Nutrição Mineral de Plantas

Além de carbono, hidrogênio e oxigênio, as plantas necessitam de um conjunto definido de elementos minerais extraídos do solo, e a forma como absorvem, transportam e assimilam esses nutrientes molda seu crescimento e os fertilizantes dos quais a agricultura depende.

Definition

A nutrição mineral de plantas é a aquisição, transporte e assimilação dos elementos inorgânicos essenciais para o crescimento vegetal, e as consequências fisiológicas de seu suprimento ou deficiência.

Scope

Este tópico abrange os elementos minerais essenciais (macronutrientes e micronutrientes), os critérios de essencialidade, os sintomas de deficiência, a absorção de íons e o transporte de membrana na raiz, e a assimilação de nitrogênio e enxofre, incluindo o papel das simbioses.

Core questions

• Quais elementos são essenciais para as plantas e como a essencialidade é estabelecida?
• Como as raízes absorvem íons minerais contra gradientes de concentração?
• Como o nitrogênio e outros nutrientes são assimilados em moléculas orgânicas?

Key theories

Conceito de elemento essencial

Um elemento é essencial se a planta não consegue completar seu ciclo de vida sem ele e se ele tem um papel específico e insubstituível; este critério define os macronutrientes e micronutrientes exigidos por todas as plantas.

Transporte ativo de íons através da membrana

As células da raiz utilizam bombas de prótons para energizar as membranas, permitindo que transportadores e canais absorvam íons minerais seletivamente, muitas vezes contra seus gradientes de concentração.

Mechanisms

As H+-ATPases da membrana plasmática bombeiam prótons para fora das células da raiz, criando um gradiente eletroquímico que impulsiona o transporte ativo secundário de íons nutrientes através de carreadores e canais específicos. Nitrato e amônio são assimilados através da nitrato redutase e do ciclo glutamina sintetase–glutamato sintase em aminoácidos; muitas plantas complementam a absorção através de fungos micorrízicos ou, em leguminosas, simbioses rizobiais fixadoras de nitrogênio que reduzem o N2 atmosférico a amônia.

Clinical relevance

A nutrição mineral é a base científica da fertilização e do manejo do solo; adequar o suprimento de nutrientes à demanda da cultura aumenta os rendimentos, ao mesmo tempo em que limita o escoamento e a eutrofização causados pelas perdas de nitrogênio e fósforo.

History

A teoria mineral da nutrição de Liebig, do século XIX, e os experimentos hidropônicos de Sachs estabeleceram que as plantas requerem elementos inorgânicos específicos, lançando as bases para a fertilização científica e os critérios de elementos essenciais refinados no século XX.

Key figures

• Justus von Liebig
• Julius von Sachs

Seminal works

• taiz2015
• buchanan2015

Frequently asked questions

Qual a diferença entre macronutrientes e micronutrientes?

Macronutrientes como nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre são necessários em quantidades relativamente grandes, enquanto micronutrientes como ferro, zinco, manganês e boro são essenciais, mas exigidos apenas em quantidades vestigiais.

Como as leguminosas obtêm nitrogênio?

As leguminosas formam nódulos radiculares que abrigam bactérias rizobiais que fixam o nitrogênio atmosférico em amônia, fornecendo à planta nitrogênio utilizável em troca de carboidratos.