NUTRIÇÃO MINERAL

Katia Christina Zuffellato-Ribas

COMPOSIÇÃO MOLECULAR DAS CÉLULAS VEGETAIS

ELEMENTOS: SUBSTÂNCIAS QUE NÃO PODEM SER QUEBRADAS

EM OUTRAS PELOS MEIOS COMUNS

112 ELEMENTOS QUÍMICOS

(91 DE OCORRÊNCIA NATURAL e 21 ARTIFICIAIS)

ELEMENTOS QUÍMICOS MAIS FREQUENTES: C H O N P S

CHONPS FORMAM 99% DA MASSA DE TODA A MATÉRIA VIVA

H2O 90% DA MASSA DA MAIORIA DOS TECIDOS VEGETAIS

K+

Mg2+ 1% DA MASSA DA MAIORIA DOS TECIDOS VEGETAIS

Ca2+

TODO O RESTANTE DE UM ORGANISMO VIVO É COMPOSTO POR

MOLÉCULAS ORGÂNICAS (QUE CONTÉM C)

CARBOIDRATOS

LIPÍDIOS

PROTEÍNAS

ÁCIDOS NUCLÉICOS

ESSENCIALIDADE

ELEMENTOS

ESSENCIAIS

ELEMENTOS

TÓXICOS

ELEMENTOS

ÚTEIS

MINERAIS SEM OS

QUAIS A PLANTA NÃO

COMPLETA SEU CICLO

A PLANTA COMPLETA

SEU CICLO MESMO

NA SUA AUSÊNCIA

PREJUDICIAIS

À PLANTA

CRITÉRIOS DA ESSENCIALIDADE

DIRETOS

INDIRETOS

CRITÉRIOS DA ESSENCIALIDADE

DIRETOS

O ELEM. MINERAL FAZ PARTE DE UM COMPOSTO DA

PLANTA OU PARTICIPA DE UMA REAÇÃO SEM OS QUAIS A

PLANTA MORRE

N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni

CRITÉRIOS DA ESSENCIALIDADE

INDIRETOS

NA AUSÊNCIA DO ELEMENTO, A PLANTA NÃO COMPLETA SEU

CICLO

O ELEMENTO NÃO PODE SER SUBSTITUÍDO POR OUTRO,

MESMO COM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

O ELEMENTO TEM QUE AFETAR O METABOLISMO E NÃO

SIMPLESMENTE MUDAR O MEIO

1. De acordo com a concentração no tecido vegetal:

– Macronutrientes: 99,5% da massa seca;

constituintes de compostos orgânicos ou atuam no

controle osmótico

N, P, K, Ca, Mg, S

– Micronutrientes: 0,5% da massa seca;

constituintes de moléculas de enzimas ou

ativadores enzimáticos

B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni

CLASSIFICAÇÃO

MACRONUTRIENTES

REQUERIDOS EM QUANTIDADES IGUAIS OU MAIORES QUE 1,0 g/kg

N, P, K, Ca, Mg, S

PRIMÁRIOS SECUNDÁRIOS

MICRONUTRIENTES REQUERIDOS EM QUANTIDADES IGUAIS OU MENORES QUE 0,1 g/kg

B, Cl, Zn, Mn, Mo, Fe, Cu, Ni

C, H, O: Elementos químicos essenciais, obtidos pelo ar e do solo

Na, Si, Se, Co e Al: Elementos benéficos (essenciais somente para

um grupo restrito de espécies)

Melhoram o crescimento ou participam de

algum processo fundamental

Lei do Mínimo (= Lei de Liebig):

SOB CONDIÇÕES DE ESTADO CONSTANTE, O

NUTRIENTE PRESENTE EM MENOR

QUANTIDADE (CONCENTRAÇÃO PRÓXIMA À

MÍNIMA NECESSÁRIA) TENDE A TER EFEITO

LIMITANTE SOBRE A PLANTA

LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG

Biólogo alemão Justus von Liebig (1840) - século XIX

“O sucesso de um organismo em um meio ambiente depende de que nenhum fator

de sobrevivência exceda seu limite de tolerância”

K

SOB CONDIÇÕES DE ESTADO CONSTANTE, O NUTRIENTE PRESENTE EM MENOR QUANTIDADE

TENDE A TER EFEITO LIMITANTE SOBRE A PLANTA

LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG

2. De acordo com função bioquímica:

– GRUPO 1: Nutrientes que fazem parte de compostos

de carbonos (N, S)

– GRUPO 2: Nutrientes que são importantes no

armazenamento de energia ou na integridade

estrutural (P, B, Si)

– GRUPO 3: Nutrientes que permanecem na forma

iônica (K, Ca, Mg, Cl, Mn, Na)

– GRUPO 4: Nutrientes que estão envolvidos em

reações redox (Fe, Zn, Cu, Ni, Mo)

CLASSIFICAÇÃO

N PAPEL ESTRUTURAL NUCLEOTÍDIOS (DNA e RNA)

AMINOÁCIDOS PROTEÍNAS CLOROFILA

P PAPEL ESTRUTURAL

NUCLEOTÍDIOS (DNA e RNA)

ATP

K POTENCIAL OSMÓTICO

REGULAÇÃO DO METABOLISMO DA PLANTA

MOVIMENTO ESTOMÁTICO

Ca PAPEL ESTRUTURAL PECTATOS DE Ca (LAMELA MÉDIA)

MENSAGEIRO SECUNDÁRIO (ATIVA CALMODULINA)

Mg CLOROFILA

S AMINOÁCIDOS (METIONINA e SISTEÍNA)

B DIVISÃO E ALONGAMENTO CELULAR

Cl FOTÓLISE DA ÁGUA

Cu TRANSPORTE DE ELÉTRONS

SÍNTESE PROTÉICA COFATOR PARA SÍNTESE DE ENZIMAS

FIXAÇÃO SIMBIÓTICA DO N2 (LEGUMINOSAS)

Fe SÍNTESE PROTÉICA ENZIMAS

ÓXIDO-REDUÇÃO SÍNTESE DE CLOROFILA

Zn ENZIMAS SÍNTESE DO TRIPTOFANO

Mn ATIVADOR ENZIMÁTICO

Mo COFATOR DA ENZIMA NITRATO REDUTASE

Co FIXAÇÃO SIMBIÓTICA DO N2 (LEGUMINOSAS)

NITROGÊNIO (N)

- Macronutriente

- Elemento estrutural: constituinte de aminoácido, proteínas e ácidos

nucléicos

FÓSFORO (P)

- Macronutriente

- Elemento estrutural de nucleotídeos (RNA e DNA) e fosfolipídeos

(membrana plasmática) e transferidor de energia (ATP, ADP, AMP)

POTÁSSIO (K)

- Macronutriente

- Cátion mais abundante nas células vegetais

- Regulação do potencial osmótico

- Relações hídricas

- Abertura de estômatos

- Alongamento celular

- Ativa enzimas da respiração e fotossíntese

- Síntese de proteínas (ligação do RNAt ao ribossomo)

CÁLCIO (Ca)

- Macronutriente

- Componente da parede celular (pectatos de cálcio)

- Utilizado no fuso mitótico

- Funcionamento normal das membranas

- Mensageiro secundário de várias respostas da planta

- Regulação osmótica

MAGNÉSIO (Mg)

- Macronutriente

- Parte da estrutura em anel da clorofila

- Ativação de enzimas envolvidas na respiração,

fotossíntese e síntese de DNA e RNA

ENXOFRE (S)

- Macronutriente

- Constituinte: Aminoácidos cisteína e metionina, coenzimas

(coenzima-A) e vitaminas (biotina)

- Descarboxilação do Piruvato

coenzima-A

BORO (B)

- Micronutriente

- Influencia na síntese de ácido nucléicos, respostas hormonais

- Atua no alongamento celular

- Funcionamento de membranas

- Transporte de açúcares

CLORO (Cl)

- Micronutriente

- Reação de quebra da água na fotossíntese

- Regulação osmótica

- Atua na divisão celular em folhas e raízes

MANGANÊS (Mn)

- Micronutriente

- Co-fator essencial para o mecanismo de liberação de oxigênio, a

partir da Fotólise (quebra da água) na fotossíntese

- Ativa descaboxilases e desidrogenases

Fe

Cl e Mn

Cu

FERRO (Fe)

- Micronutriente

- Componente de enzimas envolvidas na transferência de elétrons

(reações redox) – CITOCROMOS

- Requerido para a síntese de clorofila

COBRE (Cu)

- Micronutriente

- Associado a enzima plastocianina envolvida nas reações

dependentes da fotossíntese

ZINCO (Zn)

- Micronutriente

- Componente ou ativador de muitas enzimas

- Biossíntese de clorofila em algumas plantas

- Síntese de proteínas e do triptofano

N

H

Triptofano

CH2 – CH – COOH

NH2 Ácido indol

pirúvico

NH

CH2 – C – COOH

O

Desaminação

Descarboxilação

Triptamina

CH2 – CH2 – NH2

NH

Descarboxilação

Oxidação

Desaminação

Aldeído indol

acético

CH2 – CHO

NH

Ácido indol

acético (IAA)

CH2 – COOH

NH

Zn

NÍQUEL (Ni)

- Micronutriente

- Presente na urease

- Parte essencial do funcionamento enzimático do metabolismo do N

MOLIBDÊNIO (Mo)

- Micronutriente

- Componente de enzimas redutase e nitrogenase

- Necessário para a fixação de N e redução do nitrato

RAIZ PRIMÁRIA COM PÊLOS RADICULARES PÊLOS RADICULARES CIRCUNDADOS

POR PARTÍCULAS DE SOLO

INFLUÊNCIA DO pH DO SOLO NA DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES

EM SOLOS ORGÂNICOS

TIPOS DE CULTIVO PARA ESTUDO EM NUTRIÇÃO MINERAL

SOLUÇÃO NUTRITIVA

pH 6,5 pH 5,5 troca da solução

pH 8,0 aeração

MEIO SÓLIDO

AREIA LAVADA, QUARTZO MOÍDO, ETC...

NÃO SÃO NECESSÁRIOS AERAÇÃO E SUPORTE

FÓRMULA DE SOLUÇÃO NUTRITIVA SEGUNDO HOAGLAND & ARNON

KNO3 NITRATO DE POTÁSSIO 5,0 ml/l

KH2PO4 FOSFATO DE POTÁSSIO 1,0 ml/l

Ca(NO3)2 . 4 H2O NITRATO DE CÁLCIO 5,0 ml/l

MgSO4 . 7 H2O SULFATO DE MAGNÉSIO 2,0 ml/l

H3BO3 ÁCIDO BÓRICO 2,86 ml/l

ZnSO4 . 7 H2O SULFATO DE ZINCO 0,22 ml/l

CuSO4 . 5 H2O SULFATO DE COBRE 0.08 ml/l

MnCl2 . 4 H2O CLORETO DE MANGANÊS 1,81 ml/l

Na(H2MoO4 .

H2O)2

MOLIBIDATO DE SÓDIO 0,02 ml/l

Fe-EDTA 1,0 ml/l

P

NO3

-

K

NO3

-

NH4

+

Ca2

+

Beterraba: 5 meses de

crescimento de raízes

Alfafa: 2 anos de

crescimento de raízes

Sistema pivotante de raízes de duas Eudicotiledôneas adequadamente irrigadas

Sistema fasciculado de raízes de Monocotiledônea (trigo) com 3 meses de idade

• Alta mobilidade: N, P, K, S, Mg, Cl

• Mobilidade intermediária: Fe, Zn, Cu, B, Mo

• Baixa mobilidade: Ca, Mn

• Elementos móveis: sintomas de deficiência aparecem primeiro

nas folhas mais velhas

• Elementos imóveis: sintomas de deficiência aparecem

nas folhas mais jovens

MOBILIDADE DOS NUTRIENTES

• Deficiência de vários elementos pode ocorrer simultaneamente em

tecidos diferentes

• Pode ocorrer devido à baixa concentração do nutriente no solo ou

no substrato

• O elemento está presente na forma química não disponível para

absorção

• Antagonismo com outro nutriente

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA DE NUTRIENTES

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA

Clorose uniforme das folhas Folhas verde-azuladas seguidas de clorose

Clorose + necrose nas bordas e pontas das folhas

Clorose internerval

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA

Clorose internerval e morte da gema apical

Clorose uniforme

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA

Morte da gema apical + folhas grossas e quebradiças

Murchamento + escurecimento da lâmina foliar

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA

Clorose + enrolamento para cima da lâmina foliar

Clorose (rede verde fina das nervuras sobre fundo amarelado)

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA

Manchas cloróticas Clorose internerval e enrolamento do limbo

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA

Encurtamento de entrenós e deformação das folhas

SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA

FIM!