2 NUTRIÇAO E TRANSPORTE VEGETAL
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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