Níquel na Planta

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NIQUEL NA PLANTA: ABSORÇÃO, TRANSPORTE, REDISTRIBUIÇÃO, FUNÇÕES BIOLÓGICAS E SINTOMAS DE DESORDENS NUTRICIONAIS.
JABOTICABAL – SP
2018
Universidade Estadual Paulista
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
 (Ciência do Solo)
Discentes: 
Maria J. A. Moura
Nayara R. C. Lopes
ROTEIRO
1. Introdução;
2. Relatos Históricos;
3. Níquel como Elemento Essencial;
4. Níquel no Solo;
5. Níquel na Planta;
6. Resposta a Adubação com Ni;
7. Funções biológicas;
8. Sintomas de desordens nutricionais.
INTRODUÇÃO
Mg
Ca
K
P
N
S
Tem que ser vital para a planta; 
Não pode ser substituído por outro;
Deve participar diretamente do metabolismo da planta.
Potencial produtivo
Situação nutricional
Elemento mineral
Os nutrientes podem ser classificados como essenciais, benéficos ou tóxicos. 
INTRODUÇÃO
Mg
Ca
K
P
N
S
Macronutrientes
Micronutrientes
Elementos Essenciais: 
 B
Mo
Mn
Fe
Cu
 Cl
 Zn
 Ni
Importante para as plantas que recebem adubações com ureia ou com seus derivados, exercendo papel importante no metabolismo do N (DECHEN & NACHTIGAL, 2007). 
NÍQUEL
INTRODUÇÃO
	No entanto, além de se tratar de um elemento essencial às plantas, o Ni é também um metal pesado e requer atenção quanto aos aspectos fisiológicos de plantas, além de que existe um intervalo estreito entre as exigências nutricionais e os teores tóxicos às plantas. 
Realizar uma revisão de literatura sobre o níquel e seu comportamento nas plantas bem como os seus efeitos benéficos e maléficos para as plantas.
OBJETIVO
Massa específica maior do que 5 g cm-3, número atômico maior que 20 e baixas concentrações nas rochas da crosta terrestre.
Elementos Traços
Ou
Metais Pesados
O Ni possui massa específica 8,9 g cm-3, número atômico 58,7 g/mol e encontra-se entre os metais pesados mais comuns em solos.
Metais que constitui uma fonte potencial para poluição do ar, água, solo, alimentos e forragens. 
RELATOS HISTÓRICOS
ARNON (1937)
Cultivou cevada em solução nutritiva e verificou maior produção de massa seca na presença de Ni.
ROACH e BARCLAY (1946)
Obtiveram aumentos na produtividade de trigo, batata e vagem com a aplicação de Ni através de pulverizações foliares.
DIXON et al. (1975)
Ni como componente da enzima urease, despertando na comunidade científica o interesse acerca da sua função em plantas.
Ni COMO ELEMENTO ESSENCIAL
	A partir do artigo de Brown et al. (1987), o Ni passou a ser considerado um elemento essencial, e na publicação de Marschner (1995), ele foi incluído na lista dos micronutrientes de Plantas.
O Ni foi inserido recentemente na legislação brasileira de fertilizantes na Instrução Normativa N° 05, de 23 de fevereiro de 2007 (MAPA, 2007).
NÍQUEL NO SOLO
O teor de Ni na crosta terrestre é de, aproximadamente, 0,16 g kg-1 como componente comum de rochas ígneas;
Os teores no solo variam entre 1 a 200 mg kg-1 (PAIS & JONES JUNIOR, 1996);
Teores solúveis correspondem a 0,001% dos teores totais, na maioria das vezes (UREN,1992);
Os teores disponíveis no solo dependem: da argila, matéria orgânica do solo (MOS), óxidos de ferro (Fe) e manganês (Mn), pH, etc.;
NÍQUEL NA PLANTA
Forma absorvida: Ni2+
concentrações absorção 
 de outros cátions: Mg, Fe, Mn, Cu,
 e Zn (PAIVA et al., 2003; SYAM et al., 2016). 
Móvel na planta;
Quantidade absorvida depende 
da espécie;
Acúmulo:
 - Maior nas folhas que nos ramos;
 - Maior nos grãos que nas folhas;
 - Maior das folhas mais jovens que
 nas velhas.
 Ni
 Ni
 Ni
 Ni
 Ni
 Ni
 Ni
 Ni
NÍQUEL NA PLANTA
 Ni
Absorção do Ni : processo ativo, sendo possível a utilização de canais não específicos.
 
Mais de 90% do Ni total das raízes e folhas de soja estão em formas solúveis (MALAVOLTA, 2006).
Citrato e malato podem servir para o transporte no xilema (NIELSEN, 1984).
Na senescência, até 70% do Ni acumulado na parte aérea pode ser deslocado para as sementes.
O teor na matéria seca de plantas varia de 0,1 a 5 mg kg-1
RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM NÍQUEL 
Principais fontes de Ni: 
 - Sulfato de Ni (22% de Ni – solúvel);
 - Quelatos de Ni (Mínimo 2% de Ni – solúvel);
 -Silicato de Ni (Mínimo 0,1% de Ni total – insolúvel) 
 (MALAVOLTA, 2006; MAPA, 2007). 
Formas mais comuns de aplicação: tratamento de sementes, introdução via formulações NPK e pulverizações foliares. 
RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM NÍQUEL 
Resposta da soja à fertilizantes contendo Ni, Mo e Co (MILLÉO et al., 2009).
RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM NÍQUEL 
Severidade de Ferrugem Asiática na soja (Silvânia Furlan, 2008)
RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM NÍQUEL 
Atividade da urease nas plantas de soja tratadas com Ni via solo em Latossolo vermelho-amarelo de textura arenosa (LVA) e Latossolo vermelho eutroférrico de textura argilosa (LV) aos 70 DAP (LEVY, 2013).
RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM NÍQUEL 
Atividade da urease nas plantas de soja tratadas com Ni via foliar em Latossolo vermelho-amarelo de textura arenosa (LVA) e Latossolo vermelho eutroférrico de textura argilosa (LV) aos 70 DAP (LEVY, 2013).
RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM NÍQUEL 
Sintomas de fitotoxicidade de níquel no maracujá (A), (B) Folha nova com início de sintomas de fitotoxicidade; (C) e completo com adição de Níquel (+Ni) e clorose geral na muda ; (D) Estado avançado do sintoma de fitotoxidez (E) Desenvolvimento radicular nos tratamentos completo (– C) e completo com adição de Níquel (+Ni) (TOLEDO, 2017). 
FUNÇÕES BIOLÓGICAS
Catalisador - sua indisponibilidade afetam criticamente rotas bioquímicas fundamentais as plantas
ATIVAÇÃO DE ENZIMAS
Ureases;
Superóxido dismutase;
NiFe hidrogenases; 
Metil coenzima M redutase;
Monóxido de carbono desidrogenase;
Acetil coenzima A sintetase;
RNase-A; 
(COSTA E SOUSA, 2002) 
ciclagem de nutrientes 
C 
N
Metabólicos secundários
Mecanismo de defesa das plantas
As uréases são enzimas dependentes de níquel que decompõe a molécula de ureia em amônia e dióxido de carbono.
Historicamente:
1° enzima contendo níquel descoberta. 
Extraída de feijões “jack beans” James Sumner em 1926
 50 anos depois foi possível comprovar a presença de níquel em seu sítio ativo. 
Papel chave no metabolismo de microrganismos e plantas pois geram amônia, sendo então uma fonte de N. Ela possui um sitio ativo binuclear de níquel ponteados por um grupo OH. 
Catalisa a oxidação do hidrogênio molecular em prótons e elétrons, que geram energia e pode ser utilizada para quebrar tripla ligações no processo de FBN e torna a molécula de N2 estável. 
Hidrogenase
Defesa -sintetizam a enzima superóxido dismutase. 
Enzima superóxido dismutase (SOD) 
Catalisa a dismutação do superóxido em oxigênio e peróxido de hidrogênio.
2 a 5% do O2 é reduzido univalentemente, ou seja, a molécula recebe apenas um elétron, o qual vai ocupar um dos orbitais externas, com outra orbita não emparelhada o que resulta na produção de intermediários que são altamente reativos.
Espécies Reativas de Oxigênio (O2-) - radicais livres provoca danos nas células, como mutações no DNA ou danos em proteínas e outras moléculas importantes. 
Atua em duas moléculas de superóxido, retira o eletro extra de um superóxido e coloca-lo no outro. Resultando em uma molécula de oxigênio normal e ou molécula de oxigênio com um elétron extra que reage com dois íons hidrogênio. 
Todos os organismos aparentemente apresentam um tipo de enzima superóxido dismutase que podem utilizar diferentes cofatores e entre eles o Ni. 
A maneira mais simples de preparar um composto orgânico é construir este um carbono de cada vez. Este é justamente o caminho percorrido pela enzima CO-deshidrogenase durante síntese da Acetil-CoA atuando na redução do CO2. 
CO-Deshidrogenase (CODH) 
 Estima-se que cerca de 109 toneladas de CH4 são geradas por bactérias anaeróbicas metanogênicas. O metano gerado deste processo é fruto da atividade da MCR. 
Metil-coenzima-M redutase (MCR) 
	Uma vez que a concentração de íons níquel é muito baixa em condições ambientaistípicas, sistemas que possuem alta afinidade por estes íons foram desenvolvidos pela natureza (metalochaperonas). 
SINTOMAS DE DESORDENS NUTRICIONAIS
Germinação - dependeram dos níveis de Ni. As sementes quando na presença de 1,0 M de Ni em solução nutritiva obteve porcentagem de germinação superior a 95%. 
Para Brown et al. (1987) 
Deficiência de Ni tem efeitos no crescimento e senescência da planta, metabolismo do N e absorção de Fe, há indicações que o Ni tenha função na resistência da planta a doenças
Resposta da cultura da soja, do arroz e tabaco a aplicação do Ni indicaram aumento na taxa de crescimento.
Lesões nos tecidos, retardamento do crescimento e clorose. 
Wood et al. (2004)
Manchas escuras e arredondadas nas pontas das folhas novas, cujo aspecto parecido a orelhas de rato
Paiva et al. (2003) relatam que os sintomas de toxidade do Ni podem ser confundidos com deficiências de outros elementos, tais como as clorose causadas pelos micronutrientes Fe e Mn. 
Sintomas de toxidade 
Deficiência de níquel 
Plantas de soja aos 29 dias cultivadas a partir de sementes com baixo, médio e alto teor de Ni e submetidas a aplicação foliar de ureia e de 0 e 0,2 μM de Ni (+Ni e –Ni, respectivamente), em solução nutritiva. 
Plantas de soja no início do florescimento (estádio R1), cultivadas em solo (a) franco arenoso e (b) argiloso, submetidas a doses de Ni. 
Efeito da concentração de Ni na incidência de ferrugem em pecã (Fusicladosporium caryigenum). 
Contraste de folhas de duas linhagens de soja quase isogênicas em estádio de florescimento, atividade urease-positiva (Eu3) e urease-nula (eu3-a), fertilizadas com 0,0mg de Ni kg − 1 (−Ni) e 0,5mg de Ni kg − 1 (+ Ni). 
 Cultura da Soja
Folhas de soja apresentando sintomas de toxicidade de Ni diferentes doses. 
Fonte: artigo de Reis et al., 2017
NIQUEL NA PLANTA: ABSORÇÃO, TRANSPORTE, REDISTRIBUIÇÃO, FUNÇÕES BIOLÓGICAS E SINTOMAS DE DESORDENS NUTRICIONAIS.
JABOTICABAL – SP
2018
Universidade Estadual Paulista
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
 (Ciência do Solo)
Discentes: 
Maria J. A. Moura
 Nayara R. C. Lopes