Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Nutrição mineral de plantas Universidade Estadual da Paraíba Centro de Ciências Biológicas e da Saúde Curso de Farmácia Disciplina: Farmacobotânica Monitora: Anna Júlia de Souza Freitas • Estabelece quais são os elementos essenciais para o ciclo de vida da planta, suas funções, exigências e os distúrbios que causam quando em quantidades deficientes ou excessivas; • Busca o entendimento das relações iônicas sob condições naturais de solo (salinidade, alcalinidade, acidez, presença de elementos tóxicos, etc). Nutrição de plantas • Mais de 60 elementos químicos têm sido identificados nas plantas, incluindo ouro, prata, chumbo, mercúrio, arsênico e urânio. • A maioria dos elementos químicos encontrados nas plantas é absorvida como íons inorgânicos a partir do solo. Nutrição de plantas • Logo, a presença de metais pesados e tóxicos é reflexo da composição do solo. • São necessários para o desenvolvimento e reprodução das plantas. • Três critérios devem ser atendidos para que um elemento seja considerado essencial: Elementos minerais essenciais Ser necessário para a planta completar seu ciclo de vida; Não poder ser substituído por nenhum outro; Possuir um papel fisiológico claro. Elementos essenciais De acordo com as concentrações no tecido vegetal: MacronutrientesMicronutrientes Nitrogênio Potássio Cálcio Magnésio Fósforo Enxofre N K Ca Mg P S Cloro Boro Ferro Manganês Zinco Cobre Molibdênio Níquel Cl B Fe Mn Zn Cu Mb Ni Carbono Oxigênio Hidrogênio C O H 96% de concentração habitual nas plantas sadias Estimulam o desenvolvimento das plantas, mas não são essenciais para a maioria dos vegetais. Elementos benéficos Na Sódio Co Cobalto Se Selênio Elementos tóxicos Prejudicam o desenvolvimento das plantas, podendo ser letal. Classificação Os elementos essenciais foram classificados de acordo com seu papel bioquímico e funções fisiológicas em quatro grupos. Primeiro grupo: N e S Formado pelos compostos orgânicos; Assimilados por reações de oxidação e redução. Segundo grupo: P, Si e B Reações de armazenagem de energia e manutenção da integridade estrutural. Terceiro grupo: K, Ca, Mg, Cl, Mn, Na Permanecem na forma iônica ou se ligam a substâncias da parede celular. Importantes como cofatores enzimáticos, também atuam na regulação de potenciais osmóticos. Quarto grupo: Fe, Zn, Cu, Ni e Mo Reações envolvendo transporte de elétrons. (Mengel e Kirkby, 2001) Técnicas utilizadas em estudos nutricionais • Hidroponia: crescimento de plantas com suas raízes imersas em uma solução nutritiva sem solo. Fonte: TAIZ e ZEIGER. Fisiologia e desenvolvimento vegetal, 2017. Técnicas utilizadas em estudos nutricionais • Aeroponia: crescimento de plantas com suas raízes suspensas no ar, enquanto são aspergidas continuamente com uma solução nutritiva. Fonte: TAIZ e ZEIGER. Fisiologia e desenvolvimento vegetal, 2017. • Solução nutritiva mais moderna: Solução de Hoagland – contém todos os elementos minerais que se sabe serem necessários ao rápido crescimento das plantas. Deficiências minerais • O suprimento inadequado de um elemento essencial provoca um distúrbio nutricional que se manifesta por sintomas de deficiência característicos, que são a expressão de distúrbios metabólicos. Mobilidade dos elementos essenciais Móveis Imóveis Nitrogênio Cálcio Potássio Enxofre Magnésio Ferro Fósforo Boro Cloro Cobre Sódio Zinco Molibdênio Sintomas de deficiência tendem a aparecer primeiro em folhas jovens Sintomas de deficiências tendem a aparecer primeiro em folhas velhas Normalmente, os sintomas visuais só aparecem quando a deficiência já é severa. Sequência de eventos biológicos em uma planta deficiente de nutrientes Redução da velocidade dos processos metabólicos Desarranjo dos processos biológicos Alteração de membranas, parede celular, organelas Alteração/deformação das células Alteração dos tecidos Nível macroscópico Relação teor de nutrientes x produtividade A relação entre produtividade ou crescimento e o teor de nutrientes do tecido vegetal define as zonas de deficiência, de adequação e de toxicidade. Grupo 1: Deficiências de nutrientes minerais que integram compostos de carbono (N e S) Nitrogênio: • Elemento exigido em maior quantidade; • Elemento estrutural: aminoácidos, ácidos nucleicos e clorofila; • Inibe rapidamente o crescimento vegetal. • Móvel; Sintomas de deficiência: • Clorose (amarelecimento das folhas), sobretudo nas folhas mais velhas; • Queda prematura de folhas; • Acúmulo de carboidratos → síntese de antocianina → coloração púrpura; Grupo 1: Deficiências de nutrientes minerais que integram compostos de carbono (N e S) Enxofre: • Encontrado em aminoácidos; • Constituinte de várias coenzimas, proteínas e vitaminas essenciais ao metabolismo; • Muitos dos sintomas de deficiências de S são semelhantes aos da deficiência de Nitrogênio. Sintomas de deficiência: • Clorose em folhas jovens e maduras; • Acúmulo de antocianinas; • Enrolamento das margens da folha; • Necrose e desfolheamento; • Redução do tamanho das folhas. Grupo 2: Deficiências de nutrientes minerais que são importantes na armazenagem de energia ou na integridade estrutural (P, Si e B) Fósforo: • Fosfolipídeos da membrana; • Intermediário da respiração e fotossíntese • Componente de nucleotídeos; Sintomas de deficiência: • Crescimento reduzido; • Folhas velhas com coloração verde escura em algumas espécies; • Folhas jovens malformadas; • Manchas necróticas (tecido morto). • Essencial para membros da família Equisetaceae; • Elemento benéfico; Grupo 2: Deficiências de nutrientes minerais que são importantes na armazenagem de energia ou na integridade estrutural (P, Si e B) Silício: • Depositado principalmente no retículo endoplásmático, paredes e espaços celulares; • Plantas deficientes em silício são mais suscetíveis ao acamamento e a infecções fúngicas. Boro: • Evidências experimentais sugerem que ele desempenha um papel no alongamento celular, na síntese de ácidos nucleicos, nas respostas hormonais e na regulação do ciclo celular; • Deficiência: necrose preta de folhas jovens e gemas apicais; • Perda de dominância apical; • Caules rígidos e quebradiços. Grupo 3: Deficiências de nutrientes minerais que permanecem na forma iônica (K, Ca, Mg, Cl, Mn e Na) Potássio: • Presente nas plantas como cátion K + ; • Regulação do potencial osmótico; • Ativação de enzimas da fotossíntese. • Clorose ou manchas marginais; • Folhas podem curvar-se e secar; • Acamamento e caules quebradiços. Magnésio: • Ativação de enzimas envolvidas na respiração, fotossíntese, síntese de DNA e RNA. Sintomas de deficiência: Sintomas de deficiência: • Queda foliar prematura; • Clorose internerval das margens e ápice das folhas em direção ao centro. Grupo 3: Deficiências de nutrientes minerais que permanecem na forma iônica (K, Ca, Mg, Cl, Mn e Na) Cálcio: • Utilizado na síntese de novas paredes celulares; • Utilizado no fuso mitótico durante a divisão celular; • Requerido para funcionamento normal das membranas; • Mensageiro secundário de sinais ambientais e hormonais; Sintomas de deficiência: • Necrose de regiões meristemáticas jovens; • Lento crescimento; • Clorose e curvamento das folhas; • Cor esbranquiçada nas margens de folhas; • Baixa frutificação. Grupo 3: Deficiências de nutrientes minerais que permanecem na forma iônica (K, Ca, Mg, Cl, Mn e Na) Cloro: • Encontrado nas plantas como íon cloreto; • Necessário para reações de quebra de molécula de água na fotossíntese; • Necessário para divisão celular tanto em folhas quanto em raízes. Sintomas de deficiência: • Murcha dos ápices foliares, seguida por clorose e necrose generalizada; • Folhas com tamanho reduzido. Manganês: • Ativam enzimas nas células vegetais; • Essencial para a clivagemda água produzindo Oxigênio. Sintomas de deficiência: • Clorose entre as nervuras, associada ao desenvolvimento de pequenas manchas necróticas. Grupo 3: Deficiências de nutrientes minerais que permanecem na forma iônica (K, Ca, Mg, Cl, Mn e Na) Sódio: • Indispensável para a regeneração da fosfoenolpiruvato, utilizada para fixação de carbono por algumas espécies de plantas; • Algumas espécies não toleram esse elemento; • Sob deficiência de sódio, essas plantas exibem clorose e necrose ou até deixam de florescer; • Os íons sódio estimulam o crescimento mediante a estimulação da expansão celular e podem substituir parcialmente os íons potássio como um soluto osmoticamente ativo. Grupo 4: Deficiências de nutrientes minerais envolvidos em reações redox (Fe, Zn, Cu, Ni e Mo) Ferro: • O ferro tem um importante papel como componente de enzimas envolvidas na transferência de elétrons. Nesse papel, ele é reversivelmente oxidado de Fe2+ a Fe3+ durante a transferência de elétrons. • Sintomas iniciais em folhas jovens; • Clorose internervura inicial, posteriormente na folha toda; Sintomas de deficiência: Grupo 4: Deficiências de nutrientes minerais envolvidos em reações redox (Fe, Zn, Cu, Ni e Mo) Zinco: • Co-fator estrutural, funcional ou regulatório de várias enzimas; • Formação da clorofila ou previne sua destruição – somente algumas espécies; • Acoplamento de enzimas aos substratos. Sintomas de deficiência: • Alteração no metabolismo de carboidratos; • Inibição da fotossíntese; • Acúmulo de metabólitos das raízes – desarranjo do processo de respiração radicular; • Perda de integridade das membranas – pela desestabilização das proteínas; Cobre: Sintomas de deficiência: • Rara; • Fechamento estomático (por falta de ATP), • Produção de folhas verdes escuras; • Alguns casos formação de manchas necróticas; • Alguns casos folhas retorcidas e malformadas; • Formação de grãos de pólen não-viáveis. • Enzimas envolvidas nas reações redox, ex: plastocianina – transporte de elétrons. Grupo 4: Deficiências de nutrientes minerais envolvidos em reações redox (Fe, Zn, Cu, Ni e Mo) Grupo 4: Deficiências de nutrientes minerais envolvidos em reações redox (Fe, Zn, Cu, Ni e Mo) Níquel: • Forma complexos estáveis com aminoácidos e ácidos orgânicos; • Urease: única enzima conhecida que contém níquel; • Essencial para microrganismos fixadores de N. Sintomas de deficiência: • Acúmulo de ureia – necrose dos ápices foliares; • Algumas espécies, como a cevada, precisam de níquel para garantir a viabilidade de sementes. Molibdênio: • Componentes das enzimas: Nitratoredutase e Nitrogenase. Sintomas de deficiência: • Clorose entre as nervuras; • Necrose das folhas mais velhas; • Couve-flor: possibilidade de não formação de flores ou queda prematura; • Deficiência de molibdênio pode acarretar deficiência de N. Tratando as deficiências nutricionais • Fertilizante: substância mineral ou orgânica, natural ou sintética, fornecedora de um ou mais nutrientes de plantas; • Fertilizantes podem ser simples, compostos ou mistos e orgânicos; • Alguns nutrientes podem ser aplicados as plantas via adubação foliar, por aspersão. Fatores que afetam a absorção de minerais pela planta • Disponibilidade de nutrientes no solo; • Disponibilidade de água; • pH; • Temperatura → P e K; • Concentração de O2 → P. Afeta o crescimento das raízes e microrganismos do solo. REFERÊNCIAS MENGEL, K.; KIRKBY, E.A. 2001. Principles of plant nutrition. 5. ed. Kluwer Academic, Dordrecht. 849p. OLIVEIRA, L.E.M. Nutrição e metabolismo mineral. Temas em Fisiologia Vegetal, 2019. Disponível em http://www.ledson.ufla.br/nutricao-e-metabolismo- mineral/. Acesso em: 05 de nov. de 2020. RAVEN, P.H.; EICHHORN, S.E.; EVERT, R.F. Biologia Vegetal. 8. Ed. Guanabara Koogan, p.1283-1287, 2014. TAIZ, L.; ZEIGER, E.; MOLLER, I.; MURPHY, A. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6.ed. Porto Alegre: Artmed.p.121-142, 2017. http://www.ledson.ufla.br/nutricao-e-metabolismo-mineral/
Compartilhar