As plantas são organismos autotróficos, capazes de viver num ambiente inteiramente inorgânico, utilizando CO2 da atmosfera, água e nutrientes do solo. A partir do final do século XIX, os estudos extensivos sobre a composição das plantas cultivadas em diferentes solos permitiram compreender que a presença e a concentração de um elemento mineral não poderiam ser critérios para a demonstração da sua essencialidade. A planta absorve pelas raízes elementos minerais nem sempre essenciais à sua vida e ao seu ciclo reprodutivo, possuindo uma capacidade de absorção seletiva limitada, podendo absorver também elementos não-essenciais e/ou mesmo tóxicos (KERBAUY, 2008).
O crescimento e o desenvolvimento das plantas dependem fundamentalmente de um fluxo contínuo de sais minerais, que são essenciais para o desempenho das principais funções metabólicas das células. Um vegetal não se desenvolve e não cresce normalmente se não obtiver um conjunto de minerais e outros elementos essenciais necessários. O suprimento e a absorção de elementos químicos requeridos para o crescimento e metabolismo, podem ser definidos como nutrição e os elementos químicos necessários a um organismo, denominam-se nutrientes (BARROS, 2020).
Para Kerbauy (2008). Os elementos minerais essenciais, também denominados nutrientes minerais das plantas, foram descobertos ao longo do tempo, e são aqueles que atendem aos três seguintes critérios de essencialidade:
- um elemento é essencial quando a planta não consegue completar seu ciclo de vida na sua ausência;
- o elemento tem função específica e não pode ser substituído;
- o elemento deve estar envolvido diretamente no metabolismo da planta, fazendo parte de um constituinte essencial (por exemplo, uma enzima), ou exigido para um passo metabólico específico (por exemplo, numa reação enzimática).
Para Barros (2020) os nutrientes são classificados em função das quantidades absorvidas pelas plantas:
- Macronutrientes primários ou principais: Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Potássio (K).
- Macronutrientes secundários: Cálcio (Ca), Magnésio (Mg) e Enxofre (S).
- Micronutrientes: Boro (B), Cloro (Cl), Cobre (Cu), Ferro (Fe), Manganês (Mn), Molibdênio (Mo) e Zinco (Zn).
- Elementos não essenciais: Sódio (Na), Silício (Si) e Cobalto (Co).
Além desses elementos minerais, são também elementos químicos essenciais o C, H e 0, que a planta retira principalmente do ar e do solo, na forma de CO2 e de H2O. Esses elementos foram agrupados entre os macronutrientes.
Os nutrientes são importantes, porque desempenham funções imprescindíveis no metabolismo das plantas, seja como substrato (composto orgânico) ou em sistemas enzimáticos. De uma forma geral, tais funções podem ser classificadas como:
- estruturais (fazem parte da estrutura de um qualquer composto orgânico vital para a planta);
- constituintes de enzimas (fazem parte de uma estrutura específica, grupo prostético/ativo de enzimas);
- ativadores enzimáticos (não fazem parte da estrutura).
É importante salientar, que os nutrientes não só ativam, como também inibem sistemas enzimáticos, afetando a velocidade de muitas reações no metabolismo da planta (BARROS, 2020).
Mecanismos de contato entre as raízes das plantas e o solo
O suprimento de nutrientes para as raízes, que crescem no solo, depende dos atributos físicos e químicos desse solo, da espécie iônica do nutriente e das características morfológicas e fisiológicas das raízes.
Kerbauy (2008) descreve que as raízes das plantas entram em contato com a solução do solo de onde retiram os nutrientes minerais de que necessitam. Existem três mecanismos responsáveis pelo movimento de íons da solução do solo para a superfície das raízes: (1) fluxo de massa; (2) interceptação radicular; e (3) difusão (Figura 1).
- Fluxo de massa é o movimento de nutrientes da solução do solo em direção à superfície das raízes (rizosfera); é causado pelo fluxo convectivo da água ao ser absorvida pela planta. A absorção de água, por sua vez, depende do reservatório de água do solo e do potencial interno de água da planta que está relacionado às condições atmosféricas de temperatura e umidade.
- A interceptação radicuIar corresponde à quantidade de nutrientes que as raízes encontram disponíveis na rizosfera à medida que se desenvolvem, não dependendo do movimento deles no solo.
- A difusão do nutriente do solo para a superfície radicular acontece quando a absorção pela planta é maior do que o suprimento pelos dois mecanismos citados, criando um gradiente de concentração da rizosfera para o meio externo. Esse gradiente de concentração faz com que o nutriente se mova da área de maior concentração para a de menor concentração (rizosfera). Esse é um processo complexo que depende de vários fatores do solo, como a tortuosidade (também chamada de fator de impedância) e a temperatura. A tortuosidade varia com a umidade, densidade e textura do solo.
A importância relativa de cada um desses mecanismos de movimento do nutriente no solo para a planta depende da espécie iônica envolvida, do genótipo da planta, da densidade de raízes e do fluxo de água na planta. Isso significa que a contribuição de cada mecanismo de chegada do nutriente à raiz varia com o nutriente, com a cultura e com as condições ambientais do solo e da atmosfera. Por exemplo, para o milho, considerando-se uma adubação adequada para uma produção de 9.500 kg ha-1, a quantidade aproximada de nutrientes que chega às raízes por interceptação radicular pode variar de 1% (N), até 29% (Ca); por fluxo de massa, de 5% (P), 71% (Ca), 79% (N), 87% (Mg) até 98% (S); e, por difusão, de 20% (N) até 93% (P) (KERBAUY, 2008).
De maneira geral, o fluxo de massa é o maior contribuinte para o suprimento de Ca, Mg, N e S para a rizosfera. Já a difusão é mais importante para o K, P e micronutrientes. Entretanto, dependendo da espécie e do tipo de sistema radicular, o fluxo de massa pode ter importância igual ou superior à difusão no suprimento de K às raízes. Os parâmetros morfológicos das raízes (densidade, comprimento e superfície) são muito significativos para a aquisição de nutrientes do solo pelas plantas (KERBAUY, 2008).
Mobilidade de íons e solutos no xilema e floema
Mobilidade no xilema
Os nutrientes absorvidos pelas raízes são transportados para a parte aérea das plantas através do xilema, e, entre os órgãos das plantas, através do floema, embora entre órgãos o transporte também possa ocorrer via xilema, em menor proporção. O transporte radial do nutriente até o xilema da raiz pode possuir dois componentes: um metabólico e outro não-metabólico. Através da via metabólica, o nutriente absorvido pela raiz é imediatamente incorporado a substâncias orgânicas (ácidos ou açúcares) e transportado e liberado no xilema na forma orgânica ou inorgânica, dependendo do nutriente e da espécie. É o caso do fósforo em raízes jovens de cevada que possui um mecanismo metabólico predominante de transporte radial de P até o xilema (P orgânico), porém ele é liberado no xilema na forma P inorgânico (KERBAUY, 2008).
A maioria dos nutrientes é transportada para a parte aérea via xilema na forma iônica (inorgânica). O N pode estar presente no xilema nas formas de nitrato, amônio (em pequena quantidade), amida ou de outros aminoácidos, dependendo da espécie e da forma em que foi suprido à planta. Os demais nutrientes são encontrados na seiva bruta em grandes quantidades na forma iônica, porém traços de compostos orgânicos contendo P e S podem ser encontrados.
Os fitormônios são constituintes normais da seiva do xilema, particularmente as citocininas, que são sintetizadas nas raízes. A presença de ácido abscísico (ABA) na seiva bruta tem atraído grande interesse como um possível sinal químico da raiz para a parte aérea sobre o estado de hidratação da raiz. Esses sinais hormonais derivados da raiz afetam o transporte de longa distância de nutrientes minerais, alterando o volume do fluxo no xilema, a taxa de transferência entre xilema-floema e a distribuição de nutrientes minerais dentro da parte aérea (KERBAUY, 2008).
Mobilidade no floema
A redistribuição ou remobilização de nutrientes ocorre via floema (Figura 2), iniciando-se nos vacúolos de tecidos de reserva para as partes apicais em crescimento, juntamente com os assimilados. Quando é detectado pela planta o início da falta de um nutriente no ápice (demanda da parte aérea), é enviado um sinal, iniciando-se a redistribuição dele das folhas mais velhas para as mais novas com maior ou menor rapidez, dependendo da sua função e mobilidade. Essas características são importantes na identificação de sintomas de deficiência, de acordo com a parte da planta afetada (KERBAUY, 2008).
Assim, os nutrientes conhecidos como móveis se deslocam facilmente, e os sintomas de deficiência aparecem nas folhas mais velhas. Quando o nutriente faz parte de estruturas celulares, como paredes e membranas, sua mobilidade é restrita e os sintomas de deficiência aparecem nas folhas mais novas.
Com base nessa localização dos sintomas de deficiências nas plantas, a classificação mais conhecida e aceita na última década, quanto à mobilidade no floema, dividiu os nutrientes em:
- móveis – N, P, K, Mg e CI;
- pouco móveis – S, Cu, Fe, Mn, Zn e Mo; e
- imóveis – Ca e B (Marschner, 1983).
Quais as funções dos nutrientes nas plantas? Barros (2020) explica a função dos nutrientes descritos abaixo:
Macronutrientes:
- Nitrogênio (N) – É essencial para a formação das proteínas, as quais são indispensáveis à vida das plantas e animais e faz parte de compostos do metabolismo, como a clorofila e os alcalóides. É também, parte de muitas enzimas e vitaminas e, atua em todas as fases (crescimento, floração e frutificação).
Além das proteínas, o N atua no metabolismo vegetal participando diretamente na biossíntese de clorofilas (TAIZ et al., 2017). Em plantas de milho, por exemplo, ocorre uma intensa absorção de N nas fases iniciais de desenvolvimento, devido a sua intensa atividade metabólica (GONDIM et al., 2016).
- Fósforo (P) – Atua a nível da respiração e da produção de energia, atuando também, na divisão celular, aumentando-a. Faz parte de substâncias de reserva, como o amido e os albuminoides. Facilita a floração, aumenta a frutificação e antecipa a maturação, intensificando a resistência das plantas, às doenças. Contribui para o crescimento do sistema radicular e é um fator de quantidade e de qualidade nas culturas.
O P é encontrado em formas orgânicas e inorgânicas no solo e este influencia no desenvolvimento do sistema radicular, atua na floração, fecundação, formação e maturação do grão (CARMO et al., 2014). Nas plantas, a carência de fósforo resulta em menor crescimento, redução da expansão de área foliar, no número de folhas e o diâmetro do caule (TAIZ et al., 2017).
- Potássio (K) – Com este nutriente, as plantas elaboram os açúcares e o amido. É indispensável para a formação e o amadurecimento dos frutos, aumenta a rigidez dos tecidos e a resistência das plantas às pragas e doenças, favorecendo o crescimento do sistema radicular.
O K, depois do N, é o nutriente mais extraído pelas plantas e está relacionado ao processo fotossintético, é ativador enzimático e atua na translocação dos assimilados para as folhas, abertura e fechamento dos estômatos e regulação osmótica (ELMER; DATNOFF, 2014)
Macronutrientes secundários:
- Cálcio (Ca) – Contribui para o fortalecimento de todos os órgãos das plantas, principalmente raízes e folhas, é um componente da parede celular vegetal, sendo necessário para a manutenção da estrutura e ativação da amílase. Também é importante na manutenção do equilíbrio entre alcalinidade e acidez do meio e da seiva das plantas.
- Magnésio (Mg) – É parte integrante da molécula da clorofila e, por isso, está diretamente ligado ao metabolismo energético das plantas.
- Enxofre (S) – Encontra-se na sua maior parte, na composição das proteínas associadas ao azoto. Participa na formação de alguns aminoácidos essenciais ao metabolismo energético, intervém na síntese de compostos orgânicos, em especial vitaminas e enzimas, sendo um nutriente muito pouco móvel ou mesmo, imóvel.
Fertilizantes ILSA fontes de macronutrientes
A ILSA Brasil possui em seu portfólio uma linha completa de fertilizantes que fornecem macronutrientes de forma eficiente e nas quantidades adequadas para as diversas culturas. Os fertilizantes da linha GRADUAL MIX® são obtidos a partir da combinação da matriz orgânica AZOGEL® com fontes minerais de fósforo (P) e potássio (K), onde AZOGEL® fornece substâncias nutritivas que diminuem a fixação de fósforo no solo e a lixiviação de potássio, o que possibilita um maior aproveitamento destes nutrientes pelas plantas. Além disto AZOGEL® fornece nitrogênio (N) orgânico de forma gradual e 16 aminoácidos essenciais para o metabolismo vegetal.
Outro fertilizante fonte de macronutriente que podemos citar é S-TIME®. S-TIME® é obtido pela combinação de AZOGEL® com enxofre elementar, que será disponibilizado para absorção pelas plantas de uma forma mais rápida já que a matriz AZOGEL® possui elementos nutritivos que favorecem a atividade biológica do solo o que aumenta a mineralização do enxofre elementar.
Como fonte de Cálcio e Magnésio o fertilizante ILSAMIN CaMg® da ILSA Brasil é obtido a partir da combinação da matriz GELAMIN® com fontes minerais de cálcio e Magnésio. A presença da matriz GELAMIN® rica em aminoácidos aumentam a velocidade de absorção destes elementos pelas plantas, prevenindo de forma mais eficiente possíveis carências.
Referências:
BARROS, José. Fertilidade do solo e nutrição das plantas. 2020.
CARMO, D. L., et al. Crescimento de mudas de cafeeiro recém-plantadas: efeito de fontes e doses de fósforo. Coffee Science, Lavras, v. 9, n. 2, p. 196-206, 2014.
ELEMER, W. H.; DATNOFF, L. E. Mineral Nutrition and Suppression of Plant Disease. Encyclopedia of Agriculture and Food Systems, v. 4, 231–244, 2014.
GONDIM, A. R. D. O., et al. Crescimento inicial do milho cultivar brs 1030 sob omissão de nutrientes em solução nutritiva. Ceres, Viçosa, v. 63, n. 5 2016.
KERBAUY, Gilberto Barbante. Fisiologia vegetal. 2008.
TAIZ, L., et al. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6. ed. 2017, p.858.
Autores:
Eng. Agr. Dra. Angélica Schmitz Heinzen
Eng. Agr. Msc. Carolina Custódio Pinto
Eng. Agr. Msc. Thiago Stella de Freitas