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Nitrogênio e enxofre: mobilidade, funções e sintomatologia de desordens nutricionais.

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Apresentação em tema: "Nitrogênio e enxofre: mobilidade, funções e sintomatologia de desordens nutricionais."— Transcrição da apresentação:

1 Nitrogênio e enxofre: mobilidade, funções e sintomatologia de desordens nutricionais

2 Nitrogênio Introdução Introdução Absorção, transporte e redistribuição Absorção, transporte e redistribuição Participação no metabolismo vegetal Participação no metabolismo vegetal Exigências minerais das principais culturas Exigências minerais das principais culturas Sintomatologia de deficiência e excessos nutricionais Sintomatologia de deficiência e excessos nutricionais

3 Processos: Natm.(N N) => N disponível (NH 3...) fixação biológica, fixação industrial; fixação atmosférica Nitrogênio AR: 78,3% N 82 mil t no ar que circunda 1 ha OU 64,2 mil t de N Introdução

4 NitrogênioIntrodução No Brasil, estudos com FBN tiveram início em 1963, com a Dra. Joana Döbereiner, época em que poucos cientistas acreditavam que estas pesquisas poderiam competir com fertilizantes minerais.

5 Figura 23. Processos de fixação do nitrogênio atmosférico (N 2 ). NitrogênioIntrodução

6 Nitrogênio Bacteriódes nos nódulos radicular de plantas de soja Bacteriódes

7 IntroduçãoNitrogênio Figura 24. Reações metabólicas de FBN nos bacterióides.

8 IntroduçãoNitrogênio Não Inoculada Inoculada

9 IntroduçãoNitrogênio No campo, como saber que a FBN está adequada? Leghemo. => Co – vitamina B12 (precursora)

10 IntroduçãoNitrogênio Efeito do P na atividade da nitrogenase no teor de N na parte aérea do feijoeiro.

11 IntroduçãoNitrogênio Efeito do Mo no teor de N na parte aérea do feijoeiro.

12 IntroduçãoNitrogênio Efeito do Ca na atividade da nitrogenase no teor de N na parte aérea do feijoeiro.

13 IntroduçãoNitrogênio Ca na produção de biomassa e no numero de nódulos (Solução nutritiva)

14 IntroduçãoNitrogênio Como evitar a presença do O 2 junto ao bacterióide: Ca Legh.une com O 2 respiração do bacterióide Resistência difusão O 2

15 IntroduçãoNitrogênio Corte do nódulo e a barreira a difusão do O 2

16 IntroduçãoNitrogênio N no solo 5% Óxidos nitroso e nítrico (gás) Radical: amônio NH 4 +, Nitrito (NO 2 - ) e nitrato (NO 3 - ) 95% Em combinações orgânicas: (N-orgânico) (Não assimilável pelas plantas)

17 Prof. Maria de Fátima Peixoto Transferência de fotossintatos raiz/rizosfera Transferência de fotossintatos raiz/rizosfera CARBONO FOTOASSIMILADO 100 RAIZES-20-40% RESPIRAÇÃO CRESCIMENTO CO 2 EXUDATOS MUCIGEL TECIDOS MICROORG. CO 2 M.O. DO SOLO MICROORGANISMOS CO 2 COMPOSTOS LIVRES

18 Microbiota N-orgânico N-amínico N-amoniacal N-nitrito N-nitrato Imobilização (C/N>33/1) Microbiota Nitrogênio Introdução

19 Fatores que afetam a disponibilidade no solo: Favorecer a MINERALIZAÇÃO: N-orgânico N-amínico N-amoniacal N-nitrito N-nitrato Clima: T: ~30 o C; Umid.: 50-60% da C.C. C/N:<20/1 ; Solo arejado e pH Nitrogênio Introdução

20 NitrogênioIntrodução Figura. Dinâmica do nitrogênio no sistema solo-planta, indicando os processos de passagem do nutriente nos diferentes compartimentos da planta.

21 Absorção Contato N-raiz Absorção, transporte e redistribuição Nitrogênio

22 Formas absorvidas: N 2 (gás) N 2 (gás) Aminoácidos (RCHNH 2 COOH) Aminoácidos (RCHNH 2 COOH) Uréia [CO(NH 2 ) 2 )] Uréia [CO(NH 2 ) 2 )] NH 4 + NH 4 + NO 3 - (predomina) NO 3 - (predomina) Após a absorção o nitrato ( NO 3 - ) tem que ser reduzido a amônia (NH 3 ) para poder ser incorporado nos esqueletos de C. Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

23 Cinéticas de absorção de nitrato en função da sua concentração externa, em raízes de cevada pre- cultivadas com baixa concentração de nitrato (0,1 mM) Transportador de baixa afinidade (LATS), cinética sem a saturação V max y K m Transportador de alta afinidade (HATS), cinética com a saturação Absorção, transporte e redistribuição Nitrogênio

24 Influência da localização lateral na absorção de N- NO 3 - pelo milho (Malavolta, 1981). Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

25 Fatores que afetam absorção de N: Idade das raízes Idade das raízes Presença de outros nutrientes Presença de outros nutrientes Exemplo: K pode aumentar a absorção de N nas plantas onde a redução de nitrato ocorra na parte aérea Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

26 Taxas de absorção de nutriente pelo milho em função da idade da planta Idade da planta (dias) N (µmol/m raiz/dia) ,5 Idade das raízes Absorção, transporte e redistribuição Nitrogênio

27 Importância da Micorriza x N Absorção de N do solo em plantas micorrizadas (M) e não micorrizadas (NM) (Ames et al., 1983). Absorção, transporte e redistribuição Nitrogênio

28 Absorção, transporte e redistribuição Nitrogênio Fatores que afetam absorção de N: ** pH pH ácido [H + ] : > competição NH 4 + : < Absorção de N [amônio] Absorção de N [nitrato]

29 NO H + ATP 1 H + Alcalinização do meio NH H + ATP 2 H + Acidificação do meio Absorção de nitratoAbsorção de amônio [H + ]

30 Absorção, transporte e redistribuição Nitrogênio Valor pH da solução nutritiva com nitrato e amônio durante o cultivo do girassol

31 Efeito da forma de N na produção e nos parâmetros fisiológicos de milho em cultivo sob meio hidropônico Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

32 Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição Formas de N no crescimento do feijoeiro (Verennes)

33 Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição Efeito do nitrato e do amônio no crescimento e coloração de raiz de girassol

34 Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição Toxicidade de amônio em girassol

35 Corte transversal da ponta da raiz, indicando o transporte do nutriente, via caminhamento pelo apoplasto e/ou simplasto das células da epiderme, parênquima, endoderme e cilindro central. Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

36 De que forma o N é transportado: Raiz => Parte aérea Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

37 Formas de transporte do N em função da forma absorvida e o respectivo metabolismo redução assimilatória do nitrato de grupos de plantas. Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

38 Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

39 Redistribuição do N: forma de N-aminoácidos OU C-C-C-C-N-C-C-C Nitrogênio Redistribuição

40 Metabolismo do N nas plantas: ** redução assimilatória do nitrato ** incorporação do nitrogênio Nitrogênio Metabolismo

41 Esquema simplificado do metabolismo do N nas plantas (redução assimilatória do nitrato e incorporação do nitrogênio). Nitrogênio Metabolismo

42 Esquema da redução do nitrato e do nitrito utilizado pelas plantas. Nitrogênio Metabolismo a) Redução assimilatória do N

43 Nitrogênio N-solução => N-interior/Raiz Fatores que afetam a redução do nitrato: Luz Luz ativação e síntese da redutase; absorção do nitrato; transferência do nitrato p/ locais de ativ. Metabólicas; as reações fotossintéticas proveria poder redutor p/ assimilação do nitrato. Temperatura (>35 0 C) Temperatura (>35 0 C) Concentração de CO 2 ; Concentração de CO 2 ; Disponibilidade de água (déficit hídrico); Disponibilidade de água (déficit hídrico); Deficiências minerais (Mo, Fe e S); Deficiências minerais (Mo, Fe e S); Concentração de NO 3 - Concentração de NO 3 -

44 Efeito do nível de nitrato no meio sobre a atividade da redutase de nitrato em folhas de sorgo e soja Milimoles N-NO 3 - /L da solução OBS. Pode ser utilizado como teste bioquímico, alternativo, de diagnose de N em culturas Nitrogênio Metabolismo µ N-NO 2 - /g M.fresca

45 NH 3 produzido na primeira etapa Nitrogênio Metabolismo b) Incorporação do nitrogênio INCORPORADO EM ESQUELETOS DE C ACUMULAR NA PLANTA TOXIDEZ MATÉRIA SECA Proteínas... MATÉRIA SECA

46 1- Via desidrogenase glutâmica (GDH) Nitrogênio Metabolismo 2- Via glutamina sintetase (GS) e glutamato sintase (GOGAT) b) Incorporação do nitrogênio

47 Esquema ilustrando o pigmento da clorofila Nitrogênio Metabolismo

48 Efeito do N no incremento da clorofila do tamateiro cultivado em dois solos (PVC e AQ) (Guimarães et al., 1999). Nitrogênio Metabolismo

49 Vantagens? Não destrutivo; baixo custo; otimização da adubação Desvantagens? Quanto aplicar? Amplitude Leitura SPAD Outros efeitos que afetam produção clorofila; ´r` : produçãoxSPAD Em estádios iniciais Nitrogênio Metabolismo

50 Principais funções do nitrogênio nas plantas (Malavolta et al.,1997) Nitrogênio Metabolismo

51 Taxa de assimilação de CO 2 e produção de biomassa em função do conteúdo foliar de N do milho (b) e relação entre a produção de grãos e a duração da área foliar verde (DAFV) no milho, no período de 63 a 125 dias após o plantio (b) (Wolfe et al., 1988) Nitrogênio Metabolismo

52 Efeito do nitrogênio no número e peso de grãos de milho e espigas em nível de deficiência e suficiência de N. Notar que a ponta das espigas com deficiência de N tem número de fileiras reduzido. Nitrogênio Metabolismo

53 Efeito do nitrogênio no crescimento radicular de híbridos de milho Nitrogênio Metabolismo

54 Efeito do nitrogênio no crescimento radicular de milho (Bobato, 2006) Nitrogênio Metabolismo

55 Ano chuvoso Ano seco Dunbabin, V. (2007) Crescimento da raiz em função do ano chuvoso e seco Cor púpura indica o nitrato (lixiviado )

56 Nitrogênio Metabolismo Produção de frutos do maracujazeiro-amarelo em função de doses de nitrogênio sob lâminas de irrigação (% da ET0) (Carvalho et al., 2000)

57 Nitrogênio Metabolismo (FAO)

58 Nitrogênio Metabolismo Produção de citros em função de doses de N e o teor foliar de N (Adaptado de Malavolta et al., 1997) (b).

59 Nitrogênio Exigências nutricionais Tabela 21. Exigências de nitrogênio das principais culturas (Malavolta et al., 1997).

60 Nitrogênio Exigências nutricionais Marcha de absorção do nitrogênio pela cultura do milho (Adap. de Flannery, 1987).

61 Nitrogênio Sintomatologia Problema no campo.... Nutricional? Ou Doença; Praga; Herbicida; Temp...salinidade...

62 Nitrogênio Sintomatologia É Nutricional... Diagnose visual - Sintomas

63 Nitrogênio Sintomatologia DEFICIÊNCIA a) pequeno ângulo de inserção entre folhas e ramos; b)Maturidade e senescência abreviada (pela redução da citocianina, responsável pela permanência da cor verde dos tecidos por mais tempo); c)queda prematura de folhas; d) diminuição de flores e dormência de gemas laterais e) produção reduzida; f) cloroplastos pequenos; g) baixo conteúdo de clorofila; h) altos teores de açúcares; i) aumento da pressão osmótica.

64 Nitrogênio Sintomatologia DEFICIÊNCIA j) baixo conteúdo proteínas Dieta sem proteína - Nigéria Indicação básica é fornecer de 10 a 35% do total de caloria diária na forma de proteina

65 Nitrogênio Sintomatologia EXCESSO Sintomas (visíveis) a) Coloração verde escura; b) folhagem abundante; c) acamamento; d) atraso na maturação; Outros sintomas a) Sistema radicular pouco desenvolvido; b) baixo transporte de açúcares para raízes; c) aumento da suculência dos tecidos.

66 Deficiência de nitrogênio em citros

67 Deficiência de nitrogênio em Soja

68

69 Deficiência de nitrogênio em Feijão

70 Deficiência de nitrogênio em Soja

71 Deficiência de nitrogênio em café

72

73 Deficiência de nitrogênio em algodão Folha +N Folha - N

74 Deficiência de nitrogênio em algodão

75 Deficiência de nitrogênio em Milho

76 Deficiência de N em Milho

77 Deficiência de nitrogênio em Milho

78 Deficiência de nitrogênio em Sorgo

79 Deficiência de nitrogênio em cana-de-açúcar

80 Deficiência de nitrogênio em tabaco

81 Deficiência de nitrogênio em Hortelã

82 Deficiência de nitrogênio em eucalipto


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