ABSORCIÓN, TRANSPORTE Y REDISTRIBUICIÓN

Absorción iónica radicular Contacto íon-raíz Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Factores internos y externos que afectan la absorción de nutrientes

Absorçción ión ica radicular Dinamica de los nutrientes em el sistema suelo-planta Liberación Factores M matéria vegetal M sólida orgânica M solución M conctato con la raíz M interior da raiz M parte aérea Suprimento Absorción Hoja => fruto Hoja vieja => hoja nueva Redistribuición Transporte Metabolismo

Absorción iónica radicular Contacto íon-raiz Cómo el nutriente camina en el suelo?

Absorción iónica radicular Contacto íon-raíz Pré-absorción del nutriente Caminamento de la solución del suelo para la superficie de la raíz O el crecimiento de la raíz intercepta el nutriente en el suelo

Absorção iônica radicular La ciencia ha identificado tres 3 maneras en que los nutrientes em la solución del suelo entrán en contacto con las raíces de las plantas (Barber,1995):  Interceptación radicular  Flujo de masa  Difusión

Absorción iónica radicular Cómo calcular? Interceptación radicular – calcula la cantidad de nutrientes existente em un volumen de suelo igual ao volumen de raíces. Para culturas anuales, el volumen de raízes en la capa de 0-20 cm es generalmente de 1 a 3% do volumen del suelo.

Absorción iónica radicular Cómo calcular? El flujo de masa – se calcula multiplicando el volumen de agua transpirada por la planta por la concentración de nutriente en esta água. La difusión – se calcula por la diferencia entre el total absorbido por la planta menos la soma de la interceptación radicular y el flujo de masa.

Absorción iónica radicular Figura 9. Los elementos entrán en contacto con la raíz por la interceptación radicular, flujo de masa y difusión (a) y zona favorable da rizosfera para el contacto de iones muebles y inmuebles (b).

NO3- se difunde 3 mm por día; K+ caminaria 0,9 mm, y: Absorción iónica radicular Calcula que el: NO3- se difunde 3 mm por día; K+ caminaria 0,9 mm, y: H2PO4- llegaría a 0,13 mm.

Absorción iónica radicular Contribuición relativa de la interceptación radicular, de el flujo de masa y da difusión de nutrientes para las raíces del maíz en un suelo “barro limoso” (Barber)

Relación entre el proceso de contacto y la localización de adubos. Absorción iónica radicular Relación entre el proceso de contacto y la localización de adubos.

Las búsquedas & absorción de nutrientes: Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Las búsquedas & absorción de nutrientes: · Seletividad - sendo que ciertos elementos minerais són absorbidos preferentemente; ·  Acumulación – la concentración de los elementos generalmente es mucho mayor en el juco celular que en la solución externa; Genotipos – hay diferencias entre las especies de plantas en las caracteristicas de absorción.

Movimiento de los nutrientes en el sistema suelo-planta Nutrients in soil solution Plant Root At any given time, the vast majority of nutrients and trace elements in soil are adsorbed onto the surface of clays and organic matter. Some, however, remain in the soil solution (soil water). These nutrients in solution can move back and forth between the soil surface and the soil solution. This is called ion exchange. When plant roots penetrate into the soil, they begin to remove nutrients from the soil solution to meet their nutrient needs. As plants remove nutrients from the soil solution they often exude other elements into the soil solution. The plant uptake of nutrients disrupts the balance between nutrient ions in the solution and nutrient ions on the soil surface is. To get back into balance, nutrients move from the soil surface out into solution and are then available for root uptake. Adsorption of nutrients, trace elements and other chemicals onto soil surfaces keeps them in the soil, usually in available forms, and limits how much could be lost in drainage water or runoff from the surface. Nutrientes adsorvido na argila y en la materia orgánica

Excesivo Nutriente Loading Nutrientes na solução do solo X Raíz When excessive amounts of nutrients are added to soil, the capacity of the soil to adsorb them may be exceeded. Nutrients then cannot move from the soil solution onto soil particles. Nutrient concentrations then build up in the soil solution. In this diagram the orange balls represent nitrate and the light green balls represent phosphate. With increased nutrients in the soil solution there is increased likelihood that nutrients could be lost in runoff water or drainage water. Nutrientes adsorvido na argila e na matéria orgânica Nutrient loss in drainage water

Aspectos anatómicos y procesos activos e pasivos de absorción Solo Pêlos radiculares Epiderme Raiz Aspectos de la anatomia de la raíz

Aspectos anatómicos y processos activos y pasivos de absorción Aspectos de la anatomia de la raíz

Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Aspectos de la anatomia de la raíz a partir de un corte transversal, ilustrando el movimiento del nutriente por la simplasto e apoplasto.

Aspectos anatómicos y procesos ativos y pasivos de absorción Esquema que ilustra el contacto íon-raiz y la absorción pasiva pela parede celular y la activa por las membranas (plasmalema y tonoplasto)

Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Detalle de la pared celular y membrana plasmatica

Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Figura. Detalhe de los sistemas de poros de la pared celular que componen el ELA (ELágua+EL Donnan)

Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Figura. Detalle de la membrana plasmatica que ilustra el proceso activo de absorción por medio del cargador dependiente del ATP.

Factores externos Factores internos Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Factores externos Factores internos

Formas de nutrientes absorbidas “preferenciais” Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Formas de nutrientes absorbidas “preferenciais”

Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Factor externo Relación de la concentración iónica de la solución y la velocidad de absorción, conforme la ecuación de Michaelis-Menten. (Km: concentración de el elemento que garante ½ de Vmáx. = medida da afinidad do nutriente por lo cargador; Cmin. = concentración inicial mínima en que no hay absorción).

Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Factores externos – disponibilidad : pH Relación entre el valor pH del suelo y la disponibilidad de nutrientes.

Flujo de O2 en suelo no-compactado y compactado. Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Factores externos Aeración * ATP * Microbiota aeróbica Flujo de O2 en suelo no-compactado y compactado.

Ânions: NO3- > Cl- > SO4-2 > H2PO4- Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Factores externos – Temperatura; Umidad Elemento: Veloc. de absorción depende, en parte, de el elemento, con la siguiente orden: Ânions: NO3- > Cl- > SO4-2 > H2PO4- Cátions: NH4+ > K+ > Na+ > Mg+2 > Ca+2

Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Factores externos – Micorriza Materia seca de mudas de cafeeiro (g/planta) inoculadas o no con Gigaspora margarita. (Lopes et al., 1983).

Fatores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Factores internos – Potencial genético Las diferencias pueden se manifestar de diversas maneras: en el valores y parámetros de Km, V e [M]min; en la capacidad de solubilizar elementos en la rizosfera, por las excreciones radiculares; en el cambio de valencia del hierro (Fe3+ para Fe2+).

Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Estado iônico interno - La planta saturada en íons absorbe menos que otra planta que tiene pocos íons. Teor de carboidratos – substrato => ATP

Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Intensidad transpiratoria – flujo de nutrientes contenidos en las paredes celulares; favorece gradiente de umidad del suelo => flujo de masa Morfologia de las raíces

Transporte TRANSPORTE Es transferencia del elemento de local de absorción para otro cualquier dentro o fuera de la raíz (de la raíz para la parte aérea, por ex., caso más comume).

Transporte Las plantas disponem de 2 sistemas que hacen possible la movimentación y la conducción de substancias entre seus órganos: El sistema transportador de produtos asimilados, la “seiva elaborada”, presente en la casca; b) El sistema transportador de solutos minerales, la “seiva bruta”, presente en el lenho; Y em la madera hay el o cambio (camada fina de células, entre a casca y el lenho), responsable por el rejuvenecimiento de los dos sistemas.

b) Transporte a longa distancia a) Transporte radial b) Transporte a longa distancia Eficiencia de Transporte= (contenido del nutriente em la parte aérea)/(contenido total del nutriente en la planta)) 100 (Li et al., 1991).

Transporte Corte longitudinal da raíz que ilustra el transporte radial de la agua y nutrientes por via simplasto até columna vascular (xilema).

Redistribuición Redistribuición refere-se a la transferencia del nutriente de un órgano o región de residencia para otro o otra, en forma igual o diferente de la que se fué absorbida

Necesidades nutricionales de la laranjeira. Redistribuición Necesidades nutricionales de la laranjeira. (1) NA= C - (Cx R/100)

NUTRICIÓN FOLIAR

La historia Aspectos anatómicos Factores externos y internos que afetan la absorción

1844 - Relatos de aplicación de Fe en videira; Absorción iónica foliar 1844 - Relatos de aplicación de Fe en videira; 1874 - aplicación de chorume diluído en água en plantas de jardín en la Alemanha; 1940-45 - gran impulso en la absorción iónica debido a sobras de radioisótopos; 1945 - Inicio de las investigaciones con adubación foliar en el Brasil, por el IAC y por la ESALQ; CUTÍCULA => CÉLULAS DA EPIDERME (ELA => CITOPLASMA)

Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Lo que és absorción Entrada del elemento (M) em la planta en forma iónica o molecular, atingindo los espacios intercelulares (sin gasto energetico) e/o ganando de la membrana (gasto energético).

Primeiras pesquisas sobre la absorción HOGLAND e BROYER (1936): raízes de cevada contra un gradiente de concentración Necessidad de energia respiratória (ATP) LUNDEGARDH, BRUSTROM, ROBERTSON (1930/50): Necessidade do ATP OSTERHOUT, JACOBSON, OVERSTREET (final del siglo XIX y inicio del siglo XX): Teoria del cargador (membrana)

EPSTEIN (1952/53): CINÉTICA DE ABSORCIÓN reación enzima/substracto (CARGADOR) MITCHELL: TEORIA QUIMIOSMÓTICA ATPase (membranas – ativada por íons) HOY: Teoria do cargador ACTIVO (membrana) CANALES, POROS O BOMBAS – ATPase activada por el Ca2+

Las búsquedas & absorción de nutrientes: Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Las búsquedas & absorción de nutrientes: · Seletividad - sendo que certos elementos minerais són absorbidos preverentemente; ·  Acumulación – la concentración de los elementos es generalmente mucho mayor em el juco celular do que en la solución externa; Genotipos – hay diferencias entre especies de plantas en las características de absorción.

Fases da absorción de nutrientes a)Fase pasiva - penetración cuticular b) Fase activa – absorción celular Similar a absorción radicular, con una diferencia: presencia cutícula

Aspectos anatómicos de la hoja y los procesos activos y pasivos de la absorción Estructura cuticular.

Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Detalle de la pared celular y membrana plasmática

Aspectos anatómicos y procesos activos y pasivos de absorción Figura. Detalle de la membrana plasmática, que ilustra el proceso activo de absorción, por medio del cargador dependiente do ATP.

Aspectos anatómicos de la hoja y los procesos activos y pasivos de la absorción Esquema da anatomia foliar a partir de um corte transversal da lâmina e um detalhe da nervura.

Aspectos anatómicos de la hoja y los procesos activos y pasivos de la absorción Esquema de la anatomia foliar a partir de un corte transversal da lámina y un detalle de la nervura.

Factores externos ángulo de contacto temperatura y umidad Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Factores externos ángulo de contacto temperatura y umidad Concentración de la solución Luz

Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas ángulo de contacto

Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas ángulo de contacto

Diminuir la velocidad de secamiento de la solución aplicada Factores externos y internos que afetam la absorción de nutrientes por las hojas Temperatura y Umidad del Aire Diminuir la velocidad de secamiento de la solución aplicada Aumentar la Absorción Aplicación en períodos con temperatura amena y sin rócio

Velocidad de absorción: más lento que la via radicular Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Concentración de la solución Velocidad de absorción: más lento que la via radicular Efecto salino “herbicida”

Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Composición de la solución Velocidad de absorción y transporte DIFIEREN ENTRE LOS ELEMENTOS Mobilidad también depende de la fuente de nutrientes (Namídico > Nnítrico> Namoniacal) Uréia (Namídico) – alta velocidad de absorción – aumento da [NH3] – atividad da urease en las hojas – toxidad a la planta

Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Composición de la solución Velocidad de absorción de nutrientes aplicados a las hojas (Malavolta, 1980)

Composición de la solución Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Composición de la solución Íon acompanhante altera la velocidad de absorción (Mg2+ - NO3- > Cl- > SO42-) Antagonismo -inhibición competitiva (micronutrientes catiônicos) e inhibición no competitiva BxZn) e sinergismo (MgxP)

Composición de la solución Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Composición de la solución Efecto de las fuenntes de zinco en la absorción del nutriente por el cafeeiro Fonte: Adaptado de GARCIA & SALGADO (1981).

Fotosíntesis – CHO (respiración – ATP) Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Luz Fotosíntesis – CHO (respiración – ATP) Permeabilidad de las membranas x abertura estomática

Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas pH de la solución Percentagem del N aplicado, recuperado en la planta de algodón, en función del pH de la solución y del tiempo de absorción (Rosolem et al.,1990).

Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Factores que influencian la absorción del zinco por las hojas del cafeeiro.

Factores externos y internos que afetan la absorcón de nutrientes por las hojas Factores internos

Umidad da cutícula => caminamento del nutriente en la fase pasiva Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Factores internos Umidad da cutícula => caminamento del nutriente en la fase pasiva Superfície de la hoja => página inferior => estômatos

Edad de la hoja => > desarrolo de la cuticula Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Factores internos Edad de la hoja => > desarrolo de la cuticula Estado iônico interno => qto > a conc. de nutriente en la hoja, mayor será la dificuldad en la absorción de nuevos elementos

Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Factores internos Edad de la hoja => > desarrolo de la cutícula: BARREIRAS e < Fotosíntesis

Factores internos Estado iônico interno Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Factores internos Estado iônico interno => qto > la conc. de nutriente en la hoja, mayor será la dificuldad em la absorción de nuevos elementos

Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Genético Relación de la concentración iónica de la solución y la velocidad de absorción, conforme la ecuación de Michaelis-Menten. (Km: concentración del elemento que garante ½ de Vmáx. = medida da afinidad del nutriente pelo cargador; Cmin. = concentración inicial mínima en que no hay absorción).

Cual aplicación practica de la mobilidad de nutrientes en el floema? Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Classificación de la mobilidad comparada de los nutrientes aplicados em las hojas (Marschner, 1986) Cual aplicación practica de la mobilidad de nutrientes en el floema?

Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Estudios con nutrientes parcialmente móbeis Implicación prática de la mobilidad del nutriente en el éxito de la nutrición foliar

Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Implicaciones del fornecimento de nutrientes via hoja Macronutrientes Alta Exigencia nutricional Poca área foliar en el início de la cultura Problemas de quema de hojas Formas de P y K poco se adaptan a la aplicación foliar Custo de operación

Factores internos y externos que afetan la absorción de nutrientes Implicaciones del fornecimento de nutrientes via hoja Micronutrientes Considerar: Exigência y la Mobilidad

Vantagens de la adubación foliar Alto índice de utilización por las plantas de los nutrientes aplicados via foliar Correción de deficiencia de micros en corto plazo Posibilidad de aplicación de los nutrientes junto con defensivos

Controle pH de la solución No atende exigencia de los macros Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Consideraciones finales Alta calidad da agua Controle pH de la solución No atende exigencia de los macros

En Micros: > frequencia Factores externos y internos que afetan la absorción de nutrientes por las hojas Consideraciones finales En Micros: > frequencia Tecnología de aplicação adecuada: la regulación Horário adecuado de aplicación Uso de espalhantes

Factores externos y internos que afectan la absorción de nutrientes por las hojas Consideraciones finales La aplicación foliar no debe ser utilizada como regra de substituición da via suelo y sí un complemento

Los libros y los mestres són factores importantes para el aprendizaje, sin embargo, es con esfuerzo propio que se alcanza el éxito deseado Jorge Kiehl