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NUTRIÇÃO MINERAL É o estudo de como as plantas obtêm e utilizam os nutrientes minerais. O consumo mundial dos principais elementos minerais fertilizantes (N, P e K), aumentou de 112 milhões de ton métricas em 1980 para 143 ton métricas em 1990, permanecendo constante durante os últimos 15 anos.
As plantas cultivadas em geral utilizam menos da metade do fertilizante aplicado (Loomis e Conner, 1992).
Nutrientes Essenciais Um elemento essencial é definido como aquele que é componente intrínseco na estrutura ou metabolismo de uma planta ou cuja ausência causa anormalidades severas no crescimento, desenvolvimento e reprodução do vegetal (Arnon e Stout, 1939; Epstein e Bloom, 2005). Os elementos minerais essenciais são classificados em macro e micronutrientes, de acordo com suas concentrações relativas no tecido vegetal.
Mengel .e Kirkby (1987) propuseram classificar os elementos essenciais de acordo com seu papel bioquímico e sua função fisiológica.
Elementos de ocorrência natural, como alumínio, selênio e cobalto, não estão listados, mas também podem se acumular nos tecidos vegetais. Alumínio plantas acumulam de 0,1 a 500 ppm. Estimula o crescimento. Selênio é acumulado em muitas espécies dos gêneros Astragalus,
Xylorhiza e Stanleya. Cobalto parte da cobalamina (vitamina B12 e seus derivados), um componente de várias enzimas em microorganismos fixadores de nitrogênio.
Técnicas especiais são utilizadas em estudos nutricionais Cultivo em solução ou hidroponia é a técnica de cultivar plantas com suas raízes imersas em solução nutritiva sem solo (Gericke, 1937).
Figura – Tipos de sistema de cultivo em solução. (A) Em um sistema hidropônico padrão, as plantas são suspensas pela base do caule sobre um tanque contendo a solução nutritiva. Uma pedra porosa, um sólido poroso que gera uma corrente de ar de pequenas bolhas, mantém a solução plenamente saturada com oxigênio. (B) Na técnica de lâmina de nutrientes, uma bomba de solução transporta a solução nutritiva de um reservatório principal, através de um tanque inclinado, e, ao longo de um tubo de retorno, volta ao reservatório. (C) Em um tipo de aeroponia, uma bomba de alta pressão asperge solução nutritiva nas raízes contidas em um tanque. (D) Em um sistema de subirrigação, uma bomba periodicamente enche com solução nutritiva uma câmara superior contendo as raízes das plantas. Quando a bomba é desligada, a solução drena de volta ao reservatório, através da bomba.
Em cultivo hidropônico a supressão de um elemento essencial pode ser prontamente relacionado a um determinado conjunto de sintomas. O diagnóstico de plantas que crescem em solo pode ser mais complexo devido: Deficiência simultânea de vários elementos. Deficiências ou quantidades excessivas de um elemento podem induzir deficiências ou acúmulos excessivos de outro elemento. Algumas doenças virais podem produzir sintomas similares àqueles das deficiências nutricionais.
Deficiências minerais perturbam o metabolismo e o funcionamento vegetal Em geral, os elementos essenciais atuam na estrutura do vegetal, no seu metabolismo e na osmorregulação celular. Quando se relacionam sintomas de deficiência aguda a um elemento essencial em particular, uma pista importante é a extensão em que um elemento pode ser reciclado de folhas mais velhas para folhas mais jovens.
Grupo 1: Deficiências de nutrientes minerais que integram composto de carbono Nitrogênio: Elemento mineral exigido em maiores quantidades. Constituinte de muitos componentes das células, incluindo aminoácidos, proteínas e ácidos nucléicos. Sua deficiência inibe o crescimento vegetal. Se a deficiência persiste, pode causar clorose, sobretudo nas folhas mais velhas. Quando a deficiência se desenvolve lentamente as plantas podem ter caules delgados e comumente lenhosos, devido ao acúmulo de carboidratos em excesso. Os carboidratos também podem ser empregados na síntese de antocianina.
Figure - Nitrogen deficiency symptoms in tomato. (Epstein and Bloom 2004)
Enxofre: Encontrado em dois aminoácidos (Cys e Met). Constituinte de várias coenzimas e vitaminas (acetil CoA, biotina, vit B1). Sintomas similares aos da deficiência de N, incluindo clorofila, redução do crescimento e acúmulo de antocianinas. A clorose aparece em geral de início em folhas jovens e maduras.
Figure - Sulfur deficiency symptoms in tomato. (Epstein and Bloom 2004)
Grupo 2: Deficiências de nutrientes minerais que são importantes na armazenagem de energia ou na integridade estrutural Fósforo: Componente de fosfato-açúcares, intermediários da respiração e fotossíntese, de fosfolipídeos e nucleotídeos. Sua Sua deficiência levam ao crescimento reduzido em plantas jovens e uma coloração verde escura das folhas, as quais podem estar malformadas e apresentarem manchas necróticas. Pode haver a produção de antocianinas. Produção de caules delgados, mas não lenhosos. Morte das folhas velhas. Maturação da planta é retardada.
Figure - Phosphorus deficiency symptoms in tomato.
Silício: Apenas membros da família Equisetaceae (juncos de polimento) requerem silício para completar seu ciclo de vida. Outras espécies acumulam silício e apresentam melhoria no crescimento e na fertilidade quando supridas com este elemento. Plantas deficientes em silício são mais suscetíveis ao acamamento e à infecção fúngica. É depositado no RE, paredes celulares e espaços intercelulares, como sílica amorfa (SiO2.nH2O). Forma complexo com polifenóis. Pode aliviar a toxicidade de muitos metais pesados. Boro: Sugere-se que ele desempenhe funções no alongamento celular, síntese de ácidos nucléicos, respostas hormonais e funcionamento de membranas. Sua deficiência leva a uma ampla variedade de sintomas. Um sintoma característico é a necrose de folhas jovens e gemas terminais.
Figure - Boron deficiency symptoms in tomato.
Grupo 3: Deficiências de nutrientes minerais que permanecem na forma iônica Potássio: Importante papel na regulação do potencial osmótico das células vegetais. Ativa muitas enzimas envolvidas na respiração e fotossíntese. O primeiro sintoma de deficiência é a clorose em manchas ou marginal, que evolui para necrose, com maior ocorrência nos ápices foliares, nas margens e entre nervuras. Os sintomas aparecem inicialmente nas folhas mais maduras. Os caules das plantas deficientes em K podem ser delgados e fracos, com regiões internodais anormalmente curtas. Cálcio Utilizados na síntese de novas paredes celulares e no fuso mitótico.
Figure - Potassium deficiency symptoms in tomato.
Requerido para o funcionamento normal das membranas celulares. Possui o papel de mensageiro segundário em várias respostas em plantas. Seus sintomas de deficiência incluem a necrose de regiões meristemáticas jovens. As folhas jovens podem parecer deformadas. Pode haver redução severa no crescimento.
Figure - Calcium deficiency symptoms in tomato.
Magnésio: Tem papel na ativação de enzima envolvidas na respiração, fotossíntese e síntese de DNA e RNA. Faz parte da estrutura em anel da clorofila. Um sintoma característico da sua deficiência é a clorose entre as nervuras foliares, ocorrendo primeiro nas folhas mais velhas. Pode causar a abscisão foliar prematura.
Figure - Magnesium deficiency symptoms in tomato.
Cloro: Necessário nas reações de quebra da água na fotossíntese. Pode ser necessário para a divisão celular. A deficiência em cloro se manifesta pela murcha dos ápices foliares, seguida por clorose e necrose generalizadas. As folhas podem exibir crescimento reduzido e assumir coloração bronzeada.
Figure - Chloride deficiency symptoms in tomato.
As raízes podem ser curtas e grossas junto aos ápices das raízes. Manganês: Ativa várias enzimas nas células vegetais (descarboxilases e desidrogenases envolvidas do Ciclo de Krebs). Sua função mais bem definida é a reação fotossintética pela qual o O2 é produzido a partir da água. O sintoma principal de deficiência é a clorose entre as nervuras, associada ao desenvolvimento de pequenas Figure - Manganese deficiency symptoms in tomato.
manchas necróticas. A clorose pode ocorrer em folhas jovens ou velhas.
Sódio: As espécies que utilizam as rotas C4 e CAM de fixação do carbono requerem, na maioria, íons sódio. Nestas plantas o sódio é vital para a regeneração do fosfoenolpiruvato. A deficiência leva a clorose e necrose ou deixam de florescer. Em plantas C3 o sódio estimula o crescimento por meio de uma expansão celular maior. Grupo 4: Deficiências de nutrientes minerais que estão envolvidos em reações redox. Ferro: Componente de enzimas envolvidas na transferência de elétrons (reações redox), como citocromos. O sintoma de deficiência é a clorose entre as nervuras, que surgem inicialmente nas folhas jovens.
Figure - Iron deficiency symptoms in tomato.
Zinco: Muitas enzimas requerem zinco. Pode ser exigido para a biosíntese de clorofila em algumas plantas. Sua deficiência é caracterizada pela redução no crescimento internodal, que leva a um crescimento rosetado. As folhas podem ser pequenas e retorcidas, com margens enrugadas. Tais sintomas podem ser Figure - Zinc deficiency symptoms in tomato.
resultado da perda da capacidade em produzir AIA em quantidades suficientes.
Cobre: Associado a enzimas envolvidas em reações redox, sendo reversivelmente oxidado de Cu+ a Cu2+ (ex.: plastocianina) O sintoma da deficiência é a produção de folhas verde-escuras que podem conter manchas necróticas. As manchas necróticas aparecem primeiro no ápice Figure - Copper deficiency symptoms in tomato.
das folhas jovens e depois se estender em direção à base, ao longo das margens. As folhas podem ficar retorcidas ou mal-formadas e até cair prematuramente.
Níquel: A urease é a única enzima em plantas que contém Ni2+. Microorganismos fixadores exigem níquel (Ni+ a Ni4+). Plantas deficientes me níquel acumulam uréia em suas folhas e, em consequência, apresentam necrose nos ápices foliares.
Molibdênio: Os íons molibdênio são componentes de várias enzimas (ex: nitrato redutase e nitrogenase). O primeiro indicativo de sua deficiência é a clorose generalizada entre as nervuras e a necrose das folhas mais velhas. A formação de flores pode ser impedida ou as flores podem cair prematuramente. Sua deficiência pode acarretar a deficiência de nitrogênio.
Figure - Molybdenum deficiency symptoms in tomato.
Deficiências Nutricionais em cafezal Deficiência de nitrogênio (à esquerda, ramo normal) Description: Nitrogênio: as folhas mais velhas são as primeiras a amarelecer, particularmente durante o crescimento dos frutos. A vegetação é rala. Os galhos podem secar da ponta para a base se a colheita tiver sido grande. Diminui a floração. Causas: falta do elemento no solo ou na adubação, solos pobres em matéria orgânica e ácidos Deficiência de enxofre Description: Enxofre: os sintomas foliares são parecidos com os provocados pela falta de nitrogênio mas aparecem nas folhas mais novas. Os internódios encurtam. Causas: falta do elemento no solo ou na adubação, solos pobres em matéria orgânica e ácidos.
Deficiência de fósforo Description: Fósforo: as folhas mais velhas mostram-se verdes e sem brilho. Podem amarelecer e apresentar grandes manchas pardas ou violáceas na ponta e no meio. Caem prematuramente. Há diminuição na floração e no pegamento. Queda de folhas. Maturação antecipada. Raízes mal desenvolvidas. Causas: falta do elemento no solo ou na adubação, solos ácidos. Deficiência de boro (à esqueda, ramo normal) Description: Boro: cálcio e boro costumam andar juntos nos papéis que desempenham na vida da planta. Quando há deficiência, as folhas são pequenas, tem formas bizarras. Em casos severos as gemas terminais podem secar ou morrer e a ponta do galho também o faz:estes sintomas são parecidos com os causados pelo fungo Phoma. Há superbrotamento. Os internódios encurtam. O pegamento da florada é menor. As raízes se desenvolvem menos. Causas: falta do elemento no solo ou na adubação, solos pobres em matéria orgânica, acidez ou calagem em excesso, muitas chuvas ou muita seca e muito N na adubação.
Deficiência de potássio Description: Potássio: as folhas mais velhas são as primeiras a ser afetadas. Mostram um amarelecimento das pontas e margens, que depois secam e ficam com cor marrom ou preta. Os ramos com frutos podem morrer da ponta para a base. Aumenta a porcentagem de frutos chochos e diminui o tamanho dos grãos. A planta agüenta mal a seca e o frio. Causas: falta do elemento no solo ou na adubação, acidez e calagem excessiva. Deficiência de cálcio Description: Cálcio: neste caso, as folhas mais novas são as primeiras a mostrar os sintomas que quase sempre se limitam a elas: aparece uma coloração amarelada ao longo dos bordos a qual pode avançar entre as nervuras na direção do centro. Diminui o pegamento da florada. As raízes são mal desenvolvidas. Causas: acidez, excesso de potássio. Deficiência de magnésio Description: Magnésio: as folhas mais velhas mostram cor amarela e depois pardacenta entre as nervuras e caem prematuramente. Causas: acidez, excesso de potássio.
Deficiência de manganês Description: Manganês: Aparecem no ínicio muitos pontinhos esbranquiçados nas folhas mais novas os quais depois se juntam tomando uma cor amarelada quase gema de ovo. Causas: muita matéria orgânica, solos muito arejados, calagem excessiva.
Deficiência de ferro Description: Ferro: as folhas mais novas ficam amarelas, as nervuras permanecendo verdes, depois amarelecendo. Causas: muita matéria orgânica e muita chuva, calagem excessiva.
Deficiência de zinco (à esquerda, ramo normal) Description: Zinco: os internódios vão encurtando da base do ramo para a ponta e as folhinhas estreitas e amareladas ficam cada vez mais perto umas das outras. Podem haver morte dos ponteiros e superbrotamento. Menor pegamento da florada. Frutos menores. Causas: falta do elemento no solo ou na adubação, calagem excessiva, muito fósforo, muita luz. Deficiência de cobre Description: Cobre: nas folhas mais novas as nervuras secundárias ficam salientes - "costelas". Pode haver deformação do limbo. Em plantas novas as folhas podem se envurvar para baixo a partir da base. Causas: falta do elemento no solo ou na adubação, muita matéria orgânica e muita chuva, calagem excessiva.
Deficiência de molibdênio Description: Molibdênio: nas folhas mais velhas aparecem manchas amareladas e depois pardas entre as nervuras. Com o tempo, essas folhas se enrolam para baixo ao longo da nervura principal e os bordos opostos chegam a se tocar. A principal causa de deficiência é a acidez do solo.
A análise de tecidos vegetais revela deficiências minerais
Figura – A relação entre produtividade e conteúdo de nutrientes do tecido vegetal define zonas de deficiência, adequação e toxicidade. Produtividade e crescimento podem ser expressos em termos de massa seca de parte aérea ou altura. Para gerar dados desse tipo, as plantas são cultivadas sob condições nas quais a concentração de um nutrientes é alterada, enquanto os demais são adequadamente supridos. O efeito da variação na concentração desse nutriente durante o crescimento da planta reflete-se no crescimento ou na produtividade. A concentração crítica desse nutriente é aquela abaixo da qual a produtividade ou o crescimento é reduzido.
O pH do solo afeta a disponibilidade de nutrientes
