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

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

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

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

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

8. Nitrogênio Introdução Inoculada Não Inoculada

9. 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. Nitrogênio Introdução N no solo  95% 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. Nitrogênio Introdução Microbiota N-orgânico N-amínico N-amoniacal N-nitrito N-nitrato Microbiota Imobilização (C/N>33/1)

19. Nitrogênio Introdução Clima: T: ~30oC; Umid.: 50-60% da C.C. C/N:<20/1; Solo arejado e pH Fatores que afetam a disponibilidade no solo: Favorecer a MINERALIZAÇÃO: 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, transporte e redistribuição Absorção Contato N-raiz

22. 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. 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. Nitrogênio Absorção, transporte e redistribuição • Idade das raízes

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

40. 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. N-solução => N-interior/Raiz Nitrogênio 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 NH3produzido 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)