Absorção mineral_Paulino

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Por
Antônio Paulino da Costa Netto
INTRODUÇÃO
• A nutrição mineral, é o processo pelo qual um
organismo adquire compostos químicos para o
suprimento de seu metabolismo.
Compostos químicos - íons
Utilizados para o crescimento
Utilizados para a manutençãoUtilizados para a manutenção
Podem ser convertidos a compostos
Nutrientes orgânicos
Encontrados a partir do solo
Podem ser essenciais ou não
São divididos em macro e micro-
nutrientes
• A biomassa vegetal fresca, possui entre 80 e 95%
de água, portanto, a matéria seca (MS) representa
uma fração minoritária da biomassa (10 a 20%).
Polissacarídeos e lignina (parede celular)
Proteínas
Lipídeos
MS AminoácidosMS Aminoácidos
Ácidos orgânicos
Elementos minerais
• A composição química da biomassa vegetal varia
com a espécie, com o órgão, idade da planta,
disponibilidade de elementos minerais e as
condições ambientais.
• Os elementos essenciais são no total 17, no entanto,
C, H e O representam 90% da matéria seca.
• Os 14 elementos minerais restantes são
ELEMENTOS ESSENCIAIS E CRITÉRIOS 
DE ESSENCIALIDADE
• Os 14 elementos minerais restantes são
considerados essenciais a nutrição das plantas e
encontrados na biomassa vegetal.
• Os elementos minerais ligados à nutrição de
plantas são classificados em dois grupos:
A) Elementos benéficos: são aqueles que melhoram o
desenvolvimento de algumas espécies vegetais,
como o silício, sódio e o selênio.
B) Elementos essenciais: o elemento considerado
essencial deve preencher pelo menos um dos
seguintes requisitos:seguintes requisitos:
• Dois critérios:
Direto: A essencialidade fica demonstrada
quando o elemento for parte de um composto vital
ou quando participa de reações enzimáticas
cruciais para o metabolismo. Ex.: N, P, K, Ca, Mg, S,
Fe, Mo, etc
Indireto: Na ausência do elemento a
planta não consegue terminar o seu ciclo de vida,
morrendo antes. O elemento não pode ser
substituído por nenhum outro por mais parecidos
que sejam. E.: Boro
NÃO CONFUNDIR ELEMENTOS ESSENCIAIS
COM A CLASSIFICAÇÃO DE MACRO ECOM A CLASSIFICAÇÃO DE MACRO E
MICRONUTRIENTES.
• Elementos essenciais as plantas superiores
classificados como macro e micronutrientes são
apresentados a seguir:
ELEMENTO SÍMBOLO CONC. EM MAT. SECA 
(% ou ppm)
MACRONUTRIENTES
Nitrogênio N 1,5
Fósforo P 0,2
Potássio K 1,0
Cálcio Ca 0,5
Magnésio Mg 0,2
Enxofre S 0,1
MICRONUTRIENTESMICRONUTRIENTES
Cloro Cl 100
Boro B 20
Ferro Fe 100
Manganês Mn 50
Zinco Zn 20
Cobre Cu 6
Molibdênio Mo 0,1
Níquel Ni 0,1
• Os elementos essenciais podem ser encontrados na
planta em níveis deficientes, adequados ou tóxicos.
• Na zona de deficiência, o elemento essencial atinge
um nível crítico (NC) de deficiência ou
concentração mínima.
• A zona adequada localiza – se entre o NC e o de
toxidez.
• Existe ainda o “consumo de luxo”, onde o
elemento é consumido em maior quantidade mas
não gera incremento no crescimento e
produtividade.
• Na zona de toxidez, a concentração do elemento
essencial é muito elevada, provocando um
decréscimo de crescimento, e em casos extremos a
morte da planta.
I – Def. Visível
II – Def. OcultaII – Def. Oculta
III – Teor Ótimo
IV – Consumo 
de Luxo
V - Toxidez
• A capacidade das plantas absorverem água e
nutrientes minerais do solo relaciona – se ao
desenvolvimento do sistema radicular:
RAÍZES E SUPERFÍCIES DE ABSORÇÃO
A) Volume do solo em contato com as raízes,
B) Total da área superficial das raízes composta de
pêlos radiculares (60% do total).
• Em condições ambientais normais, a biomassa das
raízes corresponde á faixa de 20 a 50% da
biomassa total da planta.
• A morfologia do sistema radicular varia nos
diferentes grupos de plantas, onde:
Gramíneas apresentam sistema radicular
fibroso e ramificado próximo a superfície do solo.
Dicotiledôneas e plantas herbáceas apresentam
raiz pivotante, que pode penetrar nas camadas
mais profundas do solo.
• Os sais minerais disponíveis para as raízes são
aqueles dissolvidos na solução do solo.
• Esses elementos minerais são encontrados
normalmente em baixas concentrações.
ABSORÇÃO DE SOLUTOS
normalmente em baixas concentrações.
• Estes íons do solo podem chegar até as raízes
principalmente de duas formas :
�Fluxo de massa
� Interceptação radicular
• Nas raízes os elementos minerais podem ser
absorvidos tanto por pêlos radiculares quanto por
partes mais velhas.
• Em ambas admite-se que o movimento de água
nas raízes acontece entre as células superficiais até
o Xilema, por duas vias:o Xilema, por duas vias:
• APOPLASTO Via espaços intercelulares e parede
celular,
• SIMPLASTO Via citoplasma, interligados por
plasmodesmata.
SECÇÃO TRANSVERSAL DE RAÍZ MOSTRANDO O 
CAMINHO DE ENTRADA DE ÁGUA E NUTRIENTES
• O processo de absorção dos elementos minerais,
depende da integridade e funcionalidade da
membrana celular.
• Isso significa que membranas de células sem
metabolismo ativo ou células mortas são permeáveis
a solutos.
• Células submetidas a temperaturas extremas ou a
inibidores do metabolismo :
� demonstram vazamentos de solutos
� e entrada descontrolada de solutos do meio externo.
N2
O2 difundem – se rápido e passivamente
CO2
• A água penetra nas membranas muito mais
rapidamente do que a maioria dos solutos nela
dissolvidos (essencial para o processo de osmose).dissolvidos (essencial para o processo de osmose).
• Além do processo de difusão, a água pode ainda ser
transportada pelas AQUAPORINAS.
• Os solutos hidrofóbicos penetram em membrana em
taxas proporcionais à sua solubilidade em lipídeos.
• As principais características da absorção de solutos
pelas plantas estão associadas a concentração, a
liberação de íons e à sua seletividade.
• A absorção de nutrientes, é intermediada por
proteínas especializadas no transporte de solutos,
ou seja, CARREGADORES ou TRANSPORTADORES e
CANAIS PROTÉICOS.CANAIS PROTÉICOS.
1) ACÚMULO DE ÍONS:
Uma característica importante das células é a sua
capacidade de acumular certos íons.
Dessa forma, a concentração desse íon fica maior
dentro da célula que fora da mesma.
CARACTERÍSTICAS DA ABSORÇÃO DE SOLUTOS
2) LIBERAÇÃO LENTADE ÍONSABSORVIDOS:
Uma vez que os íons ou as moléculas orgânicas passam
para o citoplasma ou o vacúolo, estas não retornam
facilmente para o meio externo.
Em condições normais de temperatura e aeração e com
baixa concentração de nutrientes no tecido, o influxo
de solutos é inicialmente rápido.de solutos é inicialmente rápido.
Após esse fluxo inicial rápido, a absorção de íons
aumenta em taxa constante até estabilizar – se.
A maior parte dos íons pode ser transportada para o
interior da célula, através da membrana, muito mais
rapidamente do que no sentido contrário.
3) SELETIVIDADE:
É uma conseqüência da ação específica dos
carreadores que atuam nas membranas no
transporte de solutos para o citosol das células.
A absorção de solutos é específica e seletiva, como
por exemplo a bomba de sódio/potássio.por exemplo a bomba de sódio/potássio.
Outras relações também são conhecidas, como:
�Ca++ e K+ (inibição do K + pela ausência do Ca ++ e
presença de Na +)
�K+ e Rb- (compartilhamento do mesmo
transportador)
4) ABSORÇÃO DE SOLUTOS EM FUNÇÃO DA
CONCENTRAÇÃO EXTERNA:
• Em condições normais os nutrientes requeridos
pelas plantas em maiores quantidades (nitrato,
fosfato e potássio por exemplo), está limitada pela
sua difusão até a superfície das raízes.sua difusão até a superfície das raízes.
• Quanto maior a concentração de solutos no meio
externo, maior a atividade dos carregadores e
canais, e conseqüentemente maior taxa de
absorção.
O principal fator que determina a difusão das
moléculas de solutos não carregados, como a
maioria dosgases e açúcares, é a diferença de
gradiente de concentração e eletroquímico.
TIPOS DE TRANSPORTE
Gradiente de Concentração
Gradiente Eletroquímico
• O gradiente eletroquímico determina a passagem
dos elementos minerais por dois modos:
Transporte Ativo ou Transporte Passivo
• TRANSPORTE VIA ATP´ses
F1 ATPase PDB 1E79 
side view base view VISTA LATERAL VISTA FRONTAL
• Existem diferentes mecanismos de transporte:
Moléculas 
Transportadas
Canal
Proteína 
Carreadora
Difusão Simples Difusão Facilitada
TRANSPORTE PASSIVO
TRANSPORTE ATIVO
Energia 
ATP
Íon 
Transportado
Proteína 
Carreadora
Transporte Acoplado
Funções dos Macro e Micro Nutrientes
• Papéis dos Macro e Micro Nutrientes:
1) Componentes estruturais de metabólitos e
não metabólitos,não metabólitos,
2) Parte ou ativador de enzimas,
3) Outras funções não esclarecidas ainda ao
nível molecular.
Mobilidade do Elementos Minerais
• Móveis: N, K, P, S, Mg, Cl (Nessa ordem)
• Intermediários: Zn, Mo, Mn, Cu (Nessa ordem)
• Imóveis: Ca, B
OBS: A corrente transpiratória é o principal
mecanismo abastecedor dos elementos minerais
imóveis.
O sintoma de deficiência mineral numa planta
depende basicamente da mobilidade do mesmo
no floema.
Principais Funções dos Macro e Micro Nutrientes
� Nitrogênio
É o quarto elemento mais abundante nas plantas.
Faz parte de compostos como: Aminoácidos,
proteínas, clorofila, coenzimas, alcalóides,
vitaminas, purinas, pirimidinasvitaminas, purinas, pirimidinas
� Fósforo
Desempenha um papel chave no metabolismo
energético da planta. Pode ser encontrado
fazendo parte de compostos como: ATP,
nucleotídeos, nucleosídeos, fosfolipídeos,
coenzimas.
�Potássio
É o quinto elemento mais abundante. Possui papel
na atividade enzimática. Até hoje desconhece-se
compostos orgânicos contendo este elemento.
A grande concentração de potássio parece ser
explicada por sua ação na manutenção osmótica
Principais Funções dos Macro e Micro Nutrientes
explicada por sua ação na manutenção osmótica
das células.
�Cálcio 
Ligado a permeabilidade das membranas celulares.
Promove ativação de várias enzimas. Atua na
formação de compostos estruturais da parede
celular, como pectato de Ca, fitato, carbonato,
oxalato.
�Magnésio
Diretamente envolvido na ativação de diversas
enzimas, na estabilidade das unidades que
formam o ribossomo e na estrutura da clorofila.
Principais Funções dos Macro e Micro Nutrientes
� Enxofre
Faz parte de grupos ativos de enzimas e coenzimas
além de ser encontrado em compostos como:
cisteína, cistina, metionina, glutationa,
glicosídeos, sulfolipídeos, coenzima (CoA).
� Boro
Parece estar envolvido no transporte de
Carboidratos.
São desconhecidos compostos orgânicos que
possuem Boro
Principais Funções dos Macro e Micro Nutrientes
possuem Boro
� Cloro
Tem papel importante na evolução do O2 na etapa
fotoquímica da fotossíntese
� Cobalto
Ligado a Fixação simbiótica de nitrogênio e
constituinte da vitamina B12
� Cobre
Componente de enzimas: Polifenol oxidase,
citocromo oxidase, oxidase do ác. Ascórbico.
� Ferro
Grupo ativo em enzimas e em transportadores de
elétrons.
Principais Funções dos Macro e Micro Nutrientes
elétrons.
Essencial para a síntese de clorofila. Componente de
citocromos, catalase, ferridoxina, peroxidase,
redutase do nitrato e sulfito nitrogenase.
�Manganês
Transporte eletrônico da fotoquímica.
Multiplicação e funcionamento dos cloroplastídeos.
Importante no metabolismo de ácidos orgânicos.
�Molibidênio
É o elemento que se encontra em menor
concentração na planta.
Está diretamente ligado ao metabolismo de
nitrogênio, pois faz parte da redutase do nitrato
e da nitrogenase.
Principais Funções dos Macro e Micro Nutrientes
e da nitrogenase.
� Zinco
É constituinte e ativador de várias enzimas como a
ADH, LDH e Aldolase entre outras.
Necessário para a síntese de triptofano que é
precursor do AIA.
Regulador de ribonuclease (RNAse).
• A superfície das folhas e de outros órgãos aéreos
apresenta grande resistência à penetração de
substâncias devido a presença da cutícula.
• A absorção foliar de nutrientes é mais efetiva, quando
a solução permanece na superfície, formando uma
ABSORÇÃO E PERDA DE NUTRIENTES MINERAIS 
PELAS FOLHAS E PARTES AÉREAS
a solução permanece na superfície, formando uma
película fina (uso de surfactantes).
• A absorção de nutrientes via poro dos estômatos é
improvável, devido a arquitetura dos ostíolos. Assim, a
entrada dos elementos minerais no interior da folha
ocorre por difusão, pelos poros da cutícula.
• As propriedades físicas e químicas da cutícula,
permitem que se forme um gradiente hidrofóbico.
• Os poros da cutícula, possuem diâmetro menor
que 1 nm e densidade de 10 8 poros por mm-2.
• Portanto, a permeabilidade de solutos através da• Portanto, a permeabilidade de solutos através da
cutícula depende do seu tamanho.
• A densidade de poros é maior nas paredes da
célula guarda e das células subdisiárias,
facilitando a absorção dos nutrientes minerais
pulverizados.
1. TEMPERATURA
• A taxa de absorção de íons minerais da solução
do solo pelas raízes aumenta a partir de 0 oC até
cerca de 40 oC, quando começam a decrescer.
• A elevação da temperatura aumenta a velocidade
FATORES QUE AFETAM A ABSORÇÃO DE 
NUTRIENTES MINERAIS PELAS RAÍZES
• A elevação da temperatura aumenta a velocidade
de difusão e do fluxo de massa de íons para as
raízes.
• Também é aumentado a penetração de íons no
ELA, via apoplasto, estimulando o transporte via
xilema.
• O aumento da temperatura acelera a atividade
respiratória, incrementa o metabolismo nas raízes
e a produção de ATP.
2) LUZ
• Plantas cultivadas em alta luminosidade absorvem
íons mais rapidamente, por alocar maisíons mais rapidamente, por alocar mais
fotoassimilados para as raízes.
• Os açúcares transportados para as raízes são
utilizados para a produção de energia e para o
crescimento do sistema radicular.
• A disponibilidade de energia é essencial para a
absorção de íons.
3) Concentração de O2
• A aeração do solo, ou a presença de O2 no solo, é
fundamental para que as raízes possam absorver
quantidade adequada de nutrientes do solo.
• Dessa forma a respiração das raízes é aeróbica.
4) pH
• Normalmente as plantas pode viver em pH´s entre
4 e 9, porém a maioria vegeta melhor, quando o
pH se encontra entre 5 e 7.
• O pH afeta a absorção de íons por três principais
maneiras:
Acidez X disponibilidade de Ca++ e Mg ++,
Aumento na concentração de alumínio (citotóxico),
Absorção de fosfatos.
5) Estado nutricional e idade da planta
Raízes de plantas que contêm um elemento em
quantidade suficiente não o absorvem com a mesma
rapidez daquelas que apresentam deficiência.
• O excesso de um íon pode influenciar na absorção
de outro íon ( Mais N, maior a abs de P e S).
• Células meristemáticas e células jovens em rápido
crescimento, têm capacidade de acumular íons em
taxas maiores do que células maduras.
• Células maduras, sintetizam menor quantidade de
compostos, e conseqüentemente necessitam de
menores quantidades de íons, reduzindo a
absorção dos mesmos.