Seminário Botânica Desequilíbrio em Minerais do Solo

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Desequilíbrio 
em Minerais do 
Solo, Estresse 
Térmico e por 
Excesso de Luz 
Apresentação 
 
 
 
 
 
 
 
• Curso: 7° Período de Ciências Biológicas 
• Prof: Drª Jaquelina Alves Nunes 
• Equipe: Carina, Elináia, Elizângela, Marcos, Ritchele 
• Data: 27/06/17 
Introdução 
• A nutrição de plantas ou, primariamente, questões sobre qual seria o 
alimento das plantas e como elas o adquirem têm permeado toda a 
história da humanidade. 
 
• O conhecimento acumulado após milhares de anos de observação 
culminaram na seleção e cultivo de certas espécies vegetais que passaram 
a prover um sistema estável e controlado para a subsistência humana, 
desencadeando a primeira revolução tecnológica da história. 
 
• Vários povos aprenderam a associar a fertilidade dessas terras ao húmus, 
produto da matéria orgânica em decomposição depositada no solo, 
datando de 4000 a.C. os primeiros indícios da adubação com o uso de 
estercos e outros resíduos orgânicos (Kerbauy, 2013). 
Desequilíbrio em 
minerais do solo 
Desequilíbrio em 
minerais do solo 
• O estado nutricional da planta é que parece determinar a resistência ou 
suscetibilidade da mesma ao ataque de pragas e patógenos. 
 
• A carência nutricional resultante de um desequilíbrio pode provocar 
mudanças no metabolismo, fazendo com que predomine o estado de 
proteólise nos tecidos da planta. 
 
• Quando em equilíbrio, os elementos agem de forma benéfica no 
metabolismo, estimulando a proteossíntese, resultando em baixo teor de 
substâncias solúveis nutricionais, ficando as plantas desta forma menos 
atrativas ao ataque de insetos e microrganismos patogênicos. (SEVERINO, 
2001). 
Artigo: Influência do 
estresse salino 
• O estudo aborda o rendimento produtivo de hortaliças cultivadas em 
condições salinas. Avalia a tolerância à salinidade e seus efeitos sobre os 
teores de nutrientes na planta. 
 
• A salinidade provocou aumento de Sódio e Cloro nas folhas, seguido da 
redução de Cálcio, Magnésio e Potássio, refletindo o desequilíbrio 
nutricional causado pelo estresse salino, que diminuiu a concentração de 
Potássio e aumentou Nitrogênio, Cobre, Sódio e Cloro no caule. 
 
• O acúmulo de solutos inorgânicos nas raízes, como Sódio e Cloro, sugere 
sua participação no ajuste osmótico da planta. 
 
• A salinidade eleva o Sódio e Potássio nas raízes, caules e folhas, 
respectivamente, mostrando-se como importante variável no estudo 
nutricional das plantas sob condições de salinidade. (M. R. de O. Bosco et 
al. 2009). 
Deficiência x Doenças/Pragas 
Doenças ou pragas Culturas Indicativos de deficiência 
Cochonilha, Mosca-branca; 
Podridão apical, Virose “vira 
cabeça”, Vírus dourado 
Uva, Tomate, Morango, Feijão Cálcio (Ca) 
Míldio, Ferrugem, Sarna, Podridão-
seca-da-espiga 
Cevada, Trigo, Girassol, Milho, 
Batata, Couve-flor, Batata-doce 
Boro (Bo) 
Brusone, Ferrugem Arroz, Trigo, Café Cobre (Cu) 
Besouro serrador , Infecções 
bacterianas 
Tomate, Acácia Magnésio (Mg) 
Ferrugem , Infecções bacterianas Aveia, Trigo Manganês (Mn) 
Lagarta rosada Algodão Molibdênio (Mo) e Fósforo (P) 
Broca do colmo , Oídio Seringueira, Milho Zinco (Zn) 
Fonte: MEIRA, 2017. 
Nutrientes 
• Os Nutrientes essenciais são exigidos pelos vegetais em quantidade 
determinadas, que variam de acordo com a espécie, o estagio de 
desenvolvimento e a exposição a estresses ambientais ou interações 
ecológicas. 
 
• Com exceção do carbono, hidrogênio e oxigênio atmosférico, os principais 
elementos essenciais encontram-se no solos em combinações químicas 
diferentes, sendo absorvidos somente quando sob algumas formas 
especificas. 
 
• Estes elementos são imprescindíveis para que a planta possa realizar 
várias e importantes funções (Kerbauy, 2013). 
 
Deficiências 
 
• A carência e o excesso estão relacionados com sintomas visíveis que se 
relacionam com sua função e mobilidade. 
 
• Plantas deficientes em nutrientes móveis, como: (N, P, K, Mg, S e Cl) 
apresentam os sintomas de deficiências em órgãos mais maduros, como 
nas folhas basais. 
 
• Plantas deficientes em nutrientes de mobilidade intermediária, (Fe, Zn, 
Cu, B e Mo). E mobilidade baixa, (Ca e Mn) são afetadas primeiramente 
nos tecidos mais jovens (Kerbauy, 2013). 
Nitrogênio (N) 
• Encontrado na atmosfera (N2) não pode ser 
diretamente utilizada pela célula vegetal. Assim 
para absorção de íons nitrato e amônio, as duas 
formas principais de nitrogênio presentes no solo, 
as plantas dispões de transportadores específicos 
das células das raízes. 
 
• Deficiência: 
• Perda do vigor; Diminuição dos crescimento; 
Amarelamento (Fig. 01); formação de áreas 
púrpuras. 
Fig. 01: Deficiência de Nitrogênio 
Fonte: https://goo.gl/0DLcQW 
Fósforo (P) 
• Absorvido em forma de íons fosfato, mas 
também se move internamente na planta na 
forma de fosforilcolina, pelo floema. 
• Se acumula nas folhas mais novas, flores e 
sementes em desenvolvimento. 
 
• Deficiência: 
• Aparece em folhas mais velhas, manchas de 
coloração arroxeada (Fig. 02); Expansão foliar 
comprometida; Decréscimo no número de flores 
e atraso na iniciação floral; Baixa produção; 
Morte da planta. 
 
 
Fig. 02: Folhas Arroxeadas 
Fonte: https://goo.gl/ZcI1wX 
Potássio (K) 
• O K é um íon de alta mobilidade, sendo 
rapidamente translocado das folhas mais velhas 
para as mais novas e regiões meristemáticas, com 
o consequente surgimento de sintomas nas 
primeiras. 
 
• Deficiência: 
• Dano a síntese e turgência da parede celular, 
causando tombamento por vento ou chuva. 
• Absorção de água reduzida, acarretando 
murchamento da planta. 
• Formação e crescimento de gemas podem ser 
inibidos. 
+ 
Fig. 03: Deficiência Potássio 
Fonte: https://goo.gl/XOBBUj 
Enxofre (S) 
• Absorvido em forma de SO o enxofre pode ser 
metabolizado nas raízes numa pequena 
extensão, conforme as necessidades desses 
órgaõs, assim a maior parte do SO absorvida é 
translocada para a parte aérea. 
 
• Em muitas espécies o enxofre não é facilmente 
redestribuido entre os tecidos maduros, 
consequentemente esses sintomas são 
usualmente observados em folhas mais 
jovens. 
 
• Deficiências: Clorose generalizada em toda a 
superfície foliar. 
2- 
4 
Fig. 04: Deficiência de Enxofre 
Fonte: https://goo.gl/TufsF8 
Magnésio (Mg) 
• A absorção de Mg pelas plantas é fortemente 
modulada pela concentração de outros 
elementos essenciais, podendo estes atuar de 
forma antagônica sobre o sistema de 
transporte de Mg. 
 
• Por exemplo, elevadas concentrações de NH4+ 
e K+ podem inibir a absorção do Mg2+. O Mg 
é altamente móvel no floema e portanto sua 
ausência, se manifesta nas folhas mais velhas 
 
• Deficiência: Formação de áreas clorótocas nas 
folhas tipicamente internervais. 
Fig. 05: Deficiência de Magnásio 
Fonte: https://goo.gl/5iJ4GA 
Cálcio (Ca) 
• A absorção de Ca2+ depende tanto de seu 
suprimento no solo quanto nas taxas de 
transpiração. Ele é carregado passivamente na 
corrente transpiratória. 
 
• O Cálcio não é carregado nos elementos de tubo 
crivado e, como consequencia, sintomas de sua 
deficiência aparecem nas folhas mais jovens. 
• 
• O Cálcio é requerido para formação das estruturas 
pécticas da nova parede celular, que surge entre 
as células recém formadas. 
 
• Deficiências: Deterioração nas pontas e margens; 
Zonas meristemáticas (apicais ou laterais). 
 
Fig. 06: Deficiência em Cálcio 
Fonte: https://goo.gl/lDiBFm 
Boro (B) 
• É absorvido na forma de ácido bórico não 
dissociado e, em pH fisiológico, encontra-se 
sob a mesma forma na planta. 
 
• Deficiência: Provocaredução na síntese de 
citocininas e no transporte de algumas 
auxinas; Redução do acumulo de celulose da 
parece celular; Oxidase nas raízes; Redução 
da resistência mecânica de caules e pecíolos; 
Deterioração das bases das folhas; Redução 
do crescimento radicular, podendo levar á 
morte das raízes e ápices mesristeticos. 
Fig. 07: Deficiência de Boro 
Fonte: https://goo.gl/qcrUjP 
Ferro (Fe) 
• As atividade desse elemento são muito 
baixas no solo. O Fe reage com grupos 
OH-, na forma de óxidos metálicos 
hidratados. 
 
• Diferentes espécies de plantas 
desenvolveram estratégias diferentes 
para absorver Fe. 
 
• Deficiência: Clorose, Amarelamento das 
folhas; Inibição da síntese de clorofila. Fig. 00: Deficiência de Ferro 
Fonte: https://goo.gl/JYnvD4 
Manganês (Mn) 
• No solo o Mn ocorre em três estados de 
oxidação, com óxidos insolúveis ou 
quelatos. Após liberação da molécula 
quelante ou do oxido é absorvido pela 
planta. 
 
• Deficiência: é incomum em ambientes 
naturais, mas em experimentos observa-
se a desorganização das membranas dos 
tilacóides e clorose interneval nas folhas 
jovens. 
Fig. 08: Deficiência de Manganês 
Fonte: https://goo.gl/oxNOyT 
Desequilíbrio em 
minerais do solo 
Micronutrientes Sintomas de carência ou desequilíbrio 
Cobre (Cu) 
Maior suscetibilidade a doenças; Acamamento ; Fechamento estomático; 
Murchamento; Pólem não viável. 
Zinco (Zn) Redução no tamanho das plantas, folhas pequenas, encurtamento de entre nós. 
Molibdênio (Mo) Deficiência nas nervuras das plantas; Cor amarela em leguminosas; Necrose. 
Cloro (Cl) Murcha dos ápices foliares; Clorose; Necrose; Crescimento reduzido. 
Níquel (Ni) Necrose dos ápices foliares; problemas na fixação de N. 
Silício (Si) Maior suscetibilidade ao ataque de pragas e doenças. 
Fonte: KERBAUY, 2013; TAIZ, 2013; MEIRA, 2017. 
Resumo 
 
Fig. 09: Guia Falta de Nutrientes 
Fonte: https://goo.gl/4m3aGW 
Alguns nutrientes minerais podem 
ser Absorvidos pelas folhas 
• Além de absorver nutrientes do solo como 
fertilizantes, a maioria das plantas pode 
absorver nutrientes minerais aplicados às suas 
folhas por aspersão em um processo conhecido 
como adubação foliar (Fig. 10). 
 
• A adubação foliar reduz o tempo de absorção 
auxiliando o crescimento; 
 
• Reposição de nutrientes que faltam no solo; 
 
• Ferro, Manganês e Cobre podem ser mais 
eficientes na adubação foliar. (Taiz, 2013). 
 
 
 
Fig. 10: Adubação Foliar 
Fonte: https://goo.gl/808Pge 
Estresse Térmico 
Estresse Térmico 
• As variações de temperatura podem afetar a permeabilidade das células, a 
velocidade dos processos de transferência e a ocorrência de reações 
específicas. 
 
• A alteração da permeabilidade do solo está associada basicamente a 
alterações das características do fluido permanente. 
 
• O valor do peso especifico da água pode ser considerado constante com a 
temperatura, enquanto a viscosidade decresce com o aumento da 
temperatura. 
 
• O decréscimo da viscosidade implica o aumento da permeabilidade e, 
consequentemente, da velocidade de percolação de íons, resultando num 
maior fluxo da solução do solo em temperaturas elevadas. (Kerbauy, 
2013). 
 
As folhas precisam dissipar 
grandes quantidade de calor 
• O calor acumulado sobre uma folha 
exposta a luz solar plena é muito alto. Uma 
folha de espessura 300 μm (micrometros) 
poderia alcançar uma temperatura muito 
elevada. 
 
• Porém as folhas absorvem apenas cerca de 
50% da energia solar. Mesmo assim 
continua sendo uma quantidade enorme 
de energia. 
 
• Esse acumulo é dissipado pela emissão de 
radiação de ondas longas; perda de calor 
sensível (perceptível) e pela perda de calor 
evaporativo (Taiz, 2013). 
Fig. 11: Folha recebendo e dissipando calor 
Fonte: Taiz, 2013. 
Existe uma temperatura ótima 
para fotossíntese 
• Quando a temperatura ótima para uma 
determinada planta é ultrapassada, as taxas 
fotossintéticas decrescem. 
 
• As temperaturas ótimas tem fortes componentes 
genéticos (adaptação) e ambientais (aclimação). 
 
• Plantas cultivadas em temperaturas baixas, 
mantém taxas fotossintéticas mais elevadas. 
 
• Plantas de áreas alpinas podem absorver CO2 
em temperaturas próximas de 0°C, enquanto, 
plantas vivendo no Vale da Morte faz 
fotossíntese em temperaturas próximas a 50°C 
(Taiz, 2013). 
• 
Fig. 13: Gramínea na Antártida 
Fonte: www.inach.cl 
Fig. 12: Deserto da Morte 
Fonte: https://goo.gl/Qt3NPE 
Fatores que afetam as taxas 
de fotorrespiração 
• As taxas de fotorrespiração são tão dinâmicas quanto as taxas de 
fotossintese, sofrendo alterações com a luz, concentração de CO2 e 
temperatura. 
 
• Os principais fatores que influenciam as taxas de fotorrespiração são razão 
CO2/O2 e a temperatura foliar. 
 
• A eficiência fotossintetica das plantas C3 é significativamente afetada pela 
forrespiração, nas condições atmosféricas normais 0,036% de CO2 e 21% de 
O2 a fotorrespiração pode ocasionar uma diminuição na assimilação líquida 
de carbono de 20 a 50%, dependendo da temperatura. 
 
• As taxas aumentam à medida que a intensidade luminosa e a temperatura 
se elevam (Kerbauy, 2013). 
Artigo: Desempenho de 
trigo sob estresse de calor 
• A expansão da triticultura para áreas com temperaturas mais elevadas, constitui 
uma medida para diminuir a importação de trigo. Assim, genótipos tolerantes ao 
calor serão de extrema importância. 
 
• No primeiro experimento, semeado em fevereiro de 2007 (verão), no segundo, em 
junho de 2007 (inverno), Avaliaram-se os caracteres floração, altura de planta, 
produção de grãos e massa de mil grãos. 
 
• Diferenças de temperatura da emergência ao florescimento foram determinantes 
na resposta dos genótipos entre os ambientes. Detectou-se variabilidade genética 
para tolerância ao calor. 
 
• Todos os caracteres avaliados tiveram redução sob altas temperaturas, sendo a 
produção de grãos o caráter mais afetado, seguido da altura, floração e massa de 
mil grãos. 
 
• Das 240 famílias oriundas de oito populações segregantes mais 16 genitores. 
Apenas 2 genitores, 3 Famílias e 2 populações segregantes, tiveram bom 
desempenho em ambiente com estresse de calor (D.M. Oliveira et al, 2011). 
Estresse por 
excesso de luz 
As folhas devem dissipar o 
excesso de energia luminosa 
• Quando expostas ao excesso de luz, as folhas precisam dissipar o 
excedente de energia luminosa absorvido, de modo que ele não 
prejudique o aparelho fotossintético. 
 
• Existem várias rotas de dissipação de energia que envolvem o quenching 
não fotoquimico, o quenching da fluorescencia da clorofila por 
mecanismos que não os fotoquímicos. 
 
• O exemplo mais importante envolve a transferência de energia luminosa 
absorvida para longe do transporte de eletrons voltado para a produção 
de calor. 
 
• Embora os mecanismos moleculares não sejam ainda totalmente 
compreendidos, o ciclo da xantofila parece ser um caminho importante 
para dissipação do excesso de energia luminosa. 
A absorção de luz em demasia 
pode levar à fotoinibição 
• Quando as folhas são expostas a uma quantidade de luz 
maior do que podem utilizar, o centro de reação do PSII 
é inativado e danificado, constituindo um fenômeno 
denominado fotoinibição. 
 
• Os dois tipos de fotoinibição segundo Osmond (1994), 
são: Fotoinibição dinâmica e fotoinibição crônica. 
 
• Fotoinibição dinâmica: Ocorre sobre excesso de luz 
moderado, a eficiência quântica diminui, mas a taxa 
fotossintética máxima permanece inalterada. 
 
• Fotoinibição crônica: Exposição de níveis mais altos de 
excesso de luz, que danifica o sistema fotossintético. Fig. 14: FotoinibiçãoFonte: Taiz, 2013. 
O centro de reação do 
Fotossitema II é facilmente danificado 
 
• A fotoinibição é reversível nos estágios 
iniciais, entretanto, a inibição prolongada 
resulta em dano ao sistema, de tal modo que 
o centro de reação do PSII precisa ser 
desmontado (Melis, 1999). 
 
• O alvo principal do dano e a proteína D1 que 
faz parte do complexo do centro de reação 
PSII, quando danificada pelo excesso de luz, 
ela necessita ser removida da membrana e 
substituída por uma molécula recém 
sintetizada. 
 
 
Fig. 15: Estrutura do complexo proteico 
Fonte: Taiz, 2013 
O ângulo e movimento da folha 
controla a absorção de luz 
• O ângulo da folha em relação ao sol determinará 
a quantidade de luz solar incidente sobre ela. 
(Fig. 00). 
 
• As folhas expostas a luz solar plena no topo do 
dossel tendem a apresentar ângulos íngremes, de 
modo que uma quantidade de luz solar menor 
que o máximo, inside sobre a lâmina foliar, 
permitindo que a luz atravesse o dossel. 
 
• Muitas espécies incluindo: alfafa, algodão, soja, 
feijão e tremoço, possuem folhas capazes de 
acompanhar a trajetória solar. 
 
• O movimento é gerado por tumefação 
assimétrica de um pulvino, encontrado na junção 
da lamina com o pecíolo (Taiz, 2013). 
Fig. 16: Movimento foliar 
Fonte: Taiz, 2013. 
Artigo: Eficiência do uso de 
radiação e produtividade 
• A eficiência do uso de radiação expressa a eficiência com que a radiação 
solar interceptada é transformada em fitomassa seca. 
 
• Essa relação foi primeiramente observada por MONTEITH (1977) e vem 
sendo utilizada por diversos autores (CONFALONE & NAVARO, 1999; 
PENGELLY et al., 1999; PEREIRA, 2002). 
 
• Entretanto, nem sempre o aumento linear de fitomassa seca, em função da 
radiação interceptada, resulta em aumentos lineares de produtividade 
(SHIBLES & WEBER, 1965; SCHÖFFEL & VOLPE, 2001), mostrando que há 
outros fatores relacionados com a produtividade, como potencial genético e 
disponibilidade de água e nutrientes (Casaroli, D. et al. 2007). 
Referências 
• SEVERINO, Francisco José. A teoria da trofobiose. 
USP - Escola Superior De Agricultura 
Departamento de Produção Vegetal. Piracicaba – 
SP. 2001. 
 
• MEIRA, A. L.; LEITE, C. D.; MOREIRA, V. R. R. Pragas 
e doenças que indicam deficiências de Minerais 
no solo e na planta. Coordenação de Agroecologia 
- Ministério da Agricultura, Pecuária e 
Abastecimento. Disponível em: www.agricultura. 
gov.br/ desenvolvimento-sustentavel / organicos. 
Acesso em: 30/05/17. 
 
• KERBAUY, Gilberto Barbante. Fisiologia vegetal / 
Gilberto Barbante Kerbauy. – 2.ed, - Rio de 
Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
 
• TAIZ, Lincoln. Fisiologia Vegetal / Lincoln Taiz, 
Eduardo Zeiger; -5.ed .- Porto Alegre: Artmed, 
2013. 
 
• M. R. de O. Bosco et al. Influência do estresse 
salino na composição mineral da berinjela. 
Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE. 
2009. 
 
• D.M. Oliveira et al. Desempenho de genitores e 
populações segregantes de trigo sob estresse de 
calor. Bragantia, Campinas, v. 70, n. 1, p.25-32, 
2011 . 
 
• Casaroli, D. et al. Radiação solar e aspectos fisio 
lógicos na cultura de soja - uma revisão. Revista 
da FZVA. Uruguaiana, v.14, n.2, p. 102-120. 2007.