Aula prática - Nutrição Mineral

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Fisiologia Vegetal aplicada a Agronomia
Estudo dos processos fisiológicos relacionados com o metabolismo, desenvolvimento e ecofisiologia das plantas superiores
Aula 17/08/2021 - Experimento de Deficiência Mineral
· Tema: Nutrição mineral – Deficiências Minerais
· Objetivos: Montagem de experimentos para avaliar os efeitos da deficiência mineral sobre o crescimento das plantas; desenvolver a capacidade de trabalho em grupo e em laboratório.
· Conteúdo previsto: Nutrientes essenciais: macro e micronutrientes e suas funções biológicas.
· Metodologia: experimento em laboratório desenvolvido em grupos utilizando técnicas de hidroponia para simular diferentes deficiências minerais, encaminhamento de material de leitura sobre as funções biológicas dos nutrientes no desenvolvimento das plantas, relacionando a importância dos nutrientes para produtividade agrícola.
· Avaliação e acompanhamento: acompanhamento dos experimentos e dos sintomas da deficiência mineral no desenvolvimento das plantas (análise da atividade prática).
INTRODUÇÃO
	Os nutrientes minerais identificados nas cinzas do material vegetal são em sua maioria essenciais para o desenvolvimento normal da planta. Quando um deles está ausente, ou sua disponibilidade no meio é insuficiente, o vegetal manifesta os efeitos desta deficiência através de diversos sintomas. Entre os sintomas de carência mais típicos de um nutriente mineral, estão a deformação, a cloros e a necrose das folhas, associadas frequentemente a desfoliação prematura. Alguns elementos minerais são necessários à planta em quantidades relativamente mais elevadas e são, por isso denominados macronutrientes (mais de 100mg/kg de MS) (N, P, K, S, Ca, Mg). Outros, cuja quantidades exigidas pela planta são tão pequenas que mesmo traços contaminantes podem suprir as necessidades, são chamados micronutrientes (Fe, B, Cl, Cu, Mn, Mo, Zn). Excepcionalmente, alguns grupos de plantas podem exigir outros elementos como essenciais (Na, Co, Si, Al).
	Um nutriente mineral é considerado essencial quando: a) sua ausência no meio de cultivo impede que a planta complete o estágio vegetativo ou reprodutivo do seu ciclo vital; b) sua carência é especifica, só sendo corrigida pelo seu fornecimento, tornando-se impossível a substituição por outro elemento; c) sua implicação na vida da planta é direta, fazendo parte de uma molécula essencial ou atuando num processo decisivo do metabolismo. A ação de um elemento no controle eventual de condições biológica, físicas ou químicas adversas no meio de cultivo não basta para caracterizar sua essencialidade.
	O método mais utilizado para definir a essencialidade de um determinado elemento na nutrição mineral das plantas consiste em cultivá-las em soluções no solo, desenvolvem-se. Nesse tipo de cultivo, as raízes, ao invés de crescerem no solo, desenvolvem-se mergulhadas na água destilada contendo sais inorgânicos em proporções adequadas. A cultura em soluções nutritivas objetiva: a) determinar os elementos que a planta necessita para o seu desenvolvimento normal (nutrientes essenciais); b) observar os sintomas de carência provocados na ausência de um certo elemento; c) determinar as condições nutritivas ótimas, isto é, a concentração adequada de cada elemento e o equilíbrio ótimo entre as concentrações dos diferentes elementos essenciais.
OBJETIVO
Cultivar plântulas de feijão, milho, pepino, rabanete ou outras em solução nutritiva completa e em soluções nas quais se omite um elemento de cada vez. No final do experimento, por comparação do crescimento da parte aérea e das raízes de cada planta, estudar o efeito da carência de cada um dos elementos no desenvolvimento total, e observar os sintomas visuais que aparecem.
METODOLOGIA
Material
· Soluções–estoque previamente preparadas;
· Recipientes para as soluções nutritivas;
· Tampas apropriadas com 3 furos (isopor);
· 3 espumas para tapar os furos;
· Bombas de aquário;
· Plântulas de 7 a 10 dias.
Procedimento
1ª etapa:
· Lavar bem os recipientes, enxaguar com água destilada. Deixá-los de borco (deixados para baixo) até outra etapa. Se as jarras forem transparentes, cobri-las com papel escuro para evitar a proliferação de algas e a iluminação das raízes.
· Preparar também as tampas adequadas com 3 furos.
· Pôr as sementes a germinar em rolos de pape filtro colocadas em câmara úmida.
2ª etapa:
· Preparar as soluções conforme a tabela
· Colocar a jarra até atingir a altura correspondente a 2cm abaixo da tampa. Montar as plântulas na tampa, firmando-as com algodão seco ou espuma plástica.
· Substituir a solução completamente a cada duas semanas. Acompanhar semanalmente, com anotações e fotos, as variações e sintomas que forem sugeridos.
Obs.: só as raízes devem ficar mergulhadas na solução. Evitar umedecer o algodão ou a tampa para impedir desenvolvimento de fungos. Anotar na montagem o elemento ausente, a data e o nome de quem montou. Arejar as soluções usando bombas de aquário.
Figura 1: Representação dos frascos e plântulas utilizados em soluções nutritivas.
Tabela 1: Composição e quantidades de soluções a serem utilizadas no experimento de nutrição mineral.
Tabela 2: Sintomas visuais de deficiência nutritiva em plantas.
	Elemento
	Função
	Sintoma
	N
	Proteínas, aminoácidos, ácidos nucléicos, clorofila
	Crescimento reduzido, clorose foliar, degeneração dos ápices*
	P
	Açucares fosfatados, ATP, DNA, RNA, fosfolipídios, reações de fotofosforilação
	Folhas escurecidas, às vezes avermelhadas, margens chamuscadas*
	Mg
	Clorofila, cofator de várias enzimas
	Folhas manchadas, cloróticas, ou com pontos de necrose nas margens ou junto às nervuras, caules frágeis*
	K
	Não é constituinte de substancias, cofator de várias enzimas; papel no controle estomático
	Necrose marginal das folhas; ponto de necrose nas margens ou junto às nervuras, caules frágeis*
	Ca
	Pectatos de Ca da lamela média; cofator de enzimas; estabilidade de membranas
	Folhas jovens retorcidas, necrose nos pontos de crescimento. Morte da gema terminal
	S
	Aminoácidos (cisteína) e proteínas, óleos voláteis
	Clorose; folhas enroladas para cima
	Fe
	Citocromos, catalisador na formação da clorofila
	Folhas cloróticas, com nervura principal verde, margens queimadas; caules frágeis
	Mn
	Formação de O2 na fotossíntese; catalisador em oxi-reduções
	Pontuações de necrose nas folhas; clorose mas nervuras menores mais verdes
	B
	Complexos com carboidratos; pode estar envolvido no transporte de carboidratos
	Folhas pálidas na base e curvadas; podridão de tecidos carnosos
	Cu
	Componentes de enzimas de transporte de elétrons; redução NO2–NH3
	Folhas com aspecto murcho
	Zn
	Desidrogenase (respiração); influi na ação do AIA
	Pontuações de necrose nas folhas; folhas grossas; clorose entre nervuras, entrenós curtos*
	Mo
	Fixação do N; nitrato redutase
	Clorose entre nervuras ou folhas recurvadas
	Cl
	Estimula fotólise da água na fotossíntese
	Folhas pequenas, com aspecto de murcho; manchas cloróticas e necróticas
	Ni
	Urease
	Pontos de necrose nas folhas
*Sintomas predominam nas folhas mais velhas, devido à mobilidade do elemento.
Experimento com os seguintes grupos:
· N
· P
· K
· Ca
· Mg
· Fe
· Micronutrientes
· 1ml NO3
· 10ml NO3
· Completa (controle)
10 vasos com 3 plantas cada – grupos de 4 estudantes para monitorar e acompanhar cada vaso
+ – 2 semanas de avaliação (26/08)
Experimento 17/08/2021
Organização
· 10 grupos de 4 integrantes
· 1 vaso por grupo
· 3 plantas por vaso
Preparação para cada grupo:
· Lavar um vaso/recipiente em agua corrente com detergente; enxaguar com agua destilada. Deixá-los virados para baixo secando e utilizar papel toalha para secar;
· Cobrir os recipientes transparentes com papel alumínio (ou outro escuro) para evitar a proliferação de algas e a iluminação das raízes;
· Separar uma tampa de isopor e 3 plantas;
· Com a etiqueta colocar qual é o nutriente faltante a ser analisado com um sinal de menos na frente determinando que o nutriente está em déficit no determinado recipiente (– N);
· Encher, até atingir2 dedos abaixo da borda, os recipientes com as soluções nutritivas designadas (cada grupo com um nutriente faltante):
· N
· P
· K
· Ca
· Mg
· Fe
· Micronutrientes
· 1ml NO3
· 10ml NO3
· Completa (controle)
· Fechar o recipiente com a tampa de isopor com 3 furos; evitar umedecer para impedir o desenvolvimento de fungos;
· Colocar cuidadosamente as plantas, com apenas as raízes mergulhadas, nos furos da tampa e firmar o caule com espuma; evitar umedecer para impedir o desenvolvimento de fungos;
· Fazer registro anotando data do início do experimento e tirando fotos para posterior análise;
· As plantas vão ser mantidas com luminosidade natural no Laboratório de Química - sala
· Voltaremos para análise e registro no dia 24/08 – se já tiver mostrando os sintomas da deficiência, vamos finalizar e fazer as medições; se não, podemos vir dia 26/08.