Nutrição Mineral de Plantas

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Elemento essencial

Nutriente indispensável cujo ciclo de vida vegetal não se completa na sua ausência e cuja função não pode ser substituída por outro.

Critérios de essencialidade de Arnon e Stout

A planta não completa o ciclo sem ele; sua ação é direta e insubstituível na fisiologia ou metabolismo.

Macronutrientes

Nutrientes exigidos em grandes quantidades nos tecidos vegetais, tipicamente acima de 1000 mg/kg de matéria seca.

Micronutrientes

Nutrientes essenciais exigidos em pequenas quantidades nos tecidos vegetais, geralmente abaixo de 100 mg/kg de matéria seca.

Macronutrientes primários

Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Potássio (K), os mais demandados e frequentemente limitantes no solo.

Macronutrientes secundários

Cálcio (Ca), Magnésio (Mg) e Enxofre (S), exigidos em níveis intermediários pelas plantas.

Micronutrientes essenciais

Ferro (Fe), Manganês (Mn), Zinco (Zn), Cobre (Cu), Boro (B), Molibdênio (Mo), Cloro (Cl) e Níquel (Ni).

Interceptação radicular

Mecanismo pelo qual a raiz em crescimento entra em contato mecânico direto com os íons retidos no solo.

Fluxo de massa

Transporte de íons dissolvidos na solução do solo em direção à raiz, impulsionado pela transpiração vegetal.

Difusão

Movimento de íons a favor de um gradiente de concentração, da região de maior teor no solo para a superfície radicular.

Apoplasto

Via de transporte que ocorre através das paredes celulares e espaços intercelulares, sem cruzar membranas.

Simplasto

Via de transporte contínua de citoplasma a citoplasma através de canais chamados plasmodesmos.

Estrias de Caspary

Bandas de suberina na endoderme que bloqueiam a via apoplástica, forçando a entrada de íons no simplasto.

Absorção passiva

Entrada de solutos a favor do gradiente eletroquímico, sem consumo direto de energia metabólica.

Absorção ativa

Transporte de íons contra um gradiente eletroquímico, dependente do consumo de ATP gerado na respiração.

Bomba de prótons (H+-ATPase)

Enzima que hidrolisa ATP para ejetar prótons, gerando o potencial elétrico transmembrana e gradiente de pH.

Canais iônicos

Proteínas transmembranares que permitem o fluxo rápido e passivo de íons específicos a favor do gradiente eletroquímico.

Carreadores (transportadores)

Proteínas que sofrem mudança conformacional para transportar solutos, com cinética de saturação.

Simporte

Transporte ativo secundário onde dois íons ou solutos movem-se na mesma direção através da membrana.

Antiporte

Transporte ativo secundário onde dois solutos movem-se em direções opostas através da membrana.

Micorrizas

Associações simbióticas entre fungos e raízes que ampliam muito a área de absorção, sobretudo de fósforo.

Xilema

Tecido vascular responsável pelo transporte acrópeto ascendente de água e íons minerais absorvidos.

Floema

Tecido vascular responsável pela redistribuição de fotoassimilados e minerais móveis entre fontes e drenos.

Mobilidade de nutrientes na planta

Capacidade de um nutriente ser redistribuído de folhas velhas para órgãos jovens em crescimento via floema.

Sintomas de deficiência de elementos móveis

Aparecem primeiro nas folhas mais velhas, pois o elemento é realocado para os tecidos jovens.

Sintomas de deficiência de elementos imóveis

Aparecem primeiro nas folhas novas e meristemas, devido à incapacidade de redistribuição via floema.

Nitrogênio (N): formas de absorção

Absorvido predominantemente como nitrato (NO3-) e amônio (NH4+).

Nitrogênio: principal função vegetal

Constituinte básico de aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos e clorofila.

Nitrogênio: mobilidade no floema

Altamente móvel; a deficiência causa clorose inicial nas folhas mais velhas.

Nitrato redutase

Enzima citosólica que converte nitrato (NO3-) a nitrito (NO2-) na assimilação de nitrogênio.

Fósforo (P): formas de absorção

Absorvido principalmente como di-hidrogênio fosfato (H2PO4-) e hidrogênio fosfato (HPO4 2-).

Fósforo: principal função vegetal

Componente de ácidos nucleicos, fosfolipídios de membrana e nucleotídeos energéticos como o ATP.

Fósforo: mecanismo predominante de transporte no solo

Difusão, devido à sua forte fixação nos coloides do solo e baixa mobilidade.

Potássio (K+): principal função vegetal

Ativação enzimática, regulação osmótica e controle da abertura e fechamento estomático.

Potássio: mecanismo de abertura estomática

O acúmulo de K+ nas células-guarda reduz o potencial hídrico, provocando influxo de água e turgor celular.

Cálcio (Ca2+): principal função vegetal

Estabilidade da parede celular via pectatos de cálcio e atuação como mensageiro secundário no citosol.

Cálcio: mobilidade na planta

Praticamente imóvel no floema; depende quase que exclusivamente do fluxo transpiratório no xilema.

Magnésio (Mg2+): principal função vegetal

Átomo central da molécula de clorofila e ativador de enzimas metabólicas, como a RuBisCO.

Enxofre (S): forma de absorção e função

Absorvido como sulfato (SO4 2-); compõe aminoácidos essenciais como cisteína e metionina.

Ferro (Fe): principal função vegetal

Participa de grupos heme e proteínas ferro-enxofre envolvidas no transporte de elétrons na respiração e fotossíntese.

Estratégia I de absorção de ferro

Mecanismo de dicotiledôneas e monocotiledôneas não gramíneas baseado na acidificação da rizosfera e redução do Fe3+ a Fe2+.

Estratégia II de absorção de ferro

Mecanismo de gramíneas baseado na liberação de fitossideróforos que quelam e solubilizam o Fe3+.

Boro (B): principal função vegetal

Estrutura da parede celular formando complexos com pectinas (ramnogalacturonano-II) e crescimento do tubo polínico.

Zinco (Zn2+): principal função vegetal

Cofator enzimático e precursor da síntese de triptofano, essencial para a biossíntese do fitormônio auxina (AIA).

Manganês (Mn2+): principal função vegetal

Ativação enzimática e participação direta no complexo de evolução de oxigênio da fotólise da água no fotossistema II.

Cobre (Cu2+): principal função vegetal

Componente da plastocianina no transporte de elétrons fotossintético e de enzimas oxidases.

Molibdênio (Mo): principal função vegetal

Componente do cofator de molibdênio em enzimas como nitrato redutase e nitrogenase.

Cloro (Cl-): principal função vegetal

Osmorregulação celular, balanço de cargas e cofator na reação de quebra de água da fotossíntese.

Níquel (Ni2+): principal função vegetal

Componente essencial da enzima urease, impedindo o acúmulo de níveis tóxicos de ureia nas folhas.

Lei do Mínimo de Liebig

O crescimento vegetal é limitado pelo nutriente disponível na menor proporção relativa às necessidades da planta.