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Aula 1 nutrição mineral
Aula 1 nutrição mineral
IDENTIFICAÇÃOIDENTIFICAÇÃO
Disciplina Nutrição mineral de plantas Código 210403
Pré-
requisito(s)
210203 e 210550 Carga
horária
60
PEL Créditos 4
Professor (es) Pedro Roberto Almeida Viégas Semestre 1º
Horário 9:00h. às 13:00h.
EMENTAEMENTA
A produção de energia pelas plantas. Nutrientes essenciais. Mecanismos de absorção, transporte e
redistribuição de nutrientes nas plantas. Funções dos macro e micronutrientes. Deficiência e toxidez provocadasredistribuição de nutrientes nas plantas. Funções dos macro e micronutrientes. Deficiência e toxidez provocadas
pelos nutrientes. Introdução ao manejo de sistemas hidropônicos.
OBJETIVOSOBJETIVOS
1. GERAL
Oferecer ao corpo discente conhecimentos fundamentais sobre os nutrientes das plantas e a sua relação com a
produção, capacitando os alunos a compreender textos científicos especializados e a resolver problemas
nutricionais das culturas.
2. ESPECÍFICOS
Absorção, translocação, funções e sintomas de deficiência e de toxicidade dos nutrientes. Introdução aos conceitos
de hidroponia, tipos e sistemas hidropônicos, cálculo de solução nutritiva, manejo da solução nutritiva.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICOCONTEÚDO PROGRAMÁTICO
• Introdução: Produção de energia nas plantas: Fotossínteses e respiração;
• Composição elementar das plantas;
• Os elementos essenciais;
• Critérios de essencialidade;
• Transporte dos nutrientes;
• Absorção dos nutrientes;
• Absorção iônica radicular;
• Absorção iônica foliar;
• Redistribuição dos nutrientes;
• Exigências nutricionais e funções dos nutrientes;
• Exigências nutricionais;• Exigências nutricionais;
• Funções dos nutrientes;
• Elementos úteis ou elementos tóxicos;
• Elementos úteis;
• Elementos tóxicos.
• Tópicos sobre hidroponia;
• Introdução;
• Tipos de sistemas;
• Tipos de estufas;
• Cálculo e manejo da solução nutritiva;
• Sistema de irrigação e bombeamento.
__________________________________________________
____________________________________________________________
FORMA DE AVALIAÇÃO
3 avaliações teóricas
________________________________________________________________________________
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASREFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.1. REFERÊNCIASREFERÊNCIAS BÁSICASBÁSICAS::
MALAVOLTA, E.; OLIVEIRA, S. A. de; VITTI, G. C. Avaliação do estado nutricional das plantas:
princípios e aplicações. 2. ed. Piracicaba: POTAFOGOS, 1989. 201 p.
HAAG, H. P.; MINAMI, K.; LIMA, A. M. P.. Nutrição mineral de alguns espécies ornamentais.
Campinas, SP: Fundação Cargill, 1989.
EPSTEIN, E.; BLOOM, A.J. Nutrição mineral de plantas: princípios e perspectivas. São Paulo,
Editora Planta, 2ed., 402p., 2006.
22.. REFERÊNCIASREFERÊNCIAS COMPLEMENTARESCOMPLEMENTARES::
FAQUIN, V. Nutrição mineral de plantas. Lavras, UFLA/FAEPE, 227p., 1994.
MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. London, Academic Press, 889p., 1995.
MENGEL, K & KIRKBY, E.A. Principles of plant nutrition. Bern, Potash Institute, 687p., 1987.
RESH, H.M. Cultivos hidropônicos: nuevas técnicas de producción. Madrid, Ediciones Mundi-Prensa, 5
Aula 1 nutrição mineral
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
As plantas, para se manterem vivas e se
reproduzirem/crescerem (produçãoprodução
vegetalvegetal), necessitam da energia que vemvegetalvegetal), necessitam da energia que vem
da luzluz solarsolar e dos carboidratoscarboidratos
(Fotossíntese)
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FOTOSSÍNTESE:FOTOSSÍNTESE:
ESTRUTURAS ENVOLVIDASESTRUTURAS ENVOLVIDASESTRUTURAS ENVOLVIDASESTRUTURAS ENVOLVIDAS
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Célula
clorofilada
Esquema da
molécula de
clorofila
Folha
Parede
celular
Membrana externa
Núcleo
Vacúolo
Cloroplasto
Tilacóide
Membrana do tilacóide
clorofila
GranumCloroplasto
Membrana externa
Membrana
interna
Tilacóide
Granum
Estroma
DNA
Complexo antena
A CLOROFILAA CLOROFILA
Mg
COMPLEXO ANTENACOMPLEXO ANTENA
Centro de reação
Aceptor
de elétrons
Doador de elétrons
Fóton
clorofila
FOTOSSISTEMA I – P700 700nm intergrana
FOTOSSISTEMA II – P680 680nm tilacóides
A LUZA LUZ
FOTOSSINTETICAMENTEFOTOSSINTETICAMENTE
ATIVAATIVAATIVAATIVA
Luz visívelLuz visível
Violeta azul verde amarelo laranja vermelhoVioleta azul verde amarelo laranja vermelho
UltravioletaUltravioleta
RaiosRaios XX
RaiosRaios
GamaGama
Ondas de rádioOndas de rádio
e TVe TV
MicroondasMicroondas
InfravermelhosInfravermelhos
ComprimentoComprimento
de Ondade Onda
Freqüência (Hz)Freqüência (Hz)
10102121 10101818 10101616 7. 107. 101414 4 . 104 . 101414 10101212 10101010 101044
0,1nm 10nm 100nm 4000,1nm 10nm 100nm 400------------740nm 10740nm 10µµmm 5050µµmm
100100µµmm
Unidades:Unidades:
µµm: 10m: 10--66 mm
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A: 10A: 10--1010 mm
A FOTOSSÍNTESE SE DIVIDE EM DUAS
ETAPAS:
FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE
1.1. FOTOQUÍMICAFOTOQUÍMICA
2.2. QUÍMICAQUÍMICA
ETAPAETAPA
FOTOQUÍMICAFOTOQUÍMICAFOTOQUÍMICAFOTOQUÍMICA
Membrana do tilacóide
FotóliseFotólise da água:da água: quebra da molécula de água em presença de luz
Luz
Clorofila
O24 H+ + 4 e- +2 H2O
ETAPA FOTOQUÍMICAETAPA FOTOQUÍMICA
FotofosforilaçãoFotofosforilação:: adição de fosfato em presença de luz
ATPADP
2 NADPH24 H+ + 2 NADP
ETAPA QUÍMICAETAPA QUÍMICA
Há três tipos deHá três tipos de
assimilação fotossintéticaassimilação fotossintética
de COde CO pelas plantaspelas plantasde COde CO22 pelas plantaspelas plantas
clorofiladas, segundo asclorofiladas, segundo as
quais estas sãoquais estas são
classificadas em plantas C3,classificadas em plantas C3,
C4 e CAMC4 e CAM.
A FIXAÇÃO DO CARBONOA FIXAÇÃO DO CARBONO
PLANTAS C3PLANTAS C3
A denominação C3 advém do fato da maioria das
plantas verdes formarem como primeiro produto
estável da cadeia bioquímica da fotossíntese
(Ciclo de Calvin-Benson) o ÁCIDOÁCIDO 33--
FOSFOGLICÉRICOFOSFOGLICÉRICO ((33--PGA)PGA), uma molécula com 33
carbonoscarbonos.carbonoscarbonos.
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PLANTAS C4PLANTAS C4
as plantas C4 são assim chamadas por
formarem como primeiro produto da fotossíntese
o ÁCIDOÁCIDO OXALACÉTICOOXALACÉTICO (AOA(AOA)) (4C);
o qual é rapidamente reduzido à ÁCIDOÁCIDO
MÁLICOMÁLICO (MALATO)(MALATO) e ÁCIDOÁCIDO ASPÁRTICOASPÁRTICO
(ASPARTATO)(ASPARTATO), ambos com 4C, porém mais(ASPARTATO)(ASPARTATO), ambos com 4C, porém mais
estáveis;
EstruturalmenteEstruturalmente, a diferença principal
entre as plantas C3 e C4 é a presença,
nestas últimas, de uma camada
proeminente de células clorofiladas
envolvendo os feixes condutores daenvolvendo os feixes condutores da
folha (“anatomia(“anatomia KranzKranz”” ouou “síndrome“síndrome
dede KranzKranz””).
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Nas plantas C4, além da presença da
RUBISCORUBISCO, confinada às células da bainha
Kranz, é encontrada, nas células do
mesófilo foliar, a FOSFOENOLPIRÚVICOFOSFOENOLPIRÚVICO
CARBOXILASECARBOXILASE ((PEPcasePEPcase)), uma enzima
com afinidade muito maior pelo CO do quecom afinidade muito maior pelo CO2 do que
a primeira.
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PLANTAS CAMPLANTAS CAM
Plantas suculentas de deserto ou
habitats sujeitos a secas periódicas
apresentam fotossíntese diferenciada
das plantas C3 e C4. Elas apresentam o
METABOLISMOMETABOLISMO ÁCIDOÁCIDO CRASSULÁCEOCRASSULÁCEO,METABOLISMOMETABOLISMO ÁCIDOÁCIDO CRASSULÁCEOCRASSULÁCEO,
por isso são conhecidas como plantas
MACMAC ou CAMCAM.
São caracterizadas por fecharemfecharem osos
estômatosestômatos durantedurante oo dia,dia, abrindoabrindo--osos àà
noitenoite..
A descarboxilação do malato acumulado
no vacúolo durante a noite, permite que o
CO liberado durante o dia sejaCO2 liberado durante o dia seja
incorporado ao ciclo de Calvin-Benson
(Rubisco).
Embora bioquimicamente estes
processo de fixação de CO2 sejaseja igualigual aoao
realizadorealizado pelaspelas plantasplantas CC44, uma das
diferenças mais acentuadas entre
ambos é a ocorrência da
compartimentalizaçãocompartimentalização temporaltemporal nascompartimentalizaçãocompartimentalização temporaltemporal nas
plantas CAM.
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Tillandsia spec.
TABELA. COMPARAÇÃO ENTRE PLANTAS C3, C4 E CAMTABELA. COMPARAÇÃO ENTRE PLANTAS C3, C4 E CAM
6C O6C O22 + 12NADPH+ 12NADPH22 + ATP+ ATP CC66 HH1212 OO66 + 6 H+ 6 H22 O + ADP + PO + ADP + P6C O6C O22 + 12NADPH+ 12NADPH22 + ATP+ ATP CC66 HH1212 OO66 + 6 H+ 6 H22 O + ADP + PO + ADP + P
ETAPA QUÍMICA: RESUMOETAPA QUÍMICA: RESUMO
Energia da fotossínteseEnergia da fotossíntese
Aula 1 nutrição mineral
GLICÓLISEGLICÓLISE
CICLO DE KREBSCICLO DE KREBS
FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE -- RESPIRAÇÃORESPIRAÇÃO
RESUMORESUMO
FOTOSSÍNTESE/CICLO DE CALVINFOTOSSÍNTESE/CICLO DE CALVIN--
BENSONBENSON -- ANABOLISMOANABOLISMO
6C O6C O22 + 12NADPH+ 12NADPH22 + ATP+ ATP CC66 HH1212 OO66 + 6 H+ 6 H22 O + ADP + PO + ADP + P
RESPIRAÇÃORESPIRAÇÃO -- CATABOLISMOCATABOLISMO
CC66HH1212OO66 + 6+ 6 OO22 + 6 H+ 6 H22O + 32 ADP + 32O + 32 ADP + 32 PPii →→→→→→→→ 6 CO6 CO22 + 12 H+ 12 H22O +O + 32 ATP32 ATP

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  • 3. IDENTIFICAÇÃOIDENTIFICAÇÃO Disciplina Nutrição mineral de plantas Código 210403 Pré- requisito(s) 210203 e 210550 Carga horária 60 PEL Créditos 4 Professor (es) Pedro Roberto Almeida Viégas Semestre 1º Horário 9:00h. às 13:00h. EMENTAEMENTA A produção de energia pelas plantas. Nutrientes essenciais. Mecanismos de absorção, transporte e redistribuição de nutrientes nas plantas. Funções dos macro e micronutrientes. Deficiência e toxidez provocadasredistribuição de nutrientes nas plantas. Funções dos macro e micronutrientes. Deficiência e toxidez provocadas pelos nutrientes. Introdução ao manejo de sistemas hidropônicos. OBJETIVOSOBJETIVOS 1. GERAL Oferecer ao corpo discente conhecimentos fundamentais sobre os nutrientes das plantas e a sua relação com a produção, capacitando os alunos a compreender textos científicos especializados e a resolver problemas nutricionais das culturas. 2. ESPECÍFICOS Absorção, translocação, funções e sintomas de deficiência e de toxicidade dos nutrientes. Introdução aos conceitos de hidroponia, tipos e sistemas hidropônicos, cálculo de solução nutritiva, manejo da solução nutritiva.
  • 4. CONTEÚDO PROGRAMÁTICOCONTEÚDO PROGRAMÁTICO • Introdução: Produção de energia nas plantas: Fotossínteses e respiração; • Composição elementar das plantas; • Os elementos essenciais; • Critérios de essencialidade; • Transporte dos nutrientes; • Absorção dos nutrientes; • Absorção iônica radicular; • Absorção iônica foliar; • Redistribuição dos nutrientes; • Exigências nutricionais e funções dos nutrientes; • Exigências nutricionais;• Exigências nutricionais; • Funções dos nutrientes; • Elementos úteis ou elementos tóxicos; • Elementos úteis; • Elementos tóxicos. • Tópicos sobre hidroponia; • Introdução; • Tipos de sistemas; • Tipos de estufas; • Cálculo e manejo da solução nutritiva; • Sistema de irrigação e bombeamento. __________________________________________________
  • 6. ________________________________________________________________________________ REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASREFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1.1. REFERÊNCIASREFERÊNCIAS BÁSICASBÁSICAS:: MALAVOLTA, E.; OLIVEIRA, S. A. de; VITTI, G. C. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. 2. ed. Piracicaba: POTAFOGOS, 1989. 201 p. HAAG, H. P.; MINAMI, K.; LIMA, A. M. P.. Nutrição mineral de alguns espécies ornamentais. Campinas, SP: Fundação Cargill, 1989. EPSTEIN, E.; BLOOM, A.J. Nutrição mineral de plantas: princípios e perspectivas. São Paulo, Editora Planta, 2ed., 402p., 2006. 22.. REFERÊNCIASREFERÊNCIAS COMPLEMENTARESCOMPLEMENTARES:: FAQUIN, V. Nutrição mineral de plantas. Lavras, UFLA/FAEPE, 227p., 1994. MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. London, Academic Press, 889p., 1995. MENGEL, K & KIRKBY, E.A. Principles of plant nutrition. Bern, Potash Institute, 687p., 1987. RESH, H.M. Cultivos hidropônicos: nuevas técnicas de producción. Madrid, Ediciones Mundi-Prensa, 5
  • 8. INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO As plantas, para se manterem vivas e se reproduzirem/crescerem (produçãoprodução vegetalvegetal), necessitam da energia que vemvegetalvegetal), necessitam da energia que vem da luzluz solarsolar e dos carboidratoscarboidratos (Fotossíntese)
  • 12. Célula clorofilada Esquema da molécula de clorofila Folha Parede celular Membrana externa Núcleo Vacúolo Cloroplasto Tilacóide Membrana do tilacóide clorofila GranumCloroplasto Membrana externa Membrana interna Tilacóide Granum Estroma DNA Complexo antena
  • 14. COMPLEXO ANTENACOMPLEXO ANTENA Centro de reação Aceptor de elétrons Doador de elétrons Fóton clorofila FOTOSSISTEMA I – P700 700nm intergrana FOTOSSISTEMA II – P680 680nm tilacóides
  • 16. Luz visívelLuz visível Violeta azul verde amarelo laranja vermelhoVioleta azul verde amarelo laranja vermelho UltravioletaUltravioleta RaiosRaios XX RaiosRaios GamaGama Ondas de rádioOndas de rádio e TVe TV MicroondasMicroondas InfravermelhosInfravermelhos ComprimentoComprimento de Ondade Onda Freqüência (Hz)Freqüência (Hz) 10102121 10101818 10101616 7. 107. 101414 4 . 104 . 101414 10101212 10101010 101044 0,1nm 10nm 100nm 4000,1nm 10nm 100nm 400------------740nm 10740nm 10µµmm 5050µµmm 100100µµmm Unidades:Unidades: µµm: 10m: 10--66 mm nm: 10nm: 10--99 mm A: 10A: 10--1010 mm
  • 17. A FOTOSSÍNTESE SE DIVIDE EM DUAS ETAPAS: FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE 1.1. FOTOQUÍMICAFOTOQUÍMICA 2.2. QUÍMICAQUÍMICA
  • 20. FotóliseFotólise da água:da água: quebra da molécula de água em presença de luz Luz Clorofila O24 H+ + 4 e- +2 H2O ETAPA FOTOQUÍMICAETAPA FOTOQUÍMICA FotofosforilaçãoFotofosforilação:: adição de fosfato em presença de luz ATPADP 2 NADPH24 H+ + 2 NADP
  • 22. Há três tipos deHá três tipos de assimilação fotossintéticaassimilação fotossintética de COde CO pelas plantaspelas plantasde COde CO22 pelas plantaspelas plantas clorofiladas, segundo asclorofiladas, segundo as quais estas sãoquais estas são classificadas em plantas C3,classificadas em plantas C3, C4 e CAMC4 e CAM.
  • 23. A FIXAÇÃO DO CARBONOA FIXAÇÃO DO CARBONO PLANTAS C3PLANTAS C3
  • 24. A denominação C3 advém do fato da maioria das plantas verdes formarem como primeiro produto estável da cadeia bioquímica da fotossíntese (Ciclo de Calvin-Benson) o ÁCIDOÁCIDO 33-- FOSFOGLICÉRICOFOSFOGLICÉRICO ((33--PGA)PGA), uma molécula com 33 carbonoscarbonos.carbonoscarbonos.
  • 27. as plantas C4 são assim chamadas por formarem como primeiro produto da fotossíntese o ÁCIDOÁCIDO OXALACÉTICOOXALACÉTICO (AOA(AOA)) (4C); o qual é rapidamente reduzido à ÁCIDOÁCIDO MÁLICOMÁLICO (MALATO)(MALATO) e ÁCIDOÁCIDO ASPÁRTICOASPÁRTICO (ASPARTATO)(ASPARTATO), ambos com 4C, porém mais(ASPARTATO)(ASPARTATO), ambos com 4C, porém mais estáveis;
  • 28. EstruturalmenteEstruturalmente, a diferença principal entre as plantas C3 e C4 é a presença, nestas últimas, de uma camada proeminente de células clorofiladas envolvendo os feixes condutores daenvolvendo os feixes condutores da folha (“anatomia(“anatomia KranzKranz”” ouou “síndrome“síndrome dede KranzKranz””).
  • 30. Nas plantas C4, além da presença da RUBISCORUBISCO, confinada às células da bainha Kranz, é encontrada, nas células do mesófilo foliar, a FOSFOENOLPIRÚVICOFOSFOENOLPIRÚVICO CARBOXILASECARBOXILASE ((PEPcasePEPcase)), uma enzima com afinidade muito maior pelo CO do quecom afinidade muito maior pelo CO2 do que a primeira.
  • 33. Plantas suculentas de deserto ou habitats sujeitos a secas periódicas apresentam fotossíntese diferenciada das plantas C3 e C4. Elas apresentam o METABOLISMOMETABOLISMO ÁCIDOÁCIDO CRASSULÁCEOCRASSULÁCEO,METABOLISMOMETABOLISMO ÁCIDOÁCIDO CRASSULÁCEOCRASSULÁCEO, por isso são conhecidas como plantas MACMAC ou CAMCAM.
  • 34. São caracterizadas por fecharemfecharem osos estômatosestômatos durantedurante oo dia,dia, abrindoabrindo--osos àà noitenoite.. A descarboxilação do malato acumulado no vacúolo durante a noite, permite que o CO liberado durante o dia sejaCO2 liberado durante o dia seja incorporado ao ciclo de Calvin-Benson (Rubisco).
  • 35. Embora bioquimicamente estes processo de fixação de CO2 sejaseja igualigual aoao realizadorealizado pelaspelas plantasplantas CC44, uma das diferenças mais acentuadas entre ambos é a ocorrência da compartimentalizaçãocompartimentalização temporaltemporal nascompartimentalizaçãocompartimentalização temporaltemporal nas plantas CAM.
  • 38. TABELA. COMPARAÇÃO ENTRE PLANTAS C3, C4 E CAMTABELA. COMPARAÇÃO ENTRE PLANTAS C3, C4 E CAM
  • 39. 6C O6C O22 + 12NADPH+ 12NADPH22 + ATP+ ATP CC66 HH1212 OO66 + 6 H+ 6 H22 O + ADP + PO + ADP + P6C O6C O22 + 12NADPH+ 12NADPH22 + ATP+ ATP CC66 HH1212 OO66 + 6 H+ 6 H22 O + ADP + PO + ADP + P ETAPA QUÍMICA: RESUMOETAPA QUÍMICA: RESUMO Energia da fotossínteseEnergia da fotossíntese
  • 44. RESUMORESUMO FOTOSSÍNTESE/CICLO DE CALVINFOTOSSÍNTESE/CICLO DE CALVIN-- BENSONBENSON -- ANABOLISMOANABOLISMO 6C O6C O22 + 12NADPH+ 12NADPH22 + ATP+ ATP CC66 HH1212 OO66 + 6 H+ 6 H22 O + ADP + PO + ADP + P RESPIRAÇÃORESPIRAÇÃO -- CATABOLISMOCATABOLISMO CC66HH1212OO66 + 6+ 6 OO22 + 6 H+ 6 H22O + 32 ADP + 32O + 32 ADP + 32 PPii →→→→→→→→ 6 CO6 CO22 + 12 H+ 12 H22O +O + 32 ATP32 ATP