Nitrógeno y azufre: mobilidad, función y sintomatología de desordenes nutricionales

Nitrógeno  Introducción  Absorción, transporte y redistribuición  Participación en el metabolismo vegetal  Exigencias minerales de las principales culturas  Sintomatología de deficiencia y excesos nutricionales

Nitrógeno Introducción AR: 78,3% N 82 mil t em el aire que circunda 1 ha OU 64,2 mil t de N Procesos: Natm.(NN) => N disponible (NH3...) fijación biologica, fijación industrial; fijación atmosferica

Nitrógeno Introducción En el Brasil, estudios con FBN tuvieron inicio en 1963, con la Dra. Joana Döbereiner, época en que pocos cientistas acreditabam que estas pesquisas pondrían competir con  fertilizantes minerales.

Figura 23. Procesos de fijación del nitrógeno atmosferico (N2). Introducción Figura 23. Procesos de fijación del nitrógeno atmosferico (N2).

Bacteriódes en los nódulos radicular de plantas de soja Nitrógeno Introducción Bacteriódes Bacteriódes en los nódulos radicular de plantas de soja

Nitrogênio Introdução Figura 24. Reacciones metabólicas de FBN nos bacterióides.

Nitrógeno Introducción No Inoculada Inoculada

En el campo, cómo saber que la FBN está adecuada? Nitrógeno Introducción En el campo, cómo saber que la FBN está adecuada? Leghemo. => Co – vitamina B12 (precursora)

Nitrógeno Introducción Efecto del P na actividade da nitrogenase en el teor de N en la parte aérea del feijoeiro.

Nitrógeno Introducción Efecto do Mo en el teor de N en la parte aérea del feijoeiro.

Nitrógeno Introducción Efecto del Ca en la actividad de la nitrogenase en el teor de N en la parte aérea del feijoeiro.

Nitrógeno Introducción Ca en la producción de biomassa y en el numero de nódulos (Solução nutritiva)

Nitrógeno Introducción Cómo evitar la presencia del O2 junto ao bacterióide: Ca respiração do bacterióide Legh.une com O2 Resistência difusão O2

Nitrógeno Introducción Corte del nódulo y la barrera la difusão del O2

N en el suelo Nitrógeno Introduccíon  95%  5% En combinaciones orgánicas: (N-orgânico) (No asiminable por las plantas)  5% Óxidos nitroso y nítrico (gás) Radical: amônio NH4+ , Nitrito (NO2-) y nitrato (NO3-)

• Transferencia de fotosintatos raíz/rizosfera CARBONO FOTOASIMILADO 100 RAICES-20-40% RESPIRACIÓN CRESCIMENTO CO2 EXUDATOS MUCIGEL TECIDOS MICROORG. M.O. DEL SUELO CO2 MICROORGANISMOS CO2 COMPOSTOS LIBRES Prof. Maria de Fátima Peixoto

N-orgânico N-amínico N-amoniacal N-nitrito N-nitrato Nitrógeno Introducción Microbiota N-orgânico N-amínico N-amoniacal N-nitrito N-nitrato Microbiota Imobilización (C/N>33/1)

N-orgânico N-amínico N-amoniacal N-nitrito N-nitrato Nitrógeno Introducción Factores que afetan la disponibilidad en el solo: Favorecer la MINERALIZACIÓN: Clima: T: ~30oC; Umid.: 50-60% da C.C. C/N:<20/1; Suelo aierado y pH N-orgânico N-amínico N-amoniacal N-nitrito N-nitrato

Nitrógeno Introducción Figura. Dinamica del nitrógeno en el sistema suelo-planta, indicando los procesos de pasagem del nutriente en los diferentes compartimentos de la planta.

Nitrógeno Absorción Contacto N-raíz Absorción, transporte y redistribuición Absorción Contacto N-raíz

 NO3- (predomina)  N2 (gás)  Aminoácidos (RCHNH2COOH) Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Formas absorbidas:  N2 (gás)  Aminoácidos (RCHNH2COOH)  Uréia [CO(NH2)2)]  NH4+  NO3- (predomina) Después de absorbido el nitrato (NO3-) tiene que ser reduzido a amônia (NH3) para poder ser incorporado en los esqueletos de C.

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Transportador de alta afinidade (HATS), cinética com a saturação Transportador de baixa afinidade (LATS), cinética sem a saturação Vmax y Km Cinéticas de absorción de nitrato en función da su concentración externa, en raíces de cevada pre-cultivadas con baja concentración de nitrato (0,1 mM)

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Influencia da localización lateral en la absorción de N-NO3- por el maíz (Malavolta, 1981).

Factores que afetan la absorción de N: Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Factores que afetan la absorción de N: Edad de las raíces Presencia de otros nutrientes Ejemplo: K puede aumentar la absorción de N em las plantas onde la redución de nitrato ocurra en la parte aérea

Edad de las raíces Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Taxas de absorción de nutriente por el maíz en función de la edad de la planta Edad de la planta (días) N (µmol/m raíz/día) 20 227 30 32 40 19 50 11 60 6 70 1 80 0,5

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Importancia de la Micorriza x N Absorción de N del suelo en plantas micorrizadas (M) y no micorrizadas (NM) (Ames et al., 1983).

Factores que afetan la absorción de N: Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Factores que afetan la absorción de N: ** pH pH ácido [H+] : > Competición NH4+ : < Absorción de N [amônio] < competición NO3-2 : > Absorción de N [nitrato]

Absorción de nitrato Absorción de amônio [H+] [H+] -- + -- + NO3-- NH4+ 2 H+ 1 H+ -- + -- + ATP + + ATP 1 H+ 2 H+ -- + -- + Acidificación del medio Alcalinização del medio [H+] [H+]

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Valor pH da solución nutritiva con nitrato y amônio durante el cultivo del girassol

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Efecto da forma de N en la produción y en los parámetros fisiológicos del maíz en cultivo sob medio hidropónico

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Formas de N en el crecimiento del feijoeiro (Verennes)

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Efecto del nitrato y del amônio en el crscimiento y coloración de la raíz del girasol

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Toxicidad del amônio en girasol

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición Corte transversal da ponta da raíz, indicando el transporte del nutriente, via caminamento por el apoplasto e/o simplasto de las células de la epiderme, parênquima, endoderme y cilindro central.

De que forma el N es transportado: Nitrógeno Absorción, transporte y redistribuición De que forma el N es transportado: Raíz => Parte aérea

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribución Formas de transporte do N em função da forma absorvida e o respectivo metabolismo “redução assimilatória do nitrato” de grupos de plantas.

Nitrógeno Absorción, transporte y redistribución

Redistribución del N: O C-C-C-C-N-C-C-C-..... Nitrógeno Redistribuición Redistribución del N: forma de N-aminoácidos O C-C-C-C-N-C-C-C-.....

Metabolismo del N en las plantas: Nitrógeno Metabolismo Metabolismo del N en las plantas: ** redución assimilatória del nitrato ** incorporación del nitrógeno

Nitrógeno Metabolismo Esquema simplificado del metabolismo do N en las plantas (redución assimilatória del nitrato y incorporación del nitrógeno).

Nitrógeno Metabolismo a) Redución asimilatória del N Esquema de la redución del nitrato y del nitrito utilizado por las plantas.

 Disponibilidad de agua (déficit hídrico); Nitrógeno N-solución => N-interior/Raíz Factores que afetan la redución del nitrato:  Luz activación y síntesis de la redutase; absorción del nitrato; transferencia del nitrato p/ locales de ativ. Metabólicas; las reaciones fotosintéticas proveria poder redutor p/ asimilación del nitrato.  Temperatura (>350C)  Concentración de CO2;  Disponibilidad de agua (déficit hídrico);  Deficiencias minerales (Mo, Fe e S);  Concentración de NO3-

Nitrógeno Metabolismo µ N-NO2-/g M.fresca OBS. Puede ser utilizado como teste bioquímico, alternativo, de diagnose de N en culturas Milimoles N-NO3-/L de la solución Efecto del nível de nitrato en el mdio sobre la atividade de la redutase de nitrato en hojas de sorgo y soja

NH3 produzido en la primera etapa Nitrógeno Metabolismo b) Incorporación del nitrógeno NH3 produzido en la primera etapa INCORPORADO EN ESQUELETOS DE C ACUMULAR EN LA PLANTA TOXIDEZ  MATÉRIA SECA Proteínas...  MATÉRIA SECA

Nitrógeno Metabolismo b) Incorporación del nitrógeno 1- Via desidrogenase glutâmica (GDH) 2- Via glutamina sintetase (GS) y glutamato sintase (GOGAT)

Nitógeno Metabolismo Esquema ilustrando el pigmento de la clorofila

Nitrógeno Metabolismo Efecto del N en el incremento de la clorofila del tamateiro cultivado en dos suelos (PVC e AQ) (Guimarães et al., 1999).

Nitrógeno Metabolismo Ventajas No destructivo; bajo costo; optimización de la adubación Desventajas? Quanto aplicar? Amplitude Leitura SPAD Otros efectos que afetan produción clorofila; ´r` : produciónxSPAD En estádios iniciales

Nitrógeno Metabolismo Principales funciones del nitrógeno en las plantas (Malavolta et al.,1997)

Nitrógeno Metabolismo Taja de assimilación de CO2 y produción de biomassa en función del contenido foliar de N de maíz (b) y relación entre la produción de granos y la duración de la área foliar verde (DAFV) en el maíz, en el periodo de 63 a 125 días después del plantio (b) (Wolfe et al., 1988)

Nitrógeno Metabolismo Efecto del nitrógeno en el número y peso de granos de maíz y espigas en nível de deficiencia y suficiencia de N. Notar que la ponta de las espigas con deficiência de N tiene numero de fileiras reducido.

Nitrógeno Metabolismo Efecto del nitrogênio en el crecimiento radicular de híbridos de maíz

Nitrógeno Metabolismo Efecto del nitrógeno en el crecimiento radicular de maíz (Bobato, 2006)

Crecimiento de la raíz en función del año “lluvoso y seco” Ano lluvoso Ano seco Cor púpura indica el nitrato (lixiviado) Dunbabin, V. (2007)

Nitrógeno Metabolismo Produción de frutos do maracujazeiro-amarelo en función de doses de nitrogênio sob laminas de irrigación (% da ET0) (Carvalho et al., 2000)

Nitrógeno Metabolismo (FAO)

Nitrógeno Metabolismo Produción de citros en función de doses de N y el teor foliar de N (Adaptado de Malavolta et al., 1997) (b).

Nitrógeno Necesidades nutricionales Tabla 21. Necesidades de nitrógeno de las principales culturas (Malavolta et al., 1997).

Nitrógeno Necesidades nutricionales Marcha de absorción del nitrógeno por la cultura del maíz (Adap. de Flannery, 1987).

Problema en el campo.... Nutricional? O Enfermedad; Plaga; Herbicida; Nitrógeno Sintomatologia Problema en el campo.... Nutricional? O Enfermedad; Plaga; Herbicida; Temp...salinidade...

Diagnose visual - Síntomas Nitrógeno Sintomatologia Es Nutricional... Diagnose visual - Síntomas

Nitrógeno Sintomatologia DEFICIENCIA a) pequeno ângulo de inserción entre hojas y ramos; b)Maturidad y senescência abreviada (por la redución de la citocianina, responsable por la permanencia de la cor verde de los tecidos por más tiempo); c) caída prematura de las hojas; d) diminuición de flores y dormencia de gemas laterales e) produción reducida; f) cloroplastos pequeños; g) bajo contenido de clorofila; h) altos teores de açúcares; i) aumento de la presión osmótica.

Nitrógeno Sintomatologia j) bajo contenido de proteínas DEFICIENCIA j) bajo contenido de proteínas Indicación basica es proporcionar de 10 a 35% del total de caloria diária en la forma de proteina Dieta sín proteína - Nigéria

Nitrógeno Sintomatologia EXCESO b) follajem abundante; c) acamamento; Sintomas (visibles)   a) Coloración verde oscura; b) follajem abundante; c) acamamento; d) atraso en la maturación; Otros síntomas a) Sistema radicular poco desarollados; b) bajo transporte de açúcares para raíces; c) aumento de la suculencia de los tecidos.

Deficiencia de nitrógeno en citros

Deficiencia de nitrógeno en Soja

Deficiencia de nitrógeno en Soja

Deficiencia de nitrógeno en Frijol

Deficiencia de nitrógeno en Soja

Deficiencia de nitrógeno en café

Deficiencia de nitrógeno en café

Deficiencia de nitrógeno en algodón Hoja +N Hoja - N

Deficiencia de nitrógeno en algodón

Deficiencia de nitrógeno en Maíz                            

Deficiencia de N en Maíz                            

Deficiencia de nitrógeno en Maíz                            

Deficiencia de nitrógeno en Sorgo                                                    

Deficiencia de nitrógeno en cana-de-açúcar

Deficiencia de nitrógeno en tabaco

Deficiencia de nitrógeno en Hortelã

Deficiencia de nitrógeno en eucalipto