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UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL – UNISC DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA E FARMÁCIA CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS – LICENCIATURA DISCIPLINA: FISIOLOGIA VEGETAL Aluna: Samanta Rodrigues de Oliveira MACRONUTRIENTES FUNÇÕES SINTOMAS DE CARÊNCIA NITROGÊNIO Nutriente obtido do solo. É fundamental e favorece o crescimento vegetativo, das folhas e o sabor e a cor do fruto. Melhora a qualidade da casca, aumenta o teor de ácidos. É componente de proteínas, clorofila e enzimas. É o elemento essencial requerido em maior quantidade pelas plantas. A carência de nitrogênio reduz o crescimento foliar, aumento do sistema radicular provoca clorose foliar, amarelecimento e queda das folhas os ramos caulinares ficam avermelhados, os sintomas aparecem inicialmente nas partes velhas da planta. POTÁSSIO O potássio está presente na planta como cátion monovalente (K+) e executa importante papel na regulação do potencial osmótico de células de plantas. É também Requerido para a ativação de muitas enzimas da respiração e da fotossíntese. Associado principalmente com translocação de açúcares, osmose e balanço iônico e abertura e fechamento de estômatos. A carência de potássio provoca um crescimento vegetal muito reduzido, clorose matizada da folha, manchas necróticas, folhas recurvadas e enroladas sobre a face superior e encurtamento de entrenós. Inicialmente, os sintomas acentuam-se nas zonas mais velhas das plantas. CÁLCIO Importante para formar o tubo polínico. Os íons Ca2+ são usados na síntese de novas paredes celulares, particularmente na formação da lamela média que separa novas Ocasiona morte dos ápices caulinares e radiculares, folhas jovens formam ganchos e depois as margens e os ápices morrem, adquirindo a aparência de terem sido cortadas neste local. células após a divisão. O cálcio é também requerido para o funcionamento normal da membrana plasmática e tem sido implicado como mensageiro secundário (Ca2+- citosólico ou Ca2+ ligado à proteína calmodulina) para várias respostas de planta relacionadas Deficiência de Ca2+ incluem necrose de regiões meristemáticas (como ápices de raízes e da parte aérea), onde a divisão celular e a formação de parede são intensas. Esses sintomas também revelam a baixa mobilidade do Ca2+ na planta. Redução do crescimento, enfraquecimento do pecíolo e as folhas primárias caem das plantas. com o ambiente e sinais hormonais. Atua como mensageiro secundário na regulação metabólica. Cofator de algumas enzimas envolvidas na hidrólise de ATP. MAGNÉSIO O magnésio constitui o átomo central da clorofila e é ativador de muitas enzimas. Estimula a formação de açucares, proteínas e gorduras. Aumenta a resistência dos vegetais a fatores adversos, como seca, doenças, atua no aumento das paredes e permeabilidade das membranas celulares. Nas células de plantas, Mg2+ tem papéis específicos na ativação de enzimas da respiração, da fotossíntese e da síntese de ácidos nucléicos. O Mg2+ é também parte da estrutura da molécula de clorofila (pigmento associado à fotossíntese). A suplementação de Mg2+ via foliar na presença do fósforo acelera consideravelmente a translocação dos nutrientes aplicados. Entra na composição da clorofila responsável pela fotossíntese e A carência de magnésio provoca cloroses entre as nervuras, espalhando-se das margens para o centro das folhas, encurtamento de entrenós, redução do crescimento vegetal, inibição da floração, morte prematura das folhas e degeneração dos frutos. Inicialmente, os sintomas acentuam-se nas zonas mais velhas das plantas. ajuda na absorção do fósforo. FÓSFORO Interfere nos processos de fotossíntese, respiraç ão, armazenamento e transferência de energia, divisão celular e crescimento das células. Também contribui para o crescimento prematuro das raízes, qualidade dos frutos, verduras, grãos e formação das sementes. Apresenta grande mobilidade nas plantas. Não encontramos livre e sim fosfatado (rochas de fosfato) plantas bem providas, o fruto com casca fina e columela fechada. Aumenta o teor de suco. Um sintoma característico de deficiência de P é a coloração verde- escura de folhas mais velhas (primeiramente) associadas ao aparecimento da cor púrpura, devido ao acúmulo de antocianina. Pouca clorofila, clorose averigada, a taxa de crescimento reduz nos primeiros estádios de desenvolvimento. As folhas mais velhas adquirem coloração arroxeada. Há queda exagerada de folhas novas e botões florais. ENXOFRE É um nutriente essencial para a formação de aminoácidos e proteínas e da coenzima A transportadora. O enxofre (S) é constituinte de compostos de planta (acetil-CoA, Glutationa, etc) e, como o N, é constituinte das proteínas (o S é encontrado nos 77 aminoácidos cisteína e metionina) A deficiência deste determina folhas jovens com nervuras e áreas internervais verdes-claras. Pode ser aplicado via foliar pois é importante para suplementar as necessidades nutricionais das plantas. Incluindo clorose, redução no crescimento e acúmulo de antocianina. A clorose, no entanto, aparece primeiro nas folhas mais jovens, o que é conseqüência da baixa mobilidade do S na planta. Todavia, em algumas plantas a clorose ocorre ao mesmo tempo em todas as folhas ou pode até iniciar nas folhas mais velhas. FERRO Envolvidos em reações redox. Fixação de N2 e respiração. Síntese de clorofila, componente dos citocromos- pigmentos que recebem elétrons. Catalizador de várias enzimas. O Fe tem importante papel como componente de proteínas envolvidas na transferência de elétrons, como os citocromos e os centros Fe-S. Neste papel, ele é reversivelmente oxidado de Deficiência de Fe apresenta- se como uma clorose internervural. Esta, no entanto, ocorre primeiro nas folhas mais novas devido à baixa mobilidade do Fe (precipita como óxidos ou fosfatos de ferro insolúveis ou como complexos com fitoferritina). A folha torna-se clorótica por que o ferro é requerido para a síntese de alguns complexos Fe2+ para Fe3+ durante a transferência de elétrons. proteína-clorofila, nos cloroplastos. Clorose internerval das folhas jovens e caules curtos e finos. COBRE Participa de várias enzimas, particularmente envolvidos na síntese de proteínas, metabolismo de carboidratos e na fixação simbiótica de Nitrogênio pelas leguminosas. Aumenta a resistência das plantas a diversas doenças fúngicas e bacterianas. Função de proteção. Está associado a algumas enzimas envolvidas nas reações redoxes (Cu2+ + e- ↔ Cu+). O principal exemplo é o complexo citocromo oxidase da cadeia de transporte de elétrons mitocondrial (respiração). Outro exemplo é a plastocianina, a qual está envolvida na transferência de elétrons durante as reações de luz da fotossíntese Deficiência está relacionada com baixos teores no solo e com problemas de absorção, folhas jovens verde-escuras enroladas e geralmente com manchas necróticas. Morte do protoclasma. Sob deficiência severa as folhas podem cair prematuramente. ZINCO Ativador de enzimas, ajuda na clorofila, auxilia no crescimento. Participa da formação de auxinas fito hormônio que é transportado para onde vai ser usado. Algumas enzimas (desidrogenase alcoólica, anidrase carbônica, superóxido dismutase, etc.) requerem Zn2+ para suas atividades e ele pode ser requerido para 78 biossínteses de clorofila em algumas espécies. Deficiência de zinco é caracterizada pela redução no crescimento das folhas, brotos novos e do comprimento do entrenó e redução dos botões florais. As margens das folhas podem ficar distorcidas e com clorose internerval. Este sintoma pode ser resultadoda perda da capacidade da planta para produzir suficiente auxina (fitohormônio). Algumas evidências disponíveis indicam que o zinco pode ser requerido para a biossíntese do triptofano, o qual é um dos precursores da auxina natural, ácido indol-3-acético (AIA). Maturação atrasada. MANGANES Catalisador de várias enzimas. Requerido para manter a integridade da membrana do cloroplasto e para a liberação do oxigênio e participa do processo da fotossíntese. Ativam algumas enzimas na célula, em particular, descarboxilases e desidrogenases envolvidas no ciclo de Krebs (respiração). No entanto, a função mais bem definida do Mn2+ é a sua participação na reação da fotossíntese na qual o O2 é produzido a partir da água. A deficiência causa clorose internerval de folhas jovens ou velhas dependendo da espécie seguida ou associada com manchas necrótidas internervais. Desorganização das membranas dos tilacóides (onde ficam os pigmentos fototetizantes) nos cloroplastos. MOLIBDENIO Essencial para leguminosa que se associa com bactérias. Participa da estrutura de diversas enzimas como o nitrato reductase que participa do metabolismo do Nitrogênio na planta e da nitrogenase que é uma enzima importante para fixação biológica de Nitrogênio pelas leguminosas. A carência de molibdênio origina manchas cloróticas intervenais seguidas de necrose marginal e enrolamento foliar, interferindo na frutificação. Inicialmente, os sintomas acentuam-se nas zonas mais jovens das plantas. BORO Relacionado com os açucares nas plantas, divisão celular, síntese dos ácidos nucleicos, fecundação e integridade da membrana celular e enraizamento. Executa papéis importantes no alongamento da células. Lento desenvolvimento das brotações, folhas novas e enrugadas, folhas e caules frágeis. A germinação do grão de pólen, o crescimento do tubo polínico e o alongamento das raízes. Ocorrem folhas jovens verde-claras na base, as quais tornam-se enroladas e os brotos morrem nas gemas terminais. Um sintoma característico é a necrose de folhas jovens e gemas terminais, o que reflete a sua baixa mobilidade na planta. A dominância apical pode também ser perdida e a planta pode ficar altamente ramificada. Além disso, estruturas como frutos e tubérculos podem exibir necroses ou anormalidades relacionadas com a degradação de tecidos internos. CLORO Importante para osmose e envolvido no balanço iônico, essencial nas reações fotossintéticas que produzem oxigênio. O elemento cloro é encontrado nas plantas como cloreto (Cl-). Ele é requerido na etapa da fotossíntese em que O2 é produzido (foto- oxidação da H2O). A carência de cloro é raríssima, é mais comum encontrarmos excesso do que a deficiência deste micronutriente. A toxidez do cloro é caracterizada pela queima das margens das folhas localizadas externamente na planta. A urease é a única enzima que necessita de Ni como cofator enzimático nas plantas Deficiência causa manchas necróticas nas pontas das folhas. Plantas deficientes em Ni NÍQUEL superiores. Parte essencial do funcionamento enzimático no metabolismo do nitrogênio. acumulam uréia nas folhas, o que pode causar necrose no ápice. Em face das minúsculas concentrações de Ni requeridas pelas plantas, a deficiência raramente é observada em condições de campo. SILÍCIO Usado para polimento, completar ciclo de vida, melhora o crescimento, fertilidade Plantas deficientes em silício são mais suscetíveis ao acamamento e à infecção fúngica. O silício é depositado principalmente no retículo endoplasmático, paredes celulares e espaços intercelulares como sílica amorfa hidratada (SiO2.nH2O). Ele também forma complexos com polifenóis e serve como alternativa à lignina no reforço de paredes celulares. Além disso, o silício pode aliviar a toxicidade de muitos metais pesados SÓDIO Regeneração do fosfoenolpiruvato (PEP), fixação de carbono. O sódio estimula o crescimento por meio de uma maior expansão celular, além de poder parcialmente substituir o potássio como um soluto osmoticamente ativo. Exibem clorose e necrose ou deixam de florescer. Muitas espécies C3 se beneficiam de uma exposição a baixos níveis de sódio. ELEMENTOS ESSENCIAIS Os elementos minerais essenciais são: nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, boro, cloro, ferro, manganésio, zinco, cobre, molibidênio e níquel. Os elementos não minerais essenciais, (elementos captados como gás ou água) são: hidrogênio, oxigênio e carbono. Os elementos benéficos, são os que promovem o crescimento em várias plantas, mas que não são absolutamente necessários para que se complete o ciclo de vida da planta, ou que não age diretamente na planta: sílica, sódio, cobalto e selênio Essencial quando atende aos três critérios seguintes: • A função do elemento é específica, ou seja, nenhum outro elemento poderá substituí-lo naquela função. Estes elementos minerais essenciais são usualmente classificados como macro ou micronutrientes, de acordo com a sua concentração relativa no tecido ou de acordo com a concentração requerida para o crescimento adequado da planta. Em geral, as concentrações dos macronutrientes (N, P, K, Si, Ca, Mg e S) são maiores do que as dos micronutrientes (Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B, Cl, Ni e Na). • O Elemento deve estar diretamente envolvido no metabolismo da planta (como Constituinte de molécula, participar de uma reação, etc.); • A planta não é capaz de completar o seu ciclo de vida na ausência do elemento;
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