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Profa. Dra. Maria Ligia de S. Silva Lavras/MG UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO GCS 110 -Disciplina Fertilidade do Solo, Microbiologia e Nutrição de Plantas ABSORÇÃO IÔNICA RADICULAR 1. Introdução - Solo: meio que fornece “M” minerais - Planta: obtém pela absorção radicular . Importante conhecer: . Processos envolvidos ABSORÇÃO IÔNICA RADICULAR CONTATO ÍON-RAIZ Primeira condição a ser atendida . Três processos: a) Intercepção radicular (encontro casual M x raiz) - pequena contribuição (1 a 2 % do total) c) Difusão (movimento em fase aquosa estacionária) - pequenas distâncias - P (principalmente) e K - Importância: localização do fertilizante / umidade essencial b) Fluxo de massa (movimento em fase aquosa móvel) - maiores distâncias - N, S, Ca, Mg e alguns micros Absorção Foliar Redistribuição (Floema) Transporte (Xilema) Contato ion-raiz Absorção radicular - Intercepção radicular - Fluxo de massa - Difusão Fertilizante Foliar RAIZ M H2OM M (3) (1) (2) Os elementos entram em contato com a raiz por interceptação radicular (1), difusão (2) e fluxo de massa (3) . Calcula-se que o: NO3 - movimenta 3 mm por dia; K+ caminharia 0,9 mm, e: H2PO4 - alcançaria 0,13 mm. -ABSORÇÃO IÔNICA: . Pensava-se em simples difusão . Estudos: [M] suco celular >>>> [M] solução solo . Ex: [P] → Solução solo = 0,1 mg/L → Suco celular = 100 mg/L ➔ Portanto, a absorção se dá: . Contra gradiente de concentração . Exige energia metabólica (ATP) Entrada do M no tecido: raiz ou folha Nitella clavata Valonia macrophysa Íon A. B. Relação A. B. Relação Água doce Suco celular B/A Água do mar Suco celular B/A -------------- Mm -------------- -------------- Mm -------------- Potássio 0,05 54 1.080 12 500 42 Cálcio 0,78 10 13 12 2 0,17 Cloro 0,93 91 98 580 597 1 TABELA 2.1 Relação entre a concentração de íons no suco celular e no meio ➔ A ABSORÇÃO IÔNICA É CARACTERIZADA: . seletividade . genótipo . > [M] no suco celular ➔PERGUNTAS: - como as plantas regulam a absorção? - como o M caminha contra um gradiente de concentração? - como o M vence a barreira das membranas? FIGURA 2.2 Representação esquemática dos componentes da célula vegetal (apoplasto) (simplasto)(Vacúolo) PLASMALEMA TONOPLASTO M 2. PROCESSOS DE ABSORÇÃO ASPECTOS ANATÔMICOS - Contra gradiente de [M]? - M vence barreira? Vias de absorção dos nutrientes até o xilema (A) Passivo: Apoplasto, (B) Ativo: Simplasto PARTE AÉREA PROCESSOS DE ABSORÇÃO Quando se mede a absorção de M em função do tempo temos: FIGURA 2.1 Curva de absorção de Ca e P por raízes destacadas de arroz e de feijoeiro (Malavolta et al., 1997) a) ABSORÇÃO PASSIVA Ocupação do apoplasto b) ABSORÇÃO ATIVA Ocupação do simplasto (a) (b) - processo rápido e reversível - favor do gradiente de concentração - não exige energia metabólica (ATP) - processo lento e irreversível - contra gradiente de concentração - exige energia metabólica (ATP) COMPOSIÇÃO DAS MEMBRANAS CELULARES: (natureza lipídica = “barreira” ) - Proteinas: ~ 55 % - Lipídeos: ~ 40 % - Fosfolipídeos - Glicolipídeos ABSORÇÃO ATIVA: Características estabelecidas pelas membranas celulares - processo lento e irreversível - contra gradiente de concentração - exige energia metabólica (ATP) (APOPLASTO) (SIMPLASTO) PLASMALEMA (citoplasma) e TONOPLASTO (vacúolo) MEMBRANAS PORTANTO: a absorção ativa se dá: ➔Contra o gradiente de concentração ➔ através das membranas celulares (barreira) (mas não são intransponíveis) COMO??? “BOMBA ELETROGÊNICA ou BOMBA PROTÔNICA” “CARREADORES ou CARREGADORES” “CANAIS IÔNICOS” Bombas eletrogênicas ou Bombas protônicas atuam no transporte unidirecional de íons (uniporte) e estão acopladas a sistemas geradores de energia. Ex: H+-ATPases uniporte Carreadores ou Carregadores passam por mudanças conformacionais durante o transporte. M1 M2 Canais iônicos são de alta velocidade. Transportam apenas a favor de gradientes de potencial eletroquímico. MODELO HIPOTÉTICO PARA ABSORÇÃO DE ÍONS ATRAVÉS DAS MEMBRANAS CELULARES (Faquin e Rodas, 2016) plasmalema tonoplasto Taiz e Zeiger, 2002 bomba protônica Fase passiva X Fase ativa • Processo físico ou químico, ocorre em sistemas vivos ou não. • Não está ligado à respiração e à fosforilação • Não há gasto de energia direto para o transportador • Espontâneo • Inibidores e temperatura não influem • Não seletivos • • Processo metabólico, ocorre em célula viva • Está ligado à respiração e à fosforilação. • Há gasto de energia direto para o transportador • Não espontâneo • Inibidores e temperatura influem • Seletivos • Não reversível Este trabalho está licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/