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NUTRIÇÃO

E TRANSPORTE

VEGETAL

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ABSORÇÃO E TRANSPORTE DE NUTRIENTES

Absorção de nutrientes do solo e do ar

• Cerca de 95% da MS planta = material orgânico (CO2)

• Outros nutrientes (solo) = N, P, K, Ca, Mg, S, etc.

Composição de ácidos nucléicos, proteínas, enzimas, hormônios, etc.

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Absorção de nutrientes

Absorção: processo no qual um elemento passa do substrato para uma parte qualquer da célula.

Processos de contato:

INTERCEPTAÇÃO RADICULAR: a raiz, ao se desenvolver, encontra o elemento na solução do solo.

FLUXO DE MASSA: o elemento se move de uma região mais úmida para outra mais seca.

DIFUSÃO: movimento espontâneo de um elemento a favor do gradiente de concentração (da solução do solo para a superfície da raiz).

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Porcentagem de macronutrientes primários fornecidos por interceptação radicular, fluxo de massa e por difusão numa cultura de milho.

78%20%2%Potássio

91%6%3%Fósforo

0%99%1%Nitrogênio

DifusãoFluxo de massa

InterceptaçãoNutrientes

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Interceptação radicular: Ca, Mg (fertilizante aplicado a lanço)

Fluxo de massa: N, K, Ca, Mg, S, Na, B, Cu, Fe, Mo, Zn(aplicação distante, em cobertura - parte)

Difusão: P, K, Mn (aplicação próxima da raiz)

Classificação das funções:

ESTRUTURAL: parte de compostos orgânicos

N (aa, proteínas), Ca (parede celular), Mg (clorofilas)

CONSTITUINTE DE ENZIMA: parte e para a atividade

Cu, Fe, Mn, Mo, Zn e Ni

ATIVADOR ENZIMÁTICO: para a atividade (muitos)6

Nutrientes vegetais

"Todos os elementos essenciais são encontrados dentro da planta, mas nem todos os elementos encontrados dentro da planta são essenciais".

Considerado ESSENCIAL quando satisfaz 2 critérios:

DIRETO: o elemento participa de algum composto ou de alguma reação, sem o qual ou sem a qual a planta não vive.

INDIRETO: na ausência do elemento, a planta não completa o seu ciclo de vida; não pode ser substituído, com efeito direto na vida da planta.

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TESTES HIDROPÔNICOS

MACRONUTRIENTES: (C, O, H, N, S e P) + Ca, K e Mg

98% do peso da planta

MICRONUTRIENTES:

Cl, Zn, Fe, Cu, Mn, Mo, B, (Co, Ni, Se, Si, Na)

Separação: [ ] em que o elemento aparece na MS, a qual reflete as quantidades exigidas, contidas ou fornecidas.

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Funções:

• C: carboidratos, lipídeos, proteínas, hormônios (CO2)

• O: mesmos compostos do C (CO2 ou O2 e da água)

• H: quase todos acima (da água)

• N: estrutural (aa, proteínas, ác. nucléicos, vitaminas), processos (fotossíntese, respiração, sínteses, etc.)

• P: estrutural (ác. nucléicos, fosfolipídeos, etc.), processos (FBN, armazenamento de energia, etc.)

• K: enzimas, processos (estômatos, fotossíntese, etc.)

• Ca: estrutural, enzimas e processos (estrutura de membranas, hormônios, etc.)

• Mg: estrutural (clorofila), enzimas e processos (fotossíntese, respiração, absorção, etc.)

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Funções:

• S: estrutural (aa, proteínas, vitaminas, etc.), enzimas e processos (fotossíntese, respiração, sínteses, FBN)

• B: enzimas e processos (transporte de açúcares, sínteses, absorção iônica, etc.)

• Cl: enzimas, processos (fotossíntese)

• Co: vitaminas, enzimas, processos (FBN, hormônios)

• Cu: estrutural (proteínas), enzimas, processos (fotossíntese, respiração, hormônios, FBN)

• Fe: quelados, enzimas, processos (fotossíntese, respiração, FBN)

• Mn: enzimas e processos (fotossíntese, respiração...)

• Mo: enzimas e processos (redução do NO3 e FBN)

• Zn: enzimas e processos (respiração, proteínas, etc.) 10

Diagnose visual -avaliação do estado nutricional

Comparação do aspecto da amostra (folha) com um padrão (considerado normal do ponto de vista da sua nutrição).

Chaves gerais para identificação dos sintomas de deficiências e excessos (anormalidades visíveis):

folhas velhas ou folhas novas

cloroses, murchamentos, manchas, necroses...

Sintoma é típico pelo fato do elemento exercer sempre as mesmas funções, independente da espécie vegetal.

Ex. falta de N (clorose folhas velhas)

falta de S (clorose nas folhas novas)

excesso de Al (raízes curtas e grossas)

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Diagnose visual

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Controle da absorção pela membrana plasmática das células da raiz

Pêlos radiculares = área de absorção água e nutrientes

Absorção: substâncias em solução

Transporte da raiz até a parte aérea = XILEMA

Caminhos para entrada no xilema:

Via INTRACELULAR

Via EXTRACELULAR

Estrias de Caspari (barreira física)

Não há entrada de água e nutrientes ao xilema sem cruzar membrana plasmática em algum ponto!

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Caminhos para entrada no xilema:

VIA INTRACELULAR

VIA EXTRACELULAR

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Transpiração puxa a água para os vasos do XILEMA

Adaptação: transporte de água e nutrientes do solo

Entrada e acúmulo de nutrientes no xilema

Entrada de água por osmose (pressão radicular)

Coração? - TRANSPIRAÇÃO (perda de água)

Propriedades fundamentais da água:

• adesão: atração entre moléculas de água e paredes

• coesão: pontes de H unindo as moléculas de água

Saída de água da planta por haver gradiente de difusão

MECANISMO DE TRANSPIRAÇÃO-COESÃO-TENSÃO

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Células-guarda controlam a transpiração

Transpiração: a favor e contra as plantas

Transpiração favorecida: temperatura e vento

(planta de 20m = 200 L/h em dias ensolarados)

Reposição da água perdida pelo solo (problemas...)

Estômatos das folhas = regulação (proteção)

células-guarda (forma)

Abertura - dia (CO2) e fechamento - noite (economia)

Como funciona? - Balanço entre economia de água e necessidade de produzir açúcares (fotossíntese)...

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ABERTURA: células-guarda ganham K+ e água de células vizinhas entra por osmose (vacúolos incham e as células se tornam túrgidas). ESTÍMULOS = LUZ, CO2, RELÓGIO BIOLÓGICO

FECHAMENTO: células-guarda perdem K+, a água sai por osmose e as células se tornam flácidas, reduzindo o espaço entre estas células.

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RESUMO - FOTOSSÍNTESE

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PLANTAS C4 e CAM - ADAPTAÇÕES ESPECIAIS

Ambientes diversos - Fixação de CO2 e economia água

PLANTAS C3: usa CO2 diretamente do ar (RUBISCO) e o composto orgânico formado primeiro é 3-PGA

Comuns, bem distribuídas e importantes (alimento)

Problemas: dias secos - fechamento dos estômatos

• Impede a entrada de CO2

• Acúmulo de O2 (fase clara da fotossíntese)

• O2 fixado no Ciclo de Calvin

• Geração de moléculas com 2C

• Quebra 2C em CO2 + H2O (não ATP nem glicose)

FOTORRESPIRAÇÃO 20

PLANTAS C4 e CAM - ADAPTAÇÕES ESPECIAIS

PLANTAS C4: adaptações para evitar perda de água e prevenir a fotorrespiração

Em dias secos e quentes - fechamento dos estômatos

Enzima (PEPc): fixação de CO2 de dia em moléculas com 4C, mesmo em baixa concentração de CO2

Doação do C (CO2) para o Ciclo de Calvin

Ocorre fotossíntese, mesmo com estômatos fechados

PEPc (mesófilo) + Rubisco (bainha vascular)

Ex. milho, cana-de-açúcar, etc.

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PLANTAS C4 e CAM - ADAPTAÇÕES ESPECIAIS

PLANTAS CAM (metabolismo ácido das crassuláceas): adaptações para manter a fixação do C e economizar água (plantas suculentas - cactos)

PEPc e Rubisco (separação temporal) - mesófilo

Abertura de estômatos somente à noite para a fixação do C (<perda de água)

• Redução de perda de água e entrada de CO2

• Fixação do C em compostos com 4-C (como na C4)

• Fixação de CO2 à noite (PEPc)

• CO2 para o Ciclo de Calvin (dia) - Rubisco

• Mantém fotossíntese de dia com estômatos fechados22

PLANTAS C3

FOTORRESPIRAÇÃO

PLANTAS C4

FIXAÇÃO

PLANTAS CAM

FIXAÇÃO

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Floema transporta açúcares

Planta: 2 sistemas de transporte - xilema e floema

Floema: sacarose + aa + hormônios + sais

Direção: várias (da fonte para os drenos)

Velocidade de fluxo: + 1m/h (não por difusão)

Modelo aceito de transporte:

MECANISMO DE FLUXO-PRESSÃO

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Uso de afídeos para o estudo de vasos do floema: fluxo de seiva