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Nutrição mineral de plantas

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A nutrição mineral é o estudo das formas como as plantas utilizam e obtêm os nutrientes minerais obtidos através do solo.[1]

Na natureza, estão à disposição das plantas, quase todos os elementos da tabela periódica. Uma simples análise química de um vegetal não funcionaria para determinar quais destes elementos são essenciais, pois a planta pode absorver e armazenar em seus tecidos muitos elementos que não lhe são essenciais. É necessário determinar os nutrientes de acordo com um critério de essencialidade.

A maneira mais comum de se determinar a essencialidade de um elemento às plantas é através de experimentos com soluções nutritivas preparadas com água e sais purificados. Assim, podem omitir-se os elementos da solução um a um, podendo ser classificados como essenciais os que atendam aos seguintes critérios [2]:/

  • Na ausência do elemento a planta não cresce normalmente nem completa o seu ciclo de vida, ou seja, não se desenvolve corretamente e não se reproduz;
  • O elemento é insubstituível, ou seja, deficiência só pode ser corrigida através do seu fornecimento e não de algum outro.
  • O elemento químico faz parte de uma molécula, de um constituinte ou de uma reação bioquímica essencial à planta.

As quantidades demandadas de cada nutriente são variáveis, mas todos eles são igualmente importantes. Entretanto, para fins didáticos, os elementos essenciais podem ser assim classificados:

Macronutrientes

Os macronutrientes são os elementos básicos necessários em maior volume às plantas. São eles: Carbono, Oxigênio, Hidrogênio - retirados do ar e da água - e Nitrogênio, Fósforo, Potássio, Cálcio, Magnésio e Enxofre retirados do solo, sob condições naturais.

Micronutrientes

Os micronutrientes são requeridos em pequenas quantidades, de miligramas (um milésimo do grama) a microgramas (um milionésimo do grama). São micronutrientes o Boro, Cloro, Cobre, Ferro, Manganês, Molibdênio, Cobalto, Níquel e Zinco.

Para as plantas cultivadas, a análise química dos tecidos consiste no método mais largamente utilizado na avaliação do estado nutricional, sendo as folhas, o principal órgão amostrado para a maioria das espécies cultivadas. A interpretação do estado nutricional das plantas pode ser feita por diferentes métodos, sendo os mais comuns o método do nível crítico, o método das faixas de suficiência e o método do Sistema integrado de diagnose e recomendação[3].

Índice

Funções dos nutrientesEditar

Cada nutriente é utilizado em um local diferente, com sua função específica e essencial.

MacronutrientesEditar

Carbono
O carbono forma a estrutura das biomoléculas das plantas, incluindo amido e celulose. É fixado através da fotossíntese a partir do gás carbônico do ar e faz parte desses carboidratos, que armazenam energia nos vegetais.
Hidrogênio
O hidrogênio também é necessário para a composição de carboidratos e para a estrutura das plantas. É obtido quase que totalmente da água.
Oxigênio
O oxigênio é necessário para a respiração celular. Respiração é o processo de geração de trifosfato de adenosina (ATP), rica em energia, com o consumo dos açúcares produzidos na fotossíntese.
Nitrogênio
O nitrogênio é um componente essencial de todas as proteínas. Deficiência deste nutriente geralmente resulta em atrofia das plantas.
Fósforo
O fósforo é importante para os processos energéticos das plantas. Como componente do ATP, o fósforo é necessário para a conversão da energia luminosa em energia química (ATP) durante a fotossíntese. Pode também ser usado para modificar a atividade de várias enzimas por fosforilação, e pode ser usado na sinalização celular. Como o ATP pode ser utilizado na biossíntese de várias biomoléculas, o fósforo é importante para o crescimento vegetal, floração e formação de sementes.
Potássio
Potássio regula a abertura e fechamento de estômatos através de alterações da turgidez das células-guarda induzidas por uma bomba de potássio na parede celular. Como os estômatos são importantes na regulação da perda de água pelas plantas, o potássio ajuda a diminuir perdas de água e aumenta a tolerância a secas.
Cálcio
O cálcio regula o transporte de outros nutrientes dentro da planta e também está envolvido na ativação de certas enzimas.
Magnésio
Magnésio é componente importante da molécula de clorofila, um pigmento vegetal essencial à fotossíntese. É importante para a produção de ATP pelo seu papel como cofator enzimático.
Enxofre
Enxofre é um componente estrutural de alguns aminoácidos e vitaminas, e é essencial à produção de cloroplastos.

MicronutrientesEditar

Boro
Boro é importante para o transporte de açúcares, divisão celular, e síntese de certas enzimas.
Cobre
Cobre é um elemento envolvido em vários processos enzimáticos, importante para a fotossíntese e na produção de grãos e da lignina das paredes celulares.
Ferro
Ferro é necessário para a fotossíntese e está presente como um cofator enzimático nas plantas.
Molibdênio
Molibdênio é um co-fator enzimático importante na produção de aminoácidos.
Manganês
Manganês é necessário para a produção de cloroplastos.
Zinco
Zinco é requerido por um grande número de enzimas e desempenha um papel essencial na transcrição do DNA.
Níquel
Nas plantas superiores, níquel é essencial para ativação da enzima urease, uma enzima envolvida no metabolismo do nitrogênio. Sem o níquel, níveis tóxicos de ureia se acumulam, resultando em lesões necróticas. Nos vegetais inferiores, o níquel ativa várias enzimas envolvidas em uma variedade de processos, e pode substituir o zinco e o ferro como cofatores em algumas enzimas.
Cobalto
O cobalto é um elemento essencial aos micro-organismos fixadores de nitrogênio. O cobalto participa na composição da vitamina B12 e da coenzima cobamida, que funciona como ativadora de enzimas catalizadoras em reações bioquímicas em culturas de bactérias fixadoras de nitrogênio presentes nos nódulos das leguminosas.
Cloro
Cloro é necessário para a osmose e o balanço iônico; também participa da fotossíntese.

Nutrição e o soloEditar

O conceito de solo como meio para o crescimento vegetal é uma noção antiga desde os primórdios da agricultura. De fato, as características físicas e químicas dos solos condicionam o crescimento vegetal, ao fazer variar a capacidade de retenção de água, a solubilidade dos elementos minerais, as transformações minerais e bioquímicas, a lixiviação dos nutrientes e o pH. O solo é importante para o crescimento vegetal pois supre as plantas com fatores de crescimento, permite o desenvolvimento e distribuição das suas raízes e possibilita o movimento dos nutrientes, de água e ar nas superfícies radiculares. O conjunto de propriedades do solo que propiciam o desenvolvimento vegetal é chamado de Fertilidade do Solo.

Obtenção e transporte dos nutrientes minerais na plantaEditar

As plantas podem obter nutrientes através do solos de 3 formas:

DifusãoEditar

Acontece quando existe um gradiente de concentração: De um ponto de maior concentração para um de menor concentração.[1]

A absorção de nutrientes pela raiz diminui a concentração dos íons nesta região e favorece a difusão em direção à superfície radicular[4]

Fluxo de massaEditar

Ocorre no sentido do movimento da água para a superfície da raiz.[1]

Interceptação radicularEditar

A raiz da planta entra em contato com o ion.

Grande parte dos nutrientes são absorvidos por fluxo de massa.

A capacidade das plantas para obter água e nutrientes minerais do solo está relacionada com sua capacidade para desenvolver um extensivo sistema radicular.[4]

As raízes das plantas tem mecanismo para ajudar na absorvição de nutrientes. Como, por exemplo, os pelos radiculares ,que são extensões da raiz que aumentam sua area de superficial. A maioria dos nutrientes são absorvidos na região da raiz onde se encontram essa estrutura. Existe também a associação com microorganismos que ajudam a fixar nutrientes ou tornar disponível para a planta em troca de algum beneficio como amidos e açucares.

Depois de chegar na superfície da raiz o nutriente pode seguir diferentes rotas definidas como:

ApoplásticaEditar

O nutriente passa por um sistema continuo de paredes celulares denominado Apoplasto. O nutriente não atravessa nenhuma menbrana.[1]

SimplásticaEditar

O simplasto consiste na rede de citoplasmas celulares interconectados por plasmodesmos. Nessa rota, o nutriente desloca-se através do parênquima cortical via

plasmodesmos.[1]

Em todos os casos, o íon deve entrar no simplasto, antes que ele chegue ao cilindro central, devido a presença das estrias de Caspary nas células da endoderme.[4]

Depois disso o íon irá de célula a célula até o xilema, que levará o nutriente para a parte aérea devido ao fluxo transpiratório e que depois é distribuído pelo floema[4].

O processo de distribuição do nutriente, já transformado em açucares, enzimas ou outro fotossintato, pelo floema pode ser explicado por uma relação fonte-dreno. Fonte é area de produção do fotossintato, principalmente folhas maduras e dreno são as areas metabólicas e de armazenamento, como folhas e frutos imaturas.[1]

Estudo das necessidades nutricionaisEditar

  1. Coloca em seis matrazes etiquetados 250 mL de cada um dos meios de cultura com deficiência em azoto, fósforo, magnésio, cálcio, ferro e manganésio. Num sétimo matraz coloca o mesmo volume de meio completo.
  2. Mede o pH de cada um dos meios, usando o eléctrodo de pH e, se necessário, acondiciona-o para valores entre 5,5 e 7,5, usando soluções de ácido clorídrico ou hidróxido de sódio.
  3. Seleciona sete plântulas de tomateiro que se encontrem em 2 estados de desenvolvimento semelhantes e mede os respectivos comprimentos. (Para obteres medidas exactas, justapõe um fio ao caule das plantas e, de seguida, mede o seu comprimento.)
  4. Introduz as radículas de cada plântula no orifício de cada placa, envolvendo o caule com algodão na zona de contacto com a esferovite.
  5. Coloca as placas de esferovite sobre os matrazes para que as radículas das plântulas fiquem imersas no meio de cultura.
  6. Forra os matrazes com folha de alumínio de forma a proteger o sistema radicular dos tomateiros da radiação luminosa.
  7. Coloca os dispositivos experimentais em boas condições de luminosidade e à temperatura de 18ºC a 20ºC. De sete em sete dias, renova os meios de cultura.
  8. Efetua observações de quatro em quatro dias das plântulas de tomateiro, tendo em atenção os aspectos seguintes:

Formação de nós e folhas;

Variação de crescimento mediante medição do(s) comprimento(s) internodal(ais) (entre dois nós consecutivos) e do comprimento total.

Aspecto global da planta no que diz respeito:

- À presença ou ausência de manchas cloróticas nas folhas (descoloração/folhas amarelecidas);
- À presença ou ausência e manchas necróticas nas folhas (manchas negras resultantes de morte celular);
- Ao desenvolvimento de zonas de abcisão foliar;
- Ao aspecto do sistema radicular (cor, desenvolvimento).

ReferênciasEditar

  1. a b c d e f Taiz, Lincoln (2017). Fisiologia e desenvolvimento vegetal. Porto alegre: artmed 
  2. MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo. Ceres. 2006. 638 p.
  3. MALAVOLTA, E. ; OLIVEIRA, S. A. ; WADT, P. G. S. . Foliar Diagnosis: the status of the art.. In: José Osvaldo Siqueira; F. M. S. Moreira; Alfredo S. Lopes; L. R. G. Guilherme; A. E. Furtini Neto; J. G. Carvalho. (Org.). Inter-relação fertilidade, biologia do solo e nutrição de plantas. 1 ed. Viçosa-MG: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1999, v. 1, p. 205-242
  4. a b c d «NUTRICAO_MINERAL» (PDF). Consultado em 12 de janeiro de 2019 

Ligações ExternasEditar