INTERAÇÃO NUTRIÇÃO DE PLANTAS x SANIDADE DIA/2 Milton Moraes.pdf · Doença ou praga: → efeito na absorção, transporte, redistribuição → alteração no teor foliar de

Prof. Dr. Milton Ferreira de MoraesUniversidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

Programa de Pós-Graduação em Agricultura Tropical UFMT-

Cuiabá

Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo UFPR-Curitiba

INTERAÇÃO NUTRIÇÃO DE PLANTAS x SANIDADE

INTRODUÇÃO

Sugestão de literaturas

(1) DATNOFF, L.E.; ELMER, W.H.; HUBER, D.M. (Eds.). Mineral nutrition and plant disease. St. Paul: TheAmerican Phytopathological Society, 2007. 278p.

(2) ZAMBOLIM, L.; VENTURA, J.A.; ZANÃO JUNIOR, L.A. (Eds.). Efeito da nutrição mineral no controle de doenças de plantas. Viçosa: os autores, 2012. 321p.

(1) (2)

INTRODUÇÃO

Conceitos

Justus Liebig

1803 - 1873

Lei do mínimo de Liebig

“Cada campo contém um máximo de um ou mais e um mínimo. As

colheitas guardam relação com

esse elemento no mínimo, seja ele cal, potassa, nitrogênio ou outro

nutriente qualquer. É o fator que

governa e controla o tamanho e a duração das colheitas”.

INTRODUÇÃO

Conceitos

OS ELEMENTOS MINERAISM = MACRONUTRIENTES

N, P, K, Ca, Mg, S - kg/ha

MICRONUTRIENTES

B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn - g/ha

BENÉFICOS

Co, Na, Si, Se, V

Planta fresca = 90 – 95% água5 – 10% matéria seca

seca = 95% C, H, O5% minerais

CRITÉRIOS DE ESSENCIALIDADE?

- direto- indireto

INTRODUÇÃO

Conceitos

DIRETO: O elemento deve fazer parte de um composto ou de uma reação crucial (enzimática ou não) para o

metabolismo das plantas.

Exemplos: O nitrogênio (N) faz parte de todas as proteínas vegetais;

Potássio (K): ativador enzimático de mais de 50 enzimas.

INTRODUÇÃO

Conceitos

INDIRETO:

1) Na ausência do elemento a planta morre antes de

completar o seu ciclo;

2) O elemento não pode ser substituído por nenhum outro;

3) O efeito do elemento não deve estar relacionado com

o melhoramento de condições físicas, químicas ou biológicas (doenças) desfavoráveis do meio.

INTRODUÇÃO

Conceitos

Elementos benéficos:

Sem ela a planta vive, mas em dadas condições a sua

presença pode ajudar o crescimento e aumentar a

produção.

Exemplo: O sódio (Na) é semelhante ao K (valência, raio

iônico, grau de hidratação), podendo substituí-lo em

funções não específicas como o equilíbrio osmótico.

INTRODUÇÃO

Conceitos

Fonte: Soil Fertility Manual (2004)

Diagnóstico de deficiência ou excesso(Perguntas)

-Há incidência de pragas ou doenças?

(uso de herbicidas)

- O sintoma é generalizado?

- Gradiente?

- Simetria?

INTRODUÇÃO

Conceitos

O QUE É “STRESS”?

Uma condição externa que adversamente afeta o crescimento,desenvolvimento e/ou produtividade das culturas.

Os estresses desencadeiam uma série de resposta das plantas:-Altera expressão gênica;-Metabolismo celular;-Mudanças nas taxas de crescimento e produtividade dasculturas.

INTRODUÇÃO

Conceitos

INTRODUÇÃO

Conceitos

ESTRESSE OXIDATIVO

Fonte: Potters (2005) - Presentation

INTRODUÇÃO

ESTRESSE OXIDATIVO

Fon

te: Po

tters (2

00

5) -

Pre

sen

tation

INTRODUÇÃO

ESTRESSE OXIDATIVO

Superoxide dismutase O2- + O2

- + 2H+ H2O2 + O2

Catalase H2O2 + H2O2 2 H2O + O2

Ascorbate peroxidase 2 ASC + H2O2 2 H2O + 2 MDHA

Peroxidases RH2 + H2O2 2 H2O + R

INTRODUÇÃO

COMPOSTOS DE DEFESA MAIS COMUNS

H3+N

-O O

N

O

H

N

O

H

SH

O-O

N

O

H

N

O

SH

H

-O O

N

O

H

SH

N

O

H

O-

O

Glutamato Cisteína GlicinaGlutamato GlutamatoCisteína Cisteína

(A)

Estrutura de uma fitoquelatina (y-Glu-Cis)3-Gli

Representação esquemática de uma fitoquelatina

Fonte: Potters (2005) - Presentation Fonte: Malavolta e Moraes (2007)

INTRODUÇÃO

COMPOSTOS DE DEFESA MAIS COMUNS

Representação esquemática de duas fitoalexinas

N

N

S

Camalexina

NH

N

S S CH3

CiclobrassininaFonte: Malavolta e Moraes (2007)

INTRODUÇÃO

Conceitos

Fonte: Alderfasi (2014)

A comparison of the record yields and the average yields indicates that mostly crops are only reaching 20% of their genetic potential due tobiotic categories: disease, insect and weeds. The major reduction in yield (~ 70%) is due to abiotic stress. The most significant abiotic stress is water stress, both deficit stress (drought) and excess stress (flooding, anoxia).

INTRODUÇÃO

Conceitos

Fonte: Alderfasi (2014)

INTRODUÇÃO

Custo de construção de defesa e de renovação de partes da planta

Substância vegetal ou partes da planta Custo de construção

(g glicose/g massa seca)

Substâncias de defesa

Taninos 1,55 - 1,60

Glicosídeos cianogênicos 1,9 - 2,1

Alcalóides 2,8 - 3,3

Monoterpenóides 2,8 - 3,5

Látex 3,3

Substâncias da parede celular

Lignina (lenho de coníferas) 2,44 - 2,49

Lignina (lenho de angiospermas) 2,48 - 2,52

Custo de reposição de órgãos

Fonte: W. Larcher (2000) p.351

INTRODUÇÃO

Conceitos

INTRODUÇÃO

Conceitos

Fonte: Potters (2005)

INTRODUÇÃO

Conceitos

INTERAÇÃO PLANTA-PATÓGENO

MECANISMOS

Fonte: Malavolta e Moraes (2007)

Desequilíbrio nutricional = falta, excesso

→ condições favoráveis para

doenças e pragas

Mais N → + proteína = alimento para inseto

porém

adubo nitrogenado → +HCN → menos insetos

+NH3 → menos podridão

do colmo milho

Mais S → + glicosinolato, tóxicos para insetos.

MECANISMOS

Fon

te: M

alavolta e

Mo

raes (2

00

7)

Patógeno → menor transporte de CH2O folha → raiz

→ consumo de aminoácidos e amidas →

sintomas de deficiência de N

Excesso N → plantas + suculentas + compostos

solúveis = meio para o patógeno

Doença ou praga:

→ efeito na absorção, transporte, redistribuição

→ alteração no teor foliar de macro e micronutrientes

MECANISMOS


Mecanism: saponinas e glucosinolatos antimicrobianos

óxido nítrico → fitoalexina

cisteína → glicosinolatos e fitoalexinas =

defesa contra patógenos

produção de S0 endógeno = defesa

Europa Ocidental:

menos emissão de SO2 → + deficiência de S

→ menor produção e + doenças.

MECANISMOS


S elementar = fungicida e nutriente

S0 + H+ + e- → H2SO3 = tóxico

e- O2

produção endógena resposta ao patógeno

S elementar – absorção e assimilação pela folha

MECANISMOS

MECANISMOS

Fonte: Huber et al. (2012)

INTRODUÇÃO

Penetração de fungos nas células vegetais


INTRODUÇÃO

Penetração de fungos nas células vegetais


RESPOSTAS

K x transporte de fotoassimilados (Mg?)[Efeito de diluição?!]


RESPOSTAS

APLICAÇÃO DE Si EM ARROZ


RESPOSTAS

APLICAÇÃO DE Cu EM TRIGO


RESPOSTAS

APROVEITAMENTO DO ENXOFRE ELEMENTAR


ABSORÇÃO FOLIAR: SO42-, SO2, aminoácidos (cisteína), S0, S2-

(Turrell & Cervenak, 1949; Sanchez et al. 2001; Noggle et al., 1986).

Turrell & Cervenak (1949) e Turrell (1950) aplicaram S0 marcado

com o isótopo radiotivo 35S na superfície de frutas cítricas e

verificaram:

S0 → H2S → SO2 → SO4 → proteínas

2RSH + 35S0 ↔ RSSR + H235S

*Altas temperaturas – toxidez S0

RESPOSTAS



Turrell & Cervenak (1949)

Frutos de limão sem contato com o S0 (30 h)

Produto formado *Atividade específica% da atividade

específica do 35S0

35S0 0,1107 -

H235S 0,00625 5,65

35SO2 0,00108 0,98

35SO4 0,00204 1,85

*Contagens/segundos/mg Ba35SO4

RESPOSTAS


Fonte: Malavolta e Moraes (2006)*Contagens/segundos/mg Ba35SO4

Turrell & Weber (1955)

“Pó de enxofre elementar como nutriente para folha de limão”

Constituinte *Atividade proteínas *Atividade BaSO4

Folhas tratadas com 35S0

Proteína sol. Ácido 0,162 9,909

Proteína sol. base2,847 1,678

Folhas não tratadas

Proteína sol. Ácido 0,000 2,107

Proteína sol. base 0,007 0,331

RESPOSTAS


Exemplo prático: Europa Ocidental

Após a legislação europeia contra a emissão de gases poluentes,

houve uma drástica redução nas concentrações atmosféricas de SO2.

Em decorrência disso, deficiências severas de enxofre foram

diagnosticadas em campo, causando desordens nutricionais, alta

suscetibilidade à doenças e significativas reduções na produção (Bloem

et al., 2004).

RESPOSTAS


EFEITO FISIOLÓGICO

● Sánchez et al. (2001) usaram vários produtos químicos, entre eles a Calda Sulfocalcica (Ca-S),

para controlar o “russeting” (desordem) em frutos de maça.

Test

Ca-S

AG

CaNO3

S0

Ca-B

Etileno

RESPOSTAS


Possíveis rotas da ação hormonal do S0

Fonte: García et al. (1999)

RESPOSTAS

PRODUÇÃO ENDÓGENA DE S0

Esquema geral da assimilação do sulfato e síntese de compostos de enxofre Notar a geração do S elementar endógeno (Modificado de RAUSCH & WACHTER, 2005).

SO42-

APS

SO32-

H2S

Cisteína

AS

Prt-S

Fitoalexinas

H2O2

GSH

Glucosinolatos

S0

ATP

2 GSH

Ferred ox

NH4+

Piruvato Acetato Acetil-CoA

Serina

O2

Sulfolipídeos

H2S - Atmosfera

PAPS

Ésteres sulfato

?

?

Metionina

S0 Exógeno

Produção de S0

endógeno = defesa (WILLIAMS et al. (2002)

RESPOSTAS

NÍQUEL (Ni) NA NUTRIÇÃO E SANIDADE

RESPOSTAS


Fonte: WOOD et al. (2004 a,b,c)

Pecã

Fonte: RUTER (2005)

Bétula

RESPOSTAS


● A essencialidade do Ni para as plantas superiores foi demonstrada

por ESKEW et al. (1983) pelos critérios direto (ativador da urease –

enzima universal em solos, plantas, animais, microrganismos) e

indireto (indução de sintoma de deficiência);

● Além de ativar a urease, participa da FBN – hidrogenase (URETA et

al., 2005), do metabolismo de aminoácidos, ânions solúveis (BROWN

et al., 1990), de ureídeos e ácidos orgânicos (BAI et al., 2006);

FUNÇÕES MAIS CONHECIDAS

RESPOSTAS


Produtividade e teor de Ni nos grãos de soja em resposta à aplicação

foliar de sulfato de níquel visando melhorar a qualidade das sementes

(germinação e vigor).

Tratamentos(1)

Produtividade Conc. Ni na semente

2005(2) 2006(3) 2006

________________ sc ha-1______________ mg kg-1

Testemunha 58,7a 49,5b 0,3

250 g de NiSO4 ha-1 60,5a 55,7a 3,2

500 g de NiSO4 ha-1 57,0a 50,2b 3,1

1000 g de NiSO4 ha-1 57,6a 46,0c 3,6

Fonte: Orlando C. Martins (Comunicação pessoal - outubro/2006)

RESPOSTAS


RESPOSTAS


Redução da severidade da severidade da ferrugem em feijão

caupi pela adição de níquel na solução nutritiva.

Ni na solução

Necrose nas folhas

Nº de lesões Teor de uréia

Conc. Ni foliar

µM - µmol g-1

MSmg kg-1

0 + 904 ± 112*** 4,0 ± 0,6 0,03

3,3 - 422 ± 70 0 (n.d.) 1,04

Fonte: GRAHAM et al. (1985)

RESPOSTAS


0

10

20

30

40

50

60

Test 10g V5 20g V5 40g V5 80g V5

RESPOSTA DA SOJA AO FOSFITO DE NÍQUEL (Estudo em andamento)

Aumento de 3,17 sc/ha em relação ao tratamento padrão.

Pro

du

tivi

dad

e (s

c/h

a)

RESPOSTAS


Fonte: Rodak et al. (não publicado, 2013).

RESPOSTA AO NÍQUEL

RESPOSTAS


Fonte: Rodak et al. (não publicado, 2013).

RESPOSTA AO NÍQUEL (Melhoria na atividade de enzimas / metabol. N)

RESPOSTAS


INTERAÇÃO Ni X Mo

RESPOSTAS


Fonte: Moraes et al. (2009).

INTERAÇÃO Ni X Mo

RESPOSTAS


OBRIGADO!

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