseolus vulgaris);
12 Vasos de plástico;
12 Pratos;
Copos de precipitação de 50ml;
Copos de vidro de 20ml graduados a 5ml;
Régua;
Pá;
Regador;
Garrafas de plástico;
Solo.
2.2.Soluções
Solução Knop;
Solução Knop modificada I;
Solução Knop modificada II;
Água corrente;
10
3.Metodologia
	1º Foram embebidas as sementes de feijão (Phaseolus vulgaris) em água destilada num copo de precipitação 24 horas antes da experiência;
2º No dia da experiência, foram enchidos 12 vasos de plástico com solo e com o uso do regador, foram humedecidos com água;
3º Os vasos foram divididos em 3 grupos e identificados como: controle, Knop padrão, Knop modificado I e Knop modificado II;
4º Foram colocadas 3 sementes por vaso distantes uma da outrae todas a uma profundidade de cerca de 1,5cm;
5º Os vasos foram monitorados e regados com auxílio de copos de vidro de 20ml e de garrafas plásticas a cada 2 dias durante 3 semanas com 10ml da solução segundo os diferentes tratamentos e água corrente em todos vasos para humedecer o solo; 
6º Nos vasos onde houve crescimento de três plantas, foi retida uma de modo que ficassem duas plantas por vaso;
7º Foram colocados pratos em por baixo de cada um dos vasos, para colocar água quando não fosse possível regar as plantas depois de 2 dias;
8º Foram anotadas as mudanças observadas quando se ia regar as plantas ao longo do período que a experiência decorreu;
9º Foram anotadas semanalmente o número de folhas observadas e foi medido o seu comprimento com auxílio da régua. Foram retiradas fotografias.
4.Resultados
	Ao fim de 3 semanas, observou-se que só se desenvolveu uma planta em pelo menos um vaso dos tratamentos Knop, Knop I e Knop II e todas as plantas de feijão cresceram em altura e desenvolveram folhas. O número de folhas variou em cada tratamento, sendo que o tratamento com água teve menor número de folhas e o tratamento Knop (padrão, com todos nutrientes) desenvolveu o maior número de folhas, como ilustram os números da tabela 1.
Tabela 1. Número e comprimento das folhas depois de 3 semanas. V1, V2 e V3 são os vasos por tratamento. P1 e P2 são as plantas por vaso. F1 e F2 são as folhas primárias simples. F3, F4, F5 e F6 são as folhas definitivas compostas. f1, f2 e f3 são os folíolos das folhas compostas.
	
Características
	Tratamento
	
	Água
	Knop
	Knop I
	Knop II
	
	V1
	V2
	V3
	V1
	V2
	V 3
	V1
	V2
	V3
	V1
	V2
	V3
	Número de Folhas
	P1
	3
	4
	4
	6
	6
	6
	6
	5
	6
	5
	4
	5
	
	P2
	4
	4
	3
	--
	6
	5
	--
	5
	5
	--
	5
	4
	
Comprimento das folhas da P1
	F1
	4,5
	5,5
	7,5
	13
	9,5
	7,5
	11,5
	10
	12,5
	8,5
	10
	6,5
	
	F2
	3,5
	6
	7,5
	14,5
	7,5
	7,5
	10,5
	11
	11
	7,5
	7,5
	7,5
	
	F3
	f1
	6
	7,5
	7,5
	15
	10,5
	8,5
	12,5
	13
	12
	9
	9,5
	9,5
	
	
	f2
	7
	9,5
	8
	16,5
	11,5
	9
	13
	13,5
	12,5
	10
	12
	13,5
	
	
	f3
	6
	8
	7
	14,5
	11
	8,5
	11,5
	12
	10
	8,5
	8,5
	9,5
	
	F4
	f1
	--
	6
	6
	13
	7,5
	6,5
	9
	7,5
	11
	7
	7,5
	8
	
	
	f2
	--
	8
	6
	15
	6,5
	8,5
	10
	8
	11,5
	8
	6
	9
	
	
	f3
	--
	7
	6
	11,5
	5
	6,5
	9,5
	7,5
	10
	6
	7
	7
	
	F5
	f1
	--
	--
	--
	8
	4,5
	6
	3
	5
	9
	3
	--
	9,5
	
	
	f2
	--
	--
	--
	8,5
	5
	6
	3,5
	6
	8
	7
	--
	8
	
	
	f3
	--
	--
	--
	7
	5,5
	6
	3
	5,5
	6
	3
	--
	7
	
	F6
	f1
	--
	--
	--
	2
	2
	3,5
	2
	--
	4
	--
	--
	--
	
	
	f2
	--
	--
	--
	6,5
	3
	4
	2,5
	--
	6
	--
	--
	--
	
	
	f3
	--
	--
	--
	2,5
	2,5
	3
	1,5
	--
	4
	--
	--
	--
	
Comprimento das folhas da P2
	F1
	5,5
	4,5
	3,5
	--
	7
	6
	--
	11,5
	11
	--
	9
	6,5
	
	F2
	6
	5,5
	4
	--
	8,5
	8
	--
	10,5
	12,5
	--
	9,5
	7
	
	F3
	f1
	5,5
	6,5
	5
	--
	9
	9,5
	--
	12,5
	11,5
	--
	10,5
	8,5
	
	
	f2
	6
	8,5
	5,5
	--
	10
	9
	--
	13
	12,5
	--
	12
	10,5
	
	
	f3
	4
	5,5
	5
	--
	9
	8,5
	--
	11
	11
	--
	10
	7,5
	
	F4
	f1
	3
	4
	--
	--
	6,5
	5,5
	--
	12
	6
	--
	6
	7
	
	
	f2
	4,5
	4
	--
	--
	7
	6,5
	--
	9
	3
	--
	7
	6,5
	
	
	f3
	3
	5
	--
	--
	7
	6
	--
	11
	6
	--
	5,5
	6
	
	F5
	f1
	--
	--
	--
	--
	5
	2
	--
	6
	6
	--
	4
	--
	
	
	f2
	--
	--
	--
	--
	6,5
	2,5
	--
	5,5
	4
	--
	4,5
	--
	
	
	f3
	--
	--
	--
	--
	5,5
	2
	--
	4
	3
	--
	3,5
	--
	
	F6
	f1
	--
	--
	--
	--
	3
	--
	--
	--
	--
	--
	--
	--
	
	
	f2
	--
	--
	--
	--
	4,5
	--
	--
	--
	--
	--
	--
	--
	
	
	f3
	--
	--
	--
	--
	2,5
	--
	--
	--
	--
	--
	--
	--
O número médio de folhas ao fim de 3 semanas foi de 3,6 nas 6 plantas do tratamento com água, 5,8 nas 5 plantas do tratamento com Knop, 5,4 nas 5 plantas do tratamento com Knop modificado I e 4,6 nas 5 plantas do tratamento com Knop modificado II.
O comprimento médio das folhas depois de 3 semanas foi de 5,8 nas 6 plantas do tratamento com água, 8,5 nas 5 plantas do tratamento com Knop, 7,5 nas 5 plantas do tratamento com Knop modificado I e 7,1 nas 5 plantas do tratamento com Knop modificado II.
Observou-se que ao longo das semanas, as plantas aumentaram gradualmente o número de folhas. Na primeira semana todas as plantas que se desenvolveram apresentaram em média 2 folhas primárias unifoliadas ou simples e observou-se a presença de cotilédones acima da superfície do solo. Nesse período, o tratamento que teve maior número de folhas foi o Knop padrão e os restantes tratamentos tiveram o mesmo número de folhas. Na segunda semana, todas as plantas que tinham desenvolvido a terceira folha trifoliolada, tinham esta completamente desdobrada e os cotilédones sofreram abcisão. Começou a verificar-se que o tratamento Knop padrão desenvolvia um número maior de folhas que os outros tratamentos. Na terceira semana, pôde-se observar um rápido desenvolvimento de folhas trifolioladas nas ramificações das plantas e com o Knop a apresentar sempre o maior número de folhas. Em todas semanas, as plantas do tratamento com água apresentaram o menor número de folhas, como ilustra a figura 2.
Na primeira semana, as folhas primárias cresceram em comprimento e no tratamento Knop apresentaram os maiores valores. Na segunda semana, as folhas primárias e as primeiras folhas definitivas compostas tinham quase os mesmos comprimentos em todos tratamentos. Na terceira semana, as primeiras folhas trifolioladas de todas as plantas apresentaram os maiores comprimentos, sendo que no tratamento Knop tiveram os valores mais altos e no tratamento com água tiveram os menores comprimentos, como mostram os valores da figura 2.
Figura 2. Idade das plantas em semanas em função do número de folhas que desenvolveram nesses períodos por tratamento a esquerda e idade das plantas em semanas em função do comprimento de folhas por tratamento a direita.
As plantas de todos os tratamentos tiveram sinais morfológicos diferentes e estão resumidos na tabela 2.
Tabela 2. Sinais morfológicos apresentados pelas plantas nas folhas após três semanas.
	Tratamento
	Morfologia das plantas após três semanas
	Imagem
	Água
	As plantas apresentaram um crescimento muito reduzido. Todas suas folhas tinham uma coloração amarelada ou verde pálido e tinham uma forma regular.
	
	Knop
	As plantas tiveram um grande crescimento. Suas folhas eram verdes (coloração normal) e tinham uma forma regular, porém algumas murcharam.
	
	Knop I
	As plantas tiveram um crescimento médio. As folhas jovens tiveram uma coloração mais amarela ou verde pálido que as folhas velhas (mais próximas da base das plantas).
	
	Knop II
	As plantas tiveram um crescimento médio. As folhas mais velhas tinham uma coloração escura e continham algumas manchas de tecido morto. As folhas mais velhas tiveram uma cor amarelada entre as nervuras foliares.
	
5.Discussão
As plantas cultivadas nos vasos do tratamento com Knop padrão tiveram um crescimento normal, maior número de folhas com boa área foliar e as folhas apresentaram uma cor verde normal. O que de acordo com Dantas et al. (2005) indica que as plantas tiveram todos nutrientes necessários para o seu bom desenvolvimento. Algumas folhas ficaram murchas, facto que aconteceu devido às altas temperaturas da estufa.
As plantas cultivadas nos vasos do tratamento com água apresentaram redução no crescimento, menor número de folhas e redução de área foliar, e as folhas mais velhas apresentaram uma clorose homogênea amarela e as folhas mais novas exibiram uma clorose verde pálido, quando comparadas com as plantas cultivadas nos vasos com tratamento Knop padrão. O caule apresentou uma variação decoloração idêntica às folhas mais velhas. No geral estes sintomas concordam com os descritos por Taiz e Zieger (2004) que afirmam que são causados pela falta de Nitrogénio (N) que é um elemento mineral móvel que as plantas exigem em maior quantidade, pois serve como constituínte de muitos componentes da célula vegetal, como aminoácidos e ácidos nucléicos. Portanto, para Raven et al. (2001) a deficiência de nitrogénio inibe o crescimento vegetal.
As plantas cultivadas nos vasos do tratamento com Knop modificado I, tiveram um desenvolvimento normal, área foliar e número de folhas sem diferença acentuada quando comparadas com as plantas do tratamento Knop padrão. Porém, os sintomas iniciaram-se nas folhas mais novas por manchas verde claras ou amareladas (clorose) por toda folha. As folhas bem próximas da porção apical do caule apresentaram uma coloração mais amarelada ainda. Os sintomas identificados vão de acordo com Dantas et al. (2005) que afirma que tais sinais são por causa da ausência de Enxofre (E) é um nutriente imóvel que é encontrado em dois aminoácidos e é constituínte de várias enzimas, além de vitaminas essenciais ao metabolismo.
As plantas cultivadas nos vasos do tratamento com Knop modificado II apresentaram área foliar das folhas mais novas como também o número total de folhas foram reduzidos quando com parados com o tratamento Knop padrão. Estas plantas apresentaram clorose entre as nervuras foliares ou internervais das folhas mais velhas (folhas primárias simples), que se mostraram recurvadas para baixo. As folhas mais novas apresentaram uma coloração verde escuro. Os sintomas indicados concordam em parte com os observados por Castro e Kluge (2005) qua afirmam que tais sintomas devem-se à ausência de Magnésio (Mg2+) que é um nutriente móvel e que tem um papel específico na activação de enzimas envolvidas na respiração, fotossíntese e síntese de DNA e RNA e também é parte da estrutura em anel da molécula de clorofila. Porém, segundo os mesmos autores as folhas mais novas deviam ter um brilho claro e não escuro como mostraram os resultados obtidos.
6.Conclusão 
	Tendo em vista os aspectos observados, conclui-se que os sintomas apresentados pelas plantas de feijão (Phaseolus vulgaris) nos tratamentos com água, Knop, Knop I e Knop II foram clorose nas folhas mais velhas, planta com crescimento normal e com folhas de coloração, número e tamanhos normais, clorose nas folhas mais jovens e clorose entre as nervuras foliares respectivamente. O tratamento com menor desenvolvimento foliar foi o tratamento com água. Os nutrientes em falta nos tratamentos com água, Knop I e Knop II foram Nitrogénio (N), Enxofre (E) e Magnésio (Mg) respectivamente. No Tratamento com Knop padrão não houve falta de nenhum nutriente.
7.Limitações
	Não se cumpriu com regularidade os dias de rega dos vasos, pelo facto de a estufa não abrir aos finais de semanas e feriados. Sugere-se que se possa abrir a estufa para que as regas sejam regulares.
	Algumas sementes de feijão (Phaseolus vulgaris) não germinaram nos solos contidos nos vasos. Tal facto pode ter acontecido pela presença de interferentes como patógenos no solo o que pode também ter influenciado na leitura dos resultados dos sinais morfológicos das plantas. Propõe-se que se esterilizem os solos antes do cultivo das sementes.
	Na segunda semana e terceira semanas de desenvolvimento das plantas, registaram-se altas temperaturas entre 30-40ºC na estufa, o que fez com que as plantas perdessem mais água, e consequentemente as folhas murcharam. Propõe-se que se adoptem mecanismos para manter o local em temperaturas constantes para o melhor desenvolvimento das plantas.
8.Referências bibliográficas
Castro, P. R., R. P. Kluge (2005). Manual de fisiologia vegetal-teória prática. 650pp. Livroceres.
Dantas, J. P.; H. B. Filho, E. Malavolta. (2005). Estudos sobre a nutrição mineral do feijão Macassar (Vigna sinensis (L.) ENDL.). I. Deficiências minerais. Parte da tese de mestrado. 5-7pp. São Paulo, USP.
Kerbauy, G.B. (2008). Fisiologia Vegetal. 2ª Edição. Rio de Janeiro, Editora Guanabara Koogan.
Melo, L. F. (2011). Divergência genética em subamostras de feijão-fava (Phaseolus lunatus L.) por meio de marcadores agromorfológicos e microssatélites. Tese de Mestrado. 109pp. Teresinha, Universidade Federal de Piauí 
Mesquita, R.F., D.A. Correia; P.M.C. Abreu; Z.A.R. Lima; B.F.A. Abreu (2007). Linhagens de feijão (Phaseolus vulgaris, L.): Composição química e digestibilidade protéica. v.31, n.4, pp.1114-1121. Ciência e Agrotecnologia.
Tais, L., E. Zeiger (2004). Fisiologia Vegetal. 3ª Edição, 719pp. Editora Artmed.
Raven, P.H., R.F. Evert e S. E. Eichhorn (2001). Biologia Vegetal. 6ª Edição. 906pp. Rio De Janeiro, Editora Guanabara Koogan. 
Tanaka, R. T.; H. A. A. Mascarenhas; M. A. C. Miranda. (1991). Effect of liming on soybean protein and oil yield. Better Crops Intern., 7 (2) : 9.
Vieira, C., T. J. de Paula Júnior, A. Borém. (2006) Feijão. 650pp. Viçosa, Editora UFV.