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Absorção, transporte e translocação dos nutrientes na planta. Nutrientes essenciais para as plantas, macro e micronutriente. Funções, níveis adequados, correlação com a produtividade das culturas, sintomas de toxidez, sintomas de carência. Diagnose visual. Análise foliar. Adubação Foliar PROVA- 7 PONTOS (30/09) TRABALHO- NUTRIENTES (MACRO E MICROS) DEFINIÇÃO DO NUTRIENTE, ABSORÇÃO , TRANSPORTE E TRANSLÇOCAÇÃO, FUNÇÕES PRINCIPAIS E SECUNDÁRIAS. (14/10) PROVA- 4 PONTOS (09/12) PROVA INSTITUCIONAL-3 PONTOS (25/11) TRABALHO DE DEFICIENCIA VISUAL DE NUTRIENTES- 3 PONTOS (4,11,18/11) SOLUÇÃO NUTRITIVA: Sistema homogêneo onde os nutrientes necessários à planta estão dispersos, geralmente na forma iônica e em proporções adequadas. Além de nutrientes, O2e água são absorvidos da solução nutritiva. 1) Identificar sintomas de deficiência de N, P, K, Ca, Mg e B em plantas. 2) Comparar o desenvolvimento das plantas cultivadas com deficiência de um determinado nutriente com as plantas crescidas com o fornecimento de todos os nutrientes. Determinações: 1) Descrição dos sintomas visuais de deficiência; 2) Fotografar os sintomas visuais; 3) Medir altura de plantas e produção de massa verde da parte aérea. Experimento Delineamento inteiramente casualizado em 5 repetições Trat1- testemunha Trat2- deficiencia Procedimentos (cada grupo): 1) Lavar 05 vezes com água deionizada a areia preparada para o experimento (deixada submersa em HCl 3% por uma semana); 2) Colocar a areia em um vaso e colocar em um local ensolarado longe de umidade excessiva 3) Etiquetar o vaso identificando a turma, grupo, cultura e solução nutritiva; 4) Semear 5 sementes ou duas mudas de cada cultura por vaso; 5) Até a segunda semana após a emergência realizar irrigação com solução completa diluída em 50%. Após essas duas semanas, iniciar irrigação com a solução sorteada para cada grupo; 6) Duas semanas após a emergência, fazer desbaste para deixar 2 (milho, soja) ou uma (alface e couve e outras hortaliças) plantas por vaso; 7) Realizar a colheita e avaliações; 8) Elaborar relatório. Capa - Introdução: importância do nutriente para as plantas e para a cultura, descrição da deficiência, formas de correção da deficiência, necessidade da cultura, fontes do nutriente, .....) - Resultados e discussão (resultados obtidos e comparação com a literatura; fotos) - Referências Bibliográficas Entregar relatório impresso Preparo das soluções nutritivas: 1) Colocar entre 500 e 1000 ml de água deionizada em um frasco; 2) Pipetar alíquotas das soluções estoque, proporcionais ao total de solução a ser preparada, conforme o tratamento de cada grupo; 3) Completar o volume; 4) Irrigar os vasos com a solução preparada, de acordo com a necessidade. FOTOSSÍNTESE RESPIRAÇÃO TRANSPIRAÇÃO H2O H2O CO2 O2 CO2 O2 NUTRIENTES MINERAIS A t m o s f e r a s o l o O SOLO É O SUPORTE- NUTRIÇÃO MINERAL N Mg Mn Cl P S Ca Co K Zn Cu B Fe 1° absorção 3° redistribuiç ão 2° transporte È A ENTRADA DO NUTRIENTE EM SUA FORMA IÔNICA OU MOLECULAR PELOS ESPAÇOS INTERCELULARES, PAREDE CELULAR, MEMBRANA, VACÚOLO, CITOPLASMA, ETC Dividimos a absorção em: 1- Contato íon ou elemento raiz 2- Mecanismos de Absorção do elemento ou íon Contato elemento com a raiz 1. Interceptação radicular= RAIZ ELEMENTO 2. Fluxo de massa= ELEMENTO RAÍZ MOV. Elem. MEIO AQUOSO LONGA DISTANCIA A FAVOR GRADIENTE 3. Difusão= ELEMENTO RAÍZ MOVIMENTO MEIO AQUOSO CURTA DISTANCIA FAVOR DO GRADIENTE Fluxo de massa= depende do fluxo de água e da taxa do nutriente no solo, que é diretamente relacionado com a taxa de transpiração da planta. ( fotossíntese, abertura estomática, hora de maior absorção); Difusão= nutrientes se movem por dif. De concentração. Zona de esgotamento de nutrientes, quando a concentração de nutrientes e baixa no solo ( 0,2 a 2 mm) O crescimento continuo da raiz se deve para explicar a absorção do mesmo Nutriente Absorção (kg ha-1) Quantidade disponível Extrato de saturação Quantidade fornecida (kg ha-1) (0-20 cm) (kg ha -1 ) ppm Interceptação Fluxo de massa Difusão NO3 - 170 - - 2 168 0 H2PO4 - 39 45 0,5 0,9 1,8 36,3 K+ 135 190 10 3,8 35 96,2 Ca2+ 23 3.300 50 66 175 0 Mg2+ 28 800 30 16 105 0 SO4 2- 20 - - 1 19 0 Na+ 16 80 5 1,6 18 0 H3BO3 0,07 1 0,20 0,02 0,70 0 Cu2+ 0,16 0,6 0,10 0,01 0,35 0 Fe2+ 0,80 6 0,15 0,1 0,53 0,17 Mn2+ 0,23 6 0,015 0,1 0,05 0,08 MoO4 -2 0,01 - - 0,001 0,02 0 Zn2+ 0,23 6 0,15 0,1 0,53 0 p.aerea15,7 t/há e 9,5 t/há graõs Figura 9. Os elementos entram em contato com a raiz por interceptação radicular, fluxo de massa e difusão e zona favorável da rizosfera para o contato de íons imóveis e móveis. água elemento alta baix a FLUXO DE MASSA: N, Ca, Mg, S, B, Cu, Mo, Mn, (Fe) DIFUSÃO: P, K (Fe) INTERCEPTAÇÃO RADICULAR: Fe, Mn+2 Pêlos radiculares Epiderme Solo Raiz Aspectos da anatomia da raiz Corte longitudinal da raiz ilustrando o transporte radial da água e nutrientes por via simplasto até coluna vascular (xilema). 2-Mecanismos de absorção do elemento 1- Via apoplástica ( parede celular entre as celulas) 2- Via simplástica (de célula em célula via plasmodemo) 3- Via transmembrânica ( atravessa pelo menos duas membranas para cada célula) Processo ativo Processo passivo menorc Processo passivo maior Atraves do tonoplasto http://www.youtube.com/watch?v=CB ukGZLqhYc&NR=1 o elemento após chegar ao xilema pode passar para o floema O caminho percorrido pelo elemento 1º 2º 3º Cilindr o central A transporte começa logo após a absorção TRANSFERÊNCIA DE QUALQUER FORMA DO NUTRIENTE DE SEU ÓRGÃO (REGIÃO) DE ABSORÇÃO ( raíz ou folha) PARA OUTRO ÓRGÃO (REGIÃO) ( pelo xilema e floema) http://www.youtube.com/watch?v=o32jqyIpoHg&feature=related A maioria dos nutrientes pode são absorvidas na forma iônica de seu elemento Ca+2, K+, P2O4- Ou podem ser absorvidos em formas não dissociadas CO(NH2)2, ou na forma elementar N2 Mas os micronutrinetes podem ocorrer em duas outras formas 1. Quelatos: é a combinação de um agente quelatante, quase sempre orgânico com um metal ( Cu+2, Fe+2, Mn+2, Zn+2, Co+2, Ni) Pode ser natural ou sintético Os quelatos mudam sua carga desta forma passam a conservar o nutriente de precipitação ou perdas por ligações 2. Metalóforos: são aminoácidos não protéicos com propriedades ligantes , de baixo peso molecular capazes de prender os micronutrientes positivos 2- Mecanismo de absorção Os processos podem ser ativos e passivos Fase passiva 1. Processos físico ou químico, ocorre em sistemas vivos ou não. 2. Não está ligado a respiração e fosforilação 3. Não há consumo de energia. 4. Espontâneo. Fase ativa 1. Processo metabólico, ocorre em célula viva. 2. Está ligado a respiração e fosforilação. 3. Há consumo de energia. 4. Não é espontâneo. 1. PASSIVOS a) DIFUSÃO E FLUXO DE MASSA=semprea favor de um gradiente de concentração b) TROCA IÔNICA= pode ser aniônica ou catiônica, é maior nas dicotiledôneas e do que nas monocotiledôneas, ocorre em menor proporção. Ocorre a favor da concentração c) EQUILÍBRIO DE DONNAN= depende da existência de um anion não difúndivel no interior da célula, um cátion de um lado e um anion do outro lado, ocorre a difusão devido ao diferencial de um potencial eletroquímico, ate que ocorra o equilíbrio d) CANAIS TRANSMEMBRÂNICOS= processo rápido, permite a entrada mas não a saída, produz uma corrente ( devido a carga dos íons) Canal transmembranico K + K + K + K + 2. ATIVO Consomem energia, ATP Temos os carregadores de cátions e os de ânios ◦ O tonoplasto e a membrana plasmática são formados de lipídeos ◦ A solução no solo é um solução aquoso cheio de nutrientes ◦ Água e óleo não se misturam, desta forma para que ocorra a entrada de nutrientes são necessários carreadores, que são PROTEÍNAS, são as ATPases e estão no citoplasma das células. O transporte é influenciado por fatores externos e internos MECANISMO PROPOSTO PARA FUNCIONAMENTO DE UM CARREADOR Detalhe da membrana plasmática, ilustrando o processo ativo de absorção, por meio do carregador dependente do ATP. http://www.youtube.com/watch?v=yz7EHJFDEJ s 2. ATIVO Consomem energia, ATP Temos os carregadores de cátions e os de ânios O transporte é influenciado por fatores externos e internos EXTERNOS 1. BAIXA TENSÃO DE O2= diminui a absorção ( influencia na respiração) (K) 2. BAIXA TEMPERATURA= absorção de nutrientes. 3. pH= seu pode aumentar a absorção de K, mas pode diminuir a absorção de nitrato. Competição pelos mesmos carreadores H+ e OH- 4. CONCENTRAÇÃO IÔNICA EXTERNA= aumenta-se a absorção , até a estabilização. Pressão externa Os diferentes íons , em igual concentração, são absorvidos por ordem de velocidade decrescente: K+>NH4 +>Mg+>Ca+2 Cl->NO3 ->SO4 -2>H2PO4 - 5. COMPETIÇÃO= A presença de um nutriente inibi ou ativa a absorção de outro a)Antagonismo=um elemento elimina o efeito tóxico de outro Ca Cu b)Inibição= a presença de um elemento inibi a absorção de outro pH elevado ou baixo Ca elevado inibi a absorção do K b.1)Inibição Competitividade= quando o elemento e seu inibidor, usam o mesmo sitio para ultrapassar a membrana K x Mg Ca x K, Ca x Mg, Ca x Mn, Mg x Mn, SO x MoO, Fe x Mn, H x cátions, OH x anions b.2)Inibição Não competitividade=quando o elemento e seu inibidor não se prendem ao mesmo sitio de absorção NxMg, NxB, Px Cu, Px Fe, Px Mn Px Zn b.3)Sinergismo : a presença de um elemento aumenta a absorção do outro Li Rb Cu Zn Cd B Al Si Pb V As Se Cr Mo W Mn Fe Co Ni Li Rb Cu Zn Cd B Al Si Pb V As Se Cr Mo W Mn Fe Co Ni Inibiçã o Possível inib. Sinerg. Inib e ou Sin INTERNO ◦ Níveis de carboidratos e de sais= plantas deficientes diminuem sua absorção Espécies e variedades= cada uma tem sua particularidade de absorção Intensidade transpiratória= aumento da intensidade aumenta a absorção Tamanho e morfologia das raízes Refere-se à transferência do nutriente de um órgão ou região de residência para outro ou outra, em forma igual ou diferente da absorvida A redistribuição a partir da folha da-se pelo floema tanto para cima quanto para baixo Necessidades nutricionais da laranjeira. Consumo anual para novos órgãos (C) Coberto pelas reservas (R) Necessidades anuais (NA) (1) Fase/idade Massa seca (planta) Massa fresca (frutos) N P K N P K N P K ----- kg ---- --- g -- ----- % ---- -- g -- Mudas 2 anos 1,2 - 6,8 0,8 3,6 25 12 22 5,1 0,7 2,8 Formação (6 anos) 32 28 210 18 121 32 16 28 142 15 87 Produção (12 anos) 102 120 667 53 347 32 17 29 453 44 246 A redistribuição a partir da folha se da pela mobilidade do elemento sendo que pode-se dizer que: N, P, K, Mg, Cl, Mo= MÓVEIS S, Cu, Fe, Mn, Zn= POUCO MÓVEIS Ca e B= IMOVEIS E E E Estrutural Grupo prostetico Ativador 1. ESTRUTURAL=O elemento faz parte da molécula ou de uma ou mais compostos orgânicos N aminoácidos, proteínas Ca pectato Mg ocupa o centro do núcleo da clorofila 2. GRUPO PROSTÉTICO= constituinte de enzimas, elementos geralmente metais, ou de transição e são necessários para a atividade da enzima Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn 3. ATIVADOR= ativador enzimático, sem participar do grupo prostético, dissociável da fração protética da enzima Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Zn, Cd, Cr, Cu, Mn, Fe, Co, Ni, Al 3. TRANSPORTE E reDISTRIBUIÇÃO È transportado no xilema da mesma forma que foi absorvido podendo ser modificado, principalmente em aminoácidos. Pode ser encontrado nos exudados tanto na forma inorgânica como na forma orgânica. Após chegada às folhas, via xilema, os nutrientes são translocados para frutos e outros drenos via floema. Após chegada às folhas, via xilema, os nutrientes são translocados para frutos e outros drenos via floema. A redistribuição tambem vem de encontro a manter o equilíbrio dinâmico das proteínas Devido a isto possuem uma redistribuição interna altíssima, principalmente nas formas orgânicas; Sua subida na planta ocorre por fluxo de massa, devido a transpiração. Possuem acumulação nos brotos, folhas novas, gemas, sementes, órgãos de armazenamento Nutrientes pouco móveis no floema (Fe, B, Ca),precisam ir diretamente para os drenos Porque? 1. ABSORÇÃO= Nas formas NH4 + , NO3 - e compostos orgânicos = aminoácidos e uréia ( CO(NH2)2. A preferência se dá pelo NH4 + Em conseqüência da forma absorvida o pH pode variar N2 pH baixa NH4 + pH baixa ( troca por íons de mesma carga) NO3 - pH sobe As formas de absorção podem ser fluxo de massa, difusão ou interceptação radicular ( com a utilização de carreadores). O N absorvido na forma de NO3-, e NH4+ encontra-se basicamente nos compostos orgânicos, representado pelo aminoácidos que compõe a cadeia protéica. O NH4+ é utilizado imediatamente a absorção e o o nitrato pode ser armazenado. A redução do nitrato na planta, são realizadas pela redutase do nitrato (RN) e redutase do nitrito (RNi) A RN depende de Fe e Mo A RNi e um polipeptídico com S, Fe e heme As folhas são o principal local de redução do nitrato Tudo vira NH4+ Glutamato As proteínas estão em estado de equilíbrio dinâmico Quando a falta de condições para a síntese das proteínas ocorre uma acumulo de NO3- e de aminoácidos livres 2. FORMAS NA PLANTA estrutura Constituinte ou ativador de enzimas processos Aminoácidos e proteínas Todos constituintes Absorção iônica Bases nitrogenadas Fotossíntese Acido nucléico Respiração Enzima Síntese geral Coenzima Multiplicação Vitamina Diferenciação Glico e lipoproteinasCelular Pigmento Herança Produtos secundários FIXAÇÃO BIOLÓGICA DO NITROGENIO 1. Livres= 10 a 30 kg/ha ( superfície radicular de gramíneas); 10 a 80 kg/há ( rizosfera de gramínea) 2. Associações simbióticas ( Rhizobium+ leguminosa)= feijão 10 kg/há; soja 60 kg/há 3. Associação simbióticas (Azolla)= 425 a 600 kg/há 4. Associação endofítica ( Acetobacter diazotrophicus e outros)= cana de açucar, 95,5 kg/ha Leguminos a Kg/ha de N Leguminos a Kg/ha de N Alfafa 194 Soja 58 Trevo ladino 179 Amendoim 42 Trevo vermelho 114 Feijões 40 Kudzu 107 Crotalaria 65 Trevo branco 103 Mucuna 147 Ervilha de vaca 90 Feijão de porco 12-48 ervilhas 72 Feijão baiano 3-73 Participação dos micronutrientes na fixação do nitrogênio na soja FOTOSSINTESE COM LUZ+ CO2 + H2O Cl, Cu, Fe, Mn CARBOIDRATOS RAIZ + Rhizobium Fixação de N N+3H Co, Cu, Fe, Mo, Ni, Se NH3 Ureidos NH3 Mn O nitrogênio é o maior responsável pela vegetação da planta A produção de gemas vegetativas e floríferas esta relacionada com o fornecimento deste elemento Nitrogênio com relação a qualidade do produto O seu excesso esta relacionado a continuidade da vegetação, estiolamento, baixa produção, menor retenção de açucares nas plantas Cultura Efeito na qualidade Algodoeiro Mais vegetação e atraso na maturação. Associado ao K, aumento dos capítulos, das sementes, e porcentagem de fibras, maturidade da fibra, resistência a tração Amendoim, mamona e arroz Não tem efeito no teor de óleo, aumento na porcentagem de grãos inteiros no beneficiamento, aumento da proteína e diminuição no de lisina cafeeiro Excesso prejudica a qualidade da bebida, deficiência grãos menores Cana de açúcar Balanço com K aumento do teores de sacarose, excesso diminuição da sacarose citrus Doses crescentes- aumento do numero e diminuição dos frutos. Maior acidez do suco. Excesso ( reverdecimento da casca Feijão e caupi Aumento da produtividade muitas vezes acompanhada de diminuição no teor de proteína. Teor de Cultura Efeito na qualidade Raízes e tubérculos Batatinha: promoção da vegetação, formação e armazenamento de amido, quando não excessivo. Cenoura: excesso, menor resistência ao armazenamento. Beterraba: desequilíbrio N/K, mais raízes rachadas Sementes em geral Adequado: efeito favorável a germinação e vigor. Aumento do tamanho de sementes de alface. Seringueira Associado ao P, aumento do Látex Soja Muito n nos caule, manos proteína nos grãos. N+S mais n proteína no grão. N+K; efeito semelhante. Adição de N; mais proteínas no grão Trigo N aplicado no emborrachamento; mais proteína no grão. Maior longevidade das folhas, mais proteína nos grãos Relação do N com as doenças e pragas 1. Deficiência= ◦ Menos proteínas ◦ Menor absorção e transporte de solutos, ◦ Redução na proteção de alcalóides tóxicos ao patógeno ◦ Parede celular mais fraca ◦ Falta de percussores e prejuízos nas sínteses ◦ Senescencia precoce 2. Excesso= ◦ Acumulo de substrato para o patogeno no apoplasto da planta ◦ Exsudação de açucares e aminoácidos pelas folhas e raízes ◦ Menor síntese de fitoalexinas ◦ Suculência maior do tecido e atraso da senescencia
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