Aula ministrada na disciplina de fisiologia vegetal para o curso de Biologia

1. Universidade Estadual de Goiás
Prof.: Dra. Fernanda Melo Carneiro
Nutrição Mineral

2. Composição química

3. Nutrição Mineral
 Mineradoras da crosta terrestre
 Produtividade aumenta linearmente com o
aumento de nutrientes
 Aumento no consumo de fertilizantes  plantas
consomem menos da metade do fertilizante
adicionado  Lixiviação
 Consumo de metais pesados
 Pedologistas, hidrologistas, microbiologistas,
ecologistas e fisiologista vegetal

5. O que são nutrientes essenciais?
 A ausência impede a planta de completar o ciclo
 Tem papel fisiológico claro, não pode ser
substituído
 Envolvido no metabolismos da planta
 Oxigênio, carbono e hidrogênio não são
considerados nutrientes minerais pois são
obtidos a partir da água e compostos orgânicos.
 Divididos em Macronutrientes e Micronutrientes

6. Macronutrientes
Micronutrientes

7. Função Bioquímica
 Grupo 1 – Nutrientes que fazem parte dos compostos
carbônicos
 (N, S)
 Grupo 2 – Nutrientes importantes na armazenagem de
energia ou integridade estrutural
 (P, Si, B)
 Grupo 3 – Nutrientes que permanecem na forma
iônica
 (K, Ca, Mg, Cl, Mn, Na)
 Grupo 4 – Nutrientes envolvidos em reações de redox
 (Fe, Zn, Cu, Ni, Mo)
Obs.: Esses elementos desempenham diferentes funções e

8. Nutrientes Essenciais
 Essenciais....alguns elementos são essenciais
somente para um determinado grupo de plantas
 Muitas espécies ou grupos taxonômicos são
caracterizados por possuírem quantidades altas
ou baixas de alguns nutrientes
 Eudicotiledôneas normalmente requerem uma
quantidade maior de cálcio e boro em
comparação com as monocotiledôneas
 Nitrogênio e Enxofre: são principais componentes
tanto de proteínas como e coenzimas
 Magnésio: Faz parte da clorofila e são ativadores
de muitas enzimas
 Cálcio: controla a abertura estomática

10. Si

12. Solução Nutritiva
 Primeiras soluções continham todos os
elementos
 Solução Hoagland

13.  Disponibilidade de Ferro  precipita e solução alcalina
 Ferro + ácido cítrico
 Soluções modernas usa EDTA ou DTPA (complexo quelante –
cátions retidos por forças iônicas e não ligações covalentes)

14. Deficiência mineral
 Em cultivo hidropônico facilmente visualizado
 Se um elemento é móvel os sintomas da
deficiência tende a acontecer primeiro nas folhas
mais velhas já um elemento imóvel na folha mais
jovem
 No ambiente
 Deficiência de vários elementos podem ocorrer
simultaneamente
 Deficiência ou excesso de um elemento pode
induzir deficiência ou acúmulo excessivo de outro
 Doenças virais podem produzir sintomas similares

15. Sintomas
 A maioria é associado ao caule e a folha
 Crescimento raquítico de ramos
 Necrose
 Amarelamento das folhas – perda e reduzida
produção de clorofila (clorose)
 Mobilidade via floema  N, P, K, Mg
(pronunciados nas folhas mais velhas)
 Mobilidade intermediária  Mn, Mo, S, Zn

16. Mobilidade de Íons
 Deficiência  sintomas depende da mobilidade
do nutriente e da função
 Difícil diagnosticar qual nutriente está deficiente
 análise do solo e análise foliar
 Móveis  deslocam se facilmente, os sintomas
aparecem primeiro nas folhas mais velhas
 N, P, K, Mg, Cl, Mn, Zn, Mo
 Imóveis
 Ca, B, S, Cu, Fe

17. Funções e sintomas da
deficiência
 Nutrientes que integram os compostos de carbono
 Nitrogênio  A planta exige maior quantidade. A
deficiencia rapidamente inibe o crescimento. Limita a
produtividade, faz parte dos compostos da célula (aa,
ac. nucléicos e ptns). Folhas completamente amarelas
que caem da planta, produção de antocianinas
(carboidrata não utilizado), clorose. Folhas superiores
verdes amareladas e inferiores amarelas ou
castanahas. Móvel no xilema e floema. O excesso
provaca o crescimento excessivo de partes aéreas
sobre a raiz.
 Enxofre  Geralmente os solos tem enxofre em
excesso. É encontrado em 3 aa e várias coenzimas e
vitaminas essenciais ao metabolismo. Muitos sintomas
similares a deficiência de N (constituinte de ptn), mas é
observado primeiro nas folhas mais jovens. Pórem

18. Funções e sintomas da
deficiência
 Importantes na armazenagem de E e função
estrutural
 Fósforo (PO43-)  fosfato-açúcares, faz parte da mb,
intermediários da respiração e fotossíntese,
nucleotídeos usados no metabolismo E (ATP) e DNA e
RNA. Carencia provoca crescimento reduzido em
folhas jovens, folhas verdes escuras que podem se
tornar mal formadas com pequenas folhas necrófitas.
Pode haver alta produção de antocianinas em algumas
sps, não há clorose, produção de caules delgados,
morte das folhas mais velhas, maturação retardada.
Transportado na forma de Pi via xilema e floema
 Boro (H3BO3)  alongamento celular, síntese de ác.
nucleicos, respostas hormonais e funcionamento da

19. Funções e sintomas da
deficiência
 Nutrientes que ficam em forma iônica: pode ser
encontrado no citosol ou no vacúolo ou ligados a
compostos de carbono
 K+ Regula potencial osmótico das células. Cátion mais
abundante no citoplasma. Deficiência provoca clorose
em manchas ou marginal que evolui para necrose.
Folhas podem curvar se e secar. Caules fracos e com
entre nós curtos. Em milho provoca maior
suscetibilidade a fungo e podridão radicular. Alta
mobilidade no xilema e floema.

20. Funções e sintomas da
deficiência
 Nutrientes que ficam em forma iônica: pode ser
encontrado no citosol ou no vacúolo ou ligados a
compostos de carbono
 Ca2+ Uso na síntese de parede, principalmente lamela
média. Necessário para o funcionamento normal das mb
celulares. Deficiência provoca necrose das regiões
meristemáticas jovens. Clorose generalizada e
curvamento para baixo das folhas. Folhas jovens
deformadas. Sistema radicular acastanhado, curto e
muito ramificado. Pode haver redução severa do
crescimento.
 Mg2+ Ativa enzimas da respiração, fotossíntese,
síntese de DNA e RNA. Também faz parte das
moléculas de clorofila. Sintoma mais típico e a clorose

21. Funções e sintomas da
deficiência
 Nutrientes que ficam em forma iônica: pode ser
encontrado no citosol ou no vacúolo ou ligados a
compostos de carbono
 Cl- Quebra da H2O na fotossíntese, pode ser
necessário para divisão celular. Deficiência provoca
murcha dos ápices foliares, clorose e necrose
generalizada. Folhas podem ter crescimento reduzido,
raízes curtas e grossas junta ao ápice. A maioria das
plantas absorve a mais do que precisa.
 Mn2+ Ativa várias enzimas nas células. Participação
na fotossíntese onde H2O  O2. Deficiência provoca
clorose internervura com manchas necróticas em folhas
mais velhas ou jovens, depende da sp e da tx de
crescimento.
 Na+ Necessário a maioria das sp que fazem rota C4 e

22. Funções e sintomas da
deficiência
 Nutrientes envolvidos na reação REDOX. São
micronutrientes e podem sofrer oxidação e redução
reversíveis, além de serem importantes na
transferência de elétrons e na transformação de
Energia. São usualmente encontrados em associação
com moléculas maiores como citocromos, clorofila e
ptns.
 Fe2+ e Fe3+ transferência de elétrons. Clorose e folha
branca (importante para clorofila)
 Zn2+ Atividade de muitas enzimas e síntese da clorofila
em algumas plantas. Deficiência provaca diminuição do
crescimento entrenós.

23. Funções e sintomas da
deficiência
 Cu2+ Associado as enzimas envolvidas nas
reações de REDOX. Folhas verdes escuras com
manchas necróticas, queda prematura.
 Ni2+ Presente na Urease (enzima). Acúmulo de
ureia nas folhas. Raro, pois é prontamente móvel
no xilema e floema.
 Mo4+ e Mo6+ Componente de várias enzimas
como nitrato redutase e nitrogenase. Clorose e
necrose de folhas mais velhas. Impedimento a
formação de flores e elas cairem
prematuramente. Deficiência de N, caso ela
dependa da fixação biológica do N.

24. Funções e sintomas da
deficiência
 Nutrientes envolvidos na reação REDOX. São
micronutrientes e podem sofrer oxidação e
redução reversíveis, além de serem importantes
na transferência de elétrons e na transformação
de Energia. São usualmente encontrados em
associação com moléculas maiores como
citocromos, clorofila e ptns.
 Fe2+ e Fe3+ transferência de elétrons.
 Zn2+ Atividade de muitas enzimas e síntese da
clorofila em algumas plantas.
 Cu2+ Associado as enzimas envolvidas nas
reações de REDOX.
 Ni2+ Presente na Urease (enzima).
 Mo4+ e Mo6+ Componente de várias enzimas
como nitrato redutase e nitrogenase.

26. Deficiência e excesso
 Lei do mínimo  crescimento das plantas é
limitado pelo elemento mais escasso entre todos
no solo
 ... Assim o crescimento das plantas é função dos
nutrientes disponíveis no solo...
Aumenta a
concentração nos
tecidos

27. Análise de tecidos vegetais
 Quantidade de um determinado mineral que a
planta realmente precisa
 O pesquisador cultiva planta em solo ou solução
nutritiva, em que todos os nutrientes estão
condições adequadas exceto o nutriente sob
avaliação
 Momento da adição para favorecer a produção
de grãos ou tuberculos

28. Fertilizantes
 Normalmente a limitação e NPK, por isso os
fertilizantes completos tem esses três
elementos
 Quando ocorrem várias culturas alguns
microelementos começam a faltar
 Podem ser absorvidos pelas folhas –
adubação foliar, em dia quente os sais
podem acumular na superfície e queimar a
folha
 Uso de detergentes para ficar na
superfície
 Videira, trigo

29. pH - Raiz  Solo
 Disponibilidade de íons no solo
 Desenvolvimento de fungos e bactérias
(meneralização)

30. Solo
 Fornece suporte físico para as plantas
 Água e ambiente gasoso para o desenvolvimento
radicular
 Fonte primária de nutrientes inorgânicos
 Disponível como íons (cátions)
 Os íons inorgânicos penetram pelo sistema
radicular e compõe o suco celular
 Capacidade de absorção seletiva limitada 
podem absorver toxinas ou elementos não
essenciais

31. Intemperismo das Rochas
 Minerais  compostos inorgânicos que ocorrem
naturalmente e que são usualmente formados
por dois ou mais elementos químicos
 Tabela periódica (3 artificiais)
 Intemperismo  desintegração física e a
decomposição química dos minerais
Congelamento e degelo ou aquecimento e
resfriamento
 Os solos tb possuem material orgânico (se
condições de luz e nutrientes permitem bactérias,
fungos, algas, liquens, briófitas...)

32. Cobertura – grande
atividade física, química e
biológica
Solo da base – rochas
intemperizdas e minerais e
minerais
Subsolo – região de
deposição
Óxido de ferro, argila,
mat. Orgânica (pela
água)
Homem
mistura por
aração

33. Solo
 Partículas de diferentes tamanhos, nos espaços
ao redor permeiam água e ar
 Matéria sólida consiste tanto de matéria orgênica
como inorgânica
 Partícula .............Tamanho (micromêtros)
 Areia................200-2000
 Areia fina...........20-200
 Silte..................2-20
 Argila................< 2

35. Solo
 Os nutrientes inorgânicos obtidos pela raiz das
plantas estão presentes como íons no solo
 Maior parte cátions
 As partículas de argila e humos podem conter
ânions que são lixiviados do solo mais
rapidamente que os cátions
 Fosfato uma exceção pois forma precipitados
insolúveis
 O ferro normalmente se encontra de forma
insolúvel (não disponível para as plantas)

36. Associações Simbiônticas
 Adaptações que ajudam
 Rizóbios  bactérias que fixam nitrogênio
 Micorrizas  Associação de fungos ao
sistema radicular (83% das dicotiledêneas e
79% das monocotiledôneas). Aumentam o
contato com solo - hifas

37. Absorção - Como entram os nutrientes
 Via xilema
 Corrente transpiratória
 Via floema
 Translocação
 Fluxo de massa + Difusão
 Transporte ativo

38. Vias de absorção da Raiz
 Via apoplástica (via parede celular, entre as
células)
 Via simplástica (de célula a célula via
plasmodesmus)
 Via transmembrana (atravessa ao menos duas
membranas para cada célula)

39. Raiz
 Se a rizosfera e rica em nutrientes e água o
crescimento da raiz é mais acelerado
 Se os nutrientes são abundantes e a água o
crescimento da raiz não acompanha o
crescimento da parte aérea, ou seja, uma
pequena raiz pode sustentar toda a parte aérea
 Áreas diferentes da raiz absorvem íons distintos
 Alta variação de nutrientes na rizosfera  plantas
buscam condições favoráveis

40. Raiz

42. Perguntas? Cap. 27 raven, cap. 12
taiz, cap 2 kerbauy
 Explique como o pH influencia a absorção de
nutrientes pela planta?
 Faça um quadro com a função principal de cada
nutriente e os sintomas de sua deficiência na
planta agrupando aquelas que possuem
sintomas similares ou função.

43. Assimilação de nutriente

44. Assimilação de nutrientes
 As plantas consome muitos energia para
converter os compostos inorgânicos em
compostos orgânicos
 N2  NO3
-  NO2
-  NH4
+  nitrogênio-amida do
aminoácido glutamina  12 ATP
 N2  (bactérias fixadoras) NH3
+  NH4
+  10 ATP
 SO4
2-  cisteína  14 ATP

45. Ciclo de Nutrientes - Biogeoquímicos
 Cada elemento tem um ciclo diferente
envolvendo muitos organismos e diversos
sistemas enzimáticos
 Alguns ciclos como o carbono, oxigênio, enxofre
e nitrogênio que estão na atmosfera na forma
gasosa são basicamente gerais na natureza
 Os ciclos contem vazamentos, pois nem todos os
nutrientes retornados ao solo são disponíveis
para uso vegetal
 córrego rios  oceanos
 Queimadas
 colheita

46. Ciclo do Nutriente
 Concentra na atmosfera (78% N2)  não usado
pela maioria dos seres vivos
 Amônia e nitrito do solo (mais reativo)
 Limitado no solo

47. Ciclo de Nitrogênio
1- Amonificação (bactérias do solo)
Incorpora o N2 e libera íons de amônio (NH4
+) –
plantas podem absorver
 Meio alcalino e grande quantidade de mat.
Orgânica o N2 pode ser convertido no gás amônia
(NH3)
2- Nitrificação (bactérias)
Oxidar amônia ou íons de amônia (libera
Energia) – reduzir o dióxido de carbono, o nitrito
é tóxico para as plantas.
2NH4 + 3O2  2NO2 + 4H + 2H2O
Rizobium, Nitrobacter 2NO2 + O2  2NO3
3- Assimilação

48. Ácido
nítrico 8%
Ácido
nítrico
90%

49. Ciclo Nitrogênio
 Fixação pelas plantas
 A absorção pelas raízes pode exceder a
capacidade de assimilação
 A alta capacidade de fixação por bactérias
simbiontes – problema para fertilizantes
 Perda no solo
 Desnitrificação
 Colheita
 Fogo
 Lixiviação

50. Perda
Nitrato
reduzido a
formas
voláteis

51. Utiliza ptn animal como
fonte de nitrogênio
Potássio
fosfato
Solos ácidos (pântanos) 
sem bactérias nitrificantes

52. Assimilação Amônio
 Amônio
 usado para transporte de e- na fotossíntese e
respiração
 Captura de metabólitos no vacúolo
 Excesso acumula no vacúolo – muito tóxico
 Organismos desenvolveram aversão ao odor de
amônio
 Plantas acumulam nitrato
 Faz mal a animais que consomem vegetais com
muito nitrato – fígado reduz nitrato a nitrito –
associa a hemoglobina e incapacita a mesma a
transportar oxigênio

54. Assimilação Nitrato
 Enzima nitrato redutase que contém molibidênio
 NO3
- + NAD(P) + H+  NO2
-+NAD(P)+ + H2O

57.  Plantas
sintetizam quase
todos os
aminoácidos
comuns nas ptns
 Ação de
herbicidas
Biossíntese aa

58. Fixação Biológica

59. Assimilação do Enxofre
 Múltiplas propriedades – Múltiplos estados
estáveis de oxidação
 Sítio catalítico
 Transporte de elétrons – grupo ferro-enxofre
 Metabólitos secundários
 SO4
- (sulfato)  forma absorvida pelos vegetais
 Tb ... SO2 (combustíveis fósseis)  forma
gasosa pelos estômatos  SO3  H2SO4
 H2S (chuva ácida)
 Principalmente nas folhas  transportado via
floema

60. Ciclo do Fósforo
 Crosta terrestre
 Fonte  intemperismo de rochas e minerais
 Planta  animais  solo (orgânica)  solo
(inorgânica - microorganismos)  Planta
 Pouco fósforo é perdido por lixiviação e erosão

62. Assimilação fosfato
 Absorvido HPO4
-
 Principal ponto de entrada na formação de ATP
 Mitocôndria – oxidação do NADH
 Cloroplasto – fosforilação dependente da luz
 Citosol - Glicólise

63. Referência
 Cap 27 do Raven
 Cap 12 Taiz

64.  Um pequeno produtor está com problemas com sua
produção, ele tem uma pequena plantação de tomates e
as folhas estão todas com necrose foliar e ele quer que
você identifique os problemas dele observando os
sintomas dos tomateiros. O que você faria para ajuda-
lo? Por quê?
 Quais são os íons mais disponíveis no solo?
 O que são nutrientes essenciais?
 Porque o pH é uma importante métrica para saber se
as condições do solo são adequadas para o
desenvolvimento vegetal?
 Como a mobilidade dos íons pode influenciar os
sintomas de deficiência nutricional pela planta?