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ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO. Absorção iônica radicular Contato íon-raiz Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção Fatores.

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1 ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO

2 Absorção iônica radicular Contato íon-raiz Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Absorção iônica radicular

3 M matéria vegetal M sólida orgânica M solução M contato com a raiz M interior da raiz M parte aérea Fatores Liberação Metabolismo Transporte Absorção Suprimento Redistribuição Folha => fruto Folha velha => folha nova Dinâmica dos nutrientes no sistema solo-planta Absorção iônica radicular

4 Contato íon-raiz Como o nutriente caminha no solo??

5 Absorção iônica radicular Contato íon-raiz Pré-absorção do nutriente Caminhamento da solução do solo para a superfície da raiz OU o crescimento da raiz intercepta o nutriente no solo

6 Interceptação radicular Fluxo de massa Difusão A ciência identificou as 3 maneiras com que os nutrientes na solução do solo entram em contato com as raízes das plantas (Barber,1995): Absorção iônica radicular

7 Interceptação radicular – contabiliza a qdade de nutrientes existente num vol. de solo igual ao vol. de raízes. Para culturas anuais, o vol. de raízes na camada 0-20 cm é, em geral, é de 1 a 3% do vol. do solo. Como calcular? Absorção iônica radicular

8 O fluxo de massa – é calculada multiplicando-se o vol. de água transpirada pela planta pela concentração do nutriente nesta água. A difusão – é calculada por diferença entre o total absorvido pela planta menos a soma da interceptação radicular e fluxo de massa. Como calcular? Absorção iônica radicular

9 Figura 9. Os elementos entram em contato com a raiz por interceptação radicular, fluxo de massa e difusão (a) e zona favorável da rizosfera para o contato de íons imóveis e móveis (b). Absorção iônica radicular

10 Calcula-se que o: NO 3 - se difunde 3 mm por dia; K + caminharia 0,9 mm, e: H 2 PO 4 - alcançaria 0,13 mm. Absorção iônica radicular

11 Contribuição relativa da interceptação radicular, do fluxo de massa e da difusão de nutrientes para as raízes de milho num solo barro limoso (Barber) Absorção iônica radicular

12 Relação entre o processo de contato e a localização de adubos. Absorção iônica radicular

13 Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção As pesquisas & absorção de nutrientes: · Seletividade - sendo que certos elementos minerais são absorvidos preferencialmente; · Acumulação – a concentração dos elementos, de modo geral, é muito maior no suco celular do que na solução externa; Genótipos – existem diferenças entre espécies de plantas nas características de absorção.

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15 Movimento dos nutrientes no sistema solo-planta Plant Root Nutrientes adsorvido na argila e na matéria orgânica Nutrients in soil solution

16 Excessivo Nutriente Loading Raiz Nutrientes na solução do solo Nutrient loss in drainage water Nutrientes adsorvido na argila e na matéria orgânica

17 Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção Aspectos da anatomia da raiz Pêlos radiculares Epiderme Solo Raiz

18 Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção Aspectos da anatomia da raiz

19 Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção Aspectos da anatomia da raiz a partir de um corte transversal, ilustrando o movimento do nutriente pelo simplasto e apoplasto.

20 Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção Esquema ilustrando o contato íon-raiz e a absorção passiva pela parede celular e a ativa pela membranas (plasmalema e tonoplasto)

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22 Detalhe da parede celular e membrana plasmática Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção

23 Figura. Detalhe dos sistemas de poros da parede celular que compõem o ELA (ELágua+EL Donnan) Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção

24 Figura. Detalhe da membrana plasmática, ilustrando o processo ativo de absorção, por meio do carregador dependente do ATP. Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção

25 Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Fatores externos Fatores internos

26 Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Formas de nutrientes absorvidas preferenciais

27 Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Fator externo Relação da concentração iônica da solução e a velocidade de absorção, conforme a equação de Michaelis-Menten. (Km: concentração do elemento que garante ½ de Vmáx. = medida da afinidade do nutriente pelo carregador; Cmin. = concentração inicial mínima em que não há absorção).

28 Fatores externos – disponibilidade : pH Relação entre o valor pH do solo e a disponibilidade de nutrientes. Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes

29 Fluxo de O 2 em solo não-compactado e compactado. Fatores externos Aeração * ATP * Microbiota aeróbica Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes

30 Fatores externos – Temperatura; Umidade Elemento: Veloc. de absorção depende, em parte, do elemento, com à seguinte ordem: Ânions: NO 3 - > Cl - > SO 4 -2 > H 2 PO 4 - Cátions: NH 4 + > K + > Na + > Mg +2 > Ca +2 Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes

31 Matéria seca de mudas de cafeeiro (g/planta) inoculadas ou não com Gigaspora margarita. (Lopes et al., 1983). Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Fatores externos – Micorriza

32 Fatores internos – Potencial genético As diferenças podem se manifestar de diversas maneiras: nos valores e parâmetros de Km, V e [M]min; na capacidade de solubilizar elementos na rizosfera, mediante excreções radiculares; na mudança de valência do ferro (Fe 3+ para Fe 2+ ). Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes

33 Fatores internos – Estado iônico interno - A planta saturada em íons absorve menos que outra planta que tenha poucos íons. Teor de carboidratos – substrato => ATP Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes

34 Fatores internos – Intensidade transpiratória – fluxo de nutrientes contidos nas paredes celulares; favorece gradiente de umidade do solo => fluxo de massa Morfologia das raízes Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes

35 Transporte TRANSPORTE É transferência do elemento do local de absorção para outro qualquer dentro ou fora da raiz (da raiz para a parte aérea, por ex., caso mais comum).

36 As plantas dispõem de 2 sistemas que tornam possíveis a movimentação e a condução de substâncias entre seus órgãos: a)O sistema transportador de produtos assimilados, a seiva elaborada, presente na casca; b) O sistema transportador de solutos minerais, a seiva bruta, presente no lenho; E na madeira está presente o câmbio (camada fina de células, entre a casca e o lenho), responsável pelo rejuvenecimento dos dois sistemas. Transporte

37 a) Transporte radial b) Transporte a longa distância Transporte Eficiência de Transporte= (conteúdo do nutriente na parte aérea)/(conteúdo total do nutriente na planta)) 100 (Li et al., 1991).

38 Corte longitudinal da raiz ilustrando o transporte radial da água e nutrientes por via simplasto até coluna vascular (xilema). Transporte

39 Redistribuição refere-se à transferência do nutriente de um órgão ou região de residência para outro ou outra, em forma igual ou diferente da absorvida Redistribuição

40 Necessidades nutricionais da laranjeira. Redistribuição (1) NA= C - (Cx R/100)

41 NUTRIÇÃO FOLIAR

42 Histórico Aspectos anatômicos Fatores externos e internos que afetam a absorção

43 Relatos de aplicação de Fe em videira; aplicação de chorume diluído em água em plantas de jardim na Alemanha; grande impulso na absorção iônica devido a sobras de radioisótopos; Início de pesquisas com adubação foliar no Brasil, pelo IAC e pela ESALQ; CUTÍCULA => CÉLULAS DA EPIDERME (ELA => CITOPLASMA) Absorção iônica foliar

44 Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção O que é absorção Entrada do elemento (M) na planta em forma iônica ou molecular, atingindo os espaços intercelular (sem gasto energético) e/ou vencendo a membrana (gasto energético).

45 HOGLAND e BROYER (1936): raízes de cevada contra um gradiente de concentração Necessidade de energia respiratória (ATP) Primeiras pesquisas sobre a absorção LUNDEGARDH, BRUSTROM, ROBERTSON (1930/50): Necessidade do ATP OSTERHOUT, JACOBSON, OVERSTREET (final do séc. XIX e começo do séc. XX): Teoria do carregador (membrana)

46 EPSTEIN (1952/53): CINÉTICA DE ABSORÇÃO reação enzima/substrato (CARREGADOR) MITCHELL: TEORIA QUIMIOSMÓTICA ATPase (membranas – ativada por íons) HOJE: Teoria do carregador ATIVO (membrana) CANAIS, POROS OU BOMBAS – ATPase ativada pelo Ca 2+

47 Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção As pesquisas & absorção de nutrientes: · Seletividade - sendo que certos elementos minerais são absorvidos preferencialmente; · Acumulação – a concentração dos elementos, de modo geral, é muito maior no suco celular do que na solução externa; Genótipos – existem diferenças entre espécies de plantas nas características de absorção.

48 Fases da absorção de nutrientes a)Fase passiva - penetração cuticular b) Fase ativa – absorção celular Semelhante a absorção radicular, com uma diferença: presença cutícula

49 Estrutura cuticular. Aspectos anatômicos da folha e os processos ativos e passivos da absorção

50 Detalhe da parede celular e membrana plasmática Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção

51 Figura. Detalhe da membrana plasmática, ilustrando o processo ativo de absorção, por meio do carregador dependente do ATP. Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de absorção

52 Aspectos anatômicos da folha e os processos ativos e passivos da absorção Esquema da anatomia foliar a partir de um corte transversal da lâmina e um detalhe da nervura.

53 Aspectos anatômicos da folha e os processos ativos e passivos da absorção Esquema da anatomia foliar a partir de um corte transversal da lâmina e um detalhe da nervura.

54 Fatores externos ângulo de contato temperatura e umidade concentração da solução Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Luz

55 ângulo de contato Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas

56 ângulo de contato Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas

57 Diminuir a velocidade de secamento da solução aplicada Aumentar a Absorção Aplicação em períodos com temperatura amena e sem orvalho Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Temperatura e Umidade do Ar

58 Velocidade absorção: + lento que a via radicular Efeito salino herbicida Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Concentração da solução

59 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Composição da solução Velocidade de absorção e transporte DIFEREM ENTRE OS ELEMENTOS Mobilidade também depende da fonte de nutrientes (N amídico > N nítrico > N amoniacal ) Uréia (N amídico ) – alta velocidade de absorção – aumento da [NH 3 ] – atividade da urease nas folhas – toxidez à planta

60 Velocidade de absorção de nutrientes aplicados as folhas (Malavolta, 1980) Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Composição da solução

61 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Composição da solução Íon acompanhante altera velocidade de absorção (Mg 2+ - NO 3 - > Cl - > SO 4 2- ) Antagonismo - inibição competitiva (micronutrientes catiônicos) e inibição não competitiva BxZn) e sinergismo (MgxP)

62 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Composição da solução Fonte: Adaptado de GARCIA & SALGADO (1981). Efeito das fontes de zinco na absorção do nutriente pelo cafeeiro

63 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Luz Fotossíntese – CHO (respiração – ATP) Permeabilidade das membranas x abertura estomática

64 Percentagem do N aplicado, recuperado na planta de algodão, em função do pH da solução e do tempo de absorção (Rosolem et al.,1990). Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas pH da solução

65 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Fatores que influenciam a absorção do zinco pelas folhas do cafeeiro.

66 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Fatores internos

67 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Umidade da cutícula => caminhamento do nutriente na fase passiva Superfície da folha => página inferior => estômatos Fatores internos

68 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Idade da folha => > desenvolvimento da cutícula Estado iônico interno => qto > a conc. de nutriente nas folha, maior será a dificuldade na absorção de novos elementos Fatores internos

69 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Idade da folha => > desenvolvimento da cutícula: BARREIRAS e < Fotossíntese Fatores internos

70 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Estado iônico interno => qto > a conc. de nutriente nas folha, maior será a dificuldade na absorção de novos elementos Fatores internos

71 Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Genético Relação da concentração iônica da solução e a velocidade de absorção, conforme a equação de Michaelis-Menten. (Km: concentração do elemento que garante ½ de Vmáx. = medida da afinidade do nutriente pelo carregador; Cmin. = concentração inicial mínima em que não há absorção).

72 Classificação da mobilidade comparada dos nutrientes aplicados nas folhas (Marschner, 1986) Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Qual aplicação prática da mobilidade de nutrientes no floema?

73 Implicação prática da mobilidade do nutriente no sucesso da nutrição foliar Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Estudos com nutrientes parcialmente móveis

74 Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Implicações do fornecimento de nutrientes via folha Macronutrientes Alta Exigência nutricional Pouca área foliar no início da cultura Problemas de queima de folhas Formas de P e K pouco se adaptam a aplicação foliar Custo de operação

75 Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Implicações do fornecimento de nutrientes via folha Micronutrientes Considerar: Exigência e a Mobilidade

76 Vantagens da adubação foliar Alto índice de utilização pelas plantas dos nutrientes aplicados via foliar Correção de deficiência de micros em curto prazo Possibilidade de aplicação dos nutrientes junto com defensivos

77 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Alta qualidade da água Controle pH da solução Não atende exigência dos macros Considerações finais

78 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas Em Micros: > frequencia Tecnologia de aplicação adequada: regulagem Horário adequado de aplicação Uso de espalhantes Considerações finais

79 Fatores externos e internos que afetam a absorção de nutrientes pelas folhas A aplicação foliar não deve ser utilizada como regra de substituição da via solo e sim um complemento Considerações finais

80 Os livros e os mestres são fatores importantes para o aprendizado, entretanto, é com esforço próprio que se consegue o sucesso desejado Jorge Kiehl


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