 Absorção, transporte e redistribuição

Apresentação em tema: " Absorção, transporte e redistribuição"— Transcrição da apresentação:

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

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

3 Nitrogênio Introdução
AR: 78,3% N 82 mil t no ar que circunda 1 ha OU 64,2 mil t de N Processos: Natm.(NN) => N disponível (NH3...) fixação biológica, fixação industrial; fixação atmosférica

4 Nitrogênio Introdução 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 (N2).
Introdução Figura 23. Processos de fixação do nitrogênio atmosférico (N2).

6 Bacteriódes nos nódulos radicular de plantas de soja
Nitrogênio Introdução Bacteriódes Bacteriódes nos nódulos radicular de plantas de soja

7 Nitrogênio Introdução
Figura 24. Reações metabólicas de FBN nos bacterióides.

8 Nitrogênio Introdução Não Inoculada Inoculada

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

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

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

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

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

14 Nitrogênio Introdução
Como evitar a presença do O2 junto ao bacterióide: Ca respiração do bacterióide Legh.une com O2 Resistência difusão O2

15 Nitrogênio Introdução Corte do nódulo e a barreira a difusão do O2

16 N no solo Nitrogênio Introdução  95%  5% Em combinações orgânicas:
(N-orgânico) (Não assimilável pelas plantas)  5% Óxidos nitroso e nítrico (gás) Radical: amônio NH4+ , Nitrito (NO2-) e nitrato (NO3-)

17 • Transferência de fotossintatos raiz/rizosfera
CARBONO FOTOASSIMILADO 100 RAIZES-20-40% RESPIRAÇÃO CRESCIMENTO CO2 EXUDATOS MUCIGEL TECIDOS MICROORG. M.O. DO SOLO CO2 MICROORGANISMOS CO2 COMPOSTOS LIVRES Prof. Maria de Fátima Peixoto

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

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

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

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

22  NO3- (predomina)  N2 (gás)  Aminoácidos (RCHNH2COOH)
Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição Formas absorvidas:  N2 (gás)  Aminoácidos (RCHNH2COOH)  Uréia [CO(NH2)2)]  NH4+  NO3- (predomina) Após a absorção o nitrato (NO3-) tem que ser reduzido a amônia (NH3) para poder ser incorporado nos esqueletos de C.

23 Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição
Transportador de alta afinidade (HATS), cinética com a saturação Transportador de baixa afinidade (LATS), cinética sem a saturação Vmax y Km 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)

24 Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição
Influência da localização lateral na absorção de N-NO3- pelo milho (Malavolta, 1981).

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

26 Idade das raízes Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição
Taxas de absorção de nutriente pelo milho em função da idade da planta Idade da planta (dias) N (µmol/m raiz/dia) 20 227 30 32 40 19 50 11 60 6 70 1 80 0,5

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

28 Fatores que afetam absorção de N: ** pH pH ácido [H+] :
Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição Fatores que afetam absorção de N: ** pH pH ácido [H+] : > competição NH4+ : < Absorção de N [amônio] < competição NO3-2 : > Absorção de N [nitrato]

29 Absorção de nitrato Absorção de amônio [H+] [H+] Acidificação do meio
-- + -- + NO3-- NH4+ 2 H+ 1 H+ -- + -- + ATP + + ATP 1 H+ 2 H+ -- + -- + Acidificação do meio Alcalinização do meio [H+] [H+]

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

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

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 Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição
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.

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

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

38 Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição

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

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

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

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

43  Disponibilidade de água (déficit hídrico);
Nitrogênio N-solução => N-interior/Raiz Fatores que afetam a redução do nitrato:  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 (>350C)  Concentração de CO2;  Disponibilidade de água (déficit hídrico);  Deficiências minerais (Mo, Fe e S);  Concentração de NO3-

44 Nitrogênio Metabolismo
µ N-NO2-/g M.fresca OBS. Pode ser utilizado como teste bioquímico, alternativo, de diagnose de N em culturas Milimoles N-NO3-/L da solução Efeito do nível de nitrato no meio sobre a atividade da redutase de nitrato em folhas de sorgo e soja

45 Nitrogênio Metabolismo b) Incorporação do nitrogênio
NH3 produzido na primeira etapa INCORPORADO EM ESQUELETOS DE C ACUMULAR NA PLANTA TOXIDEZ  MATÉRIA SECA Proteínas...  MATÉRIA SECA

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

47 Nitrogênio Metabolismo Esquema ilustrando o pigmento da clorofila

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

49 Nitrogênio Metabolismo 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

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

51 Nitrogênio Metabolismo
Taxa de assimilação de CO2 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)

52 Nitrogênio Metabolismo
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.

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

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

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

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

62 Diagnose visual - Sintomas
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 j) baixo conteúdo proteínas
DEFICIÊNCIA j) baixo conteúdo proteínas Indicação básica é fornecer de 10 a 35% do total de caloria diária na forma de proteina Dieta sem proteína - Nigéria

65 Nitrogênio Sintomatologia EXCESSO b) folhagem abundante;
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 Deficiência de nitrogênio em Soja

69 Deficiência de nitrogênio em Feijão

70 Deficiência de nitrogênio em Soja

71 Deficiência de nitrogênio em café

72 Deficiência de nitrogênio em café

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