ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO

1. ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO

2. Absorção iônica radicular 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

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

4. Contato íon-raiz Absorção iônica radicular Como o nutriente caminha no solo??

5. Contato íon-raiz Absorção iônica radicular 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. 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  Interceptação radicular  Fluxo de massa  Difusão

7. Como calcular? Absorção iônica radicular 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.

8. Como calcular? Absorção iônica radicular 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.

9. Absorção iônica radicular 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).

10. Absorção iônica radicular Calcula-se que o: NO3- se difunde 3 mm por dia; K+ caminharia 0,9 mm, e: H2PO4- alcançaria 0,13 mm.

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

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

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.

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

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

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

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

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

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

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

29. Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Fatores externos Aeração * ATP * Microbiota aeróbica Fluxo de O2 em solo não-compactado e compactado.

30. Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes Fatores externos – Temperatura; Umidade Elemento: Veloc. de absorção depende, em parte, do elemento, com à seguinte ordem: Ânions: NO3- > Cl- > SO4-2 > H2PO4- Cátions: NH4+ > K+ > Na+ > Mg+2 > Ca+2

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

32. Fatores internos e externos que afetam a absorção de nutrientes 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 (Fe3+ para Fe2+).

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

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

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. Transporte • As plantas dispõem de 2 sistemas que tornam possíveis a movimentação e a condução de substâncias entre seus órgãos: • 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.

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

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

39. Redistribuição 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

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

41. NUTRIÇÃO FOLIAR

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

43. Absorção iônica foliar 1844 - Relatos de aplicação de Fe em videira; 1874 - aplicação de chorume diluído em água em plantas de jardim na Alemanha; 1940-45 - grande impulso na absorção iônica devido a sobras de radioisótopos; 1945 - Início de pesquisas com adubação foliar no Brasil, pelo IAC e pela ESALQ; CUTÍCULA => CÉLULAS DA EPIDERME (ELA => CITOPLASMA)

44. Aspectos anatômicos e processos ativos e passivos de 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). O que é absorção

45. Primeiras pesquisas sobre a absorção • HOGLAND e BROYER (1936): raízes de cevada • contra um gradiente de concentração • Necessidade de energia respiratória (ATP) • 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 Ca2+

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

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