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Elementos-Chave para a Nutrição das Plantas

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Biologia
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Key Elements for Plant Nutrition

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Quando uma planta doméstica não foi replantada ou fertilizada por muitos anos, você pode encontrar sinais de angústia, como o amarelecimento das folhas. Como todas as coisas vivas, plantas requerem nutrientes específicos para reproduzir, realizar fotossíntese, e manter a homeostasia. Quais nutrientes as plantas precisam para prosperar?As plantas saudáveis precisam de compostos orgânicos à base de carbono assim como nutrientes inorgânicos, comummente chamados de minerais. Existem cerca de 17 nutrientes que suportam todas as necessidades bioquímicas das plantas. Esses elementos são chamados nutrientes essenciais;nenhum outro elemento pode substituir os elementos essenciais, e sem eles, uma planta não pode completar seu ciclo de vida.Entre os nutrientes essenciais estão o carbono, o hidrogénio, e o oxigénio, que são derivados da atmosfera e da água. A maioria das plantas adquire todos os outros nutrientes essenciais do solo onde estão enraizadas. Os dois grupos de nutrientes essenciais são macronutrientes e micronutrientes.Os macronutrientes incluem carbono, hidrogénio, oxigénio, nitrogénio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre. As plantas requerem esses elementos em quantidades relativamente grandes. O carbono representa cerca de 45 por cento da massa seca das plantas, e é uma componente chave de proteínas, ácidos nucleicos, e carboidratos.Da mesma forma, o nitrogénio é um constituinte crítico de ácidos nucleicos, proteínas, e do pigmento fotossintético Clorofila. O potássio é vital para a regulagem da troca gasosa, um processo crítico para a fotossíntese. Nutrientes vegetais essenciais necessários em quantidades menores são chamados de micronutrientes;os micronutrientes cloro, ferro, manganésio, boro, zinco, cobre, níquel e molibdénio são necessários para o funcionamento da planta.Alguns micronutrientes funcionam como cofatores, que são as substâncias que ajudam as enzimas a funcionarem corretamente. Por exemplo, o ferro é um cofator para as enzimas na mitocôndria e nos cloroplastos. Se uma planta é deficiente em um nutriente essencial, ela começa a mostrar sintomas como clorose ou amarelecimento das folhas.A deficiência particular de um nutriente muitas vezes pode ser determinada ao se examinar a aparência da planta e o teor de nutrientes do solo. Embora os nutrientes essenciais representem uma quantidade relativamente pequena da massa de uma planta, eles são cruciais para o seu crescimento e para a homeostase.

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Elementos-Chave para a Nutrição das Plantas

Como todos os organismos vivos, as plantas precisam de nutrientes orgânicos e inorgânicos para sobreviverem, reproduzirem-se, crescerem e manterem a homeostase. Para identificar nutrientes essenciais para o funcionamento das plantas, os investigadores aproveitaram uma técnica chamada hidroponia. Nos sistemas de cultura hidropónica, as plantas são cultivadas—sem solo—em soluções à base de água que contêm nutrientes. Pelo menos 17 nutrientes foram identificados como elementos essenciais exigidos pelas plantas. As plantas adquirem esses elementos da atmosfera, do solo em que estão enraizadas, e da água.

Nove desses nutrientes essenciais—chamados coletivamente de macronutrientes—são necessários pelas plantas em quantidades mais significativas. Os macronutrientes incluem carbono, oxigénio, hidrogénio, nitrogénio, fósforo, enxofre, cálcio, magnésio e potássio. Compostos vegetais críticos, como água, proteínas, ácidos nucleicos e carboidratos, contêm macronutrientes. Os macronutrientes também regulam processos celulares. Por exemplo, o potássio regula a abertura e o fecho de estomas para troca de gases.

As plantas precisam de micronutrientes em quantidades menores. Estes incluem cloro, ferro, manganês, boro, zinco, cobre, níquel e molibdénio. Muitos micronutrientes funcionam como cofatores, que permitem a atividade de enzimas. Portanto, sem micronutrientes, as plantas são incapazes de desempenhar funções críticas.

Uma planta que experiencie uma deficiência de nutrientes essencial pode apresentar sintomas, como secagem e folhas amareladas. Folhas antigas e jovens são susceptíveis a deficiências de nutrientes distintas. Por exemplo, as folhas mais jovens de uma planta são frequentemente mais afetadas pela deficiência de ferro do que as folhas mais antigas.

O tratamento eficaz das deficiências de nutrientes nas plantas é parte integral das práticas agrícolas e ambientais. Por exemplo, sensores ópticos são usados para medir o teor de nitrogénio no solo. O nitrogénio é fundamental para as plantas, mas o uso excessivo de fertilizantes contendo nitrogénio (ou seja, a manutenção de níveis de nitrogénio no solo que excedem o que as plantas podem absorver) influencia negativamente a função do ecossistema e pode contribuir para o aquecimento global.

Leitura Sugerida

Padilla FM, Gallardo M, Peña-Fleitas MT, de Souza R, Thompson RB. Proximal Optical Sensors for Nitrogen Management of Vegetable Crops: A Review. Sensors (Basel). 2018 Jun 28;18(7). [Source]

Rouached H, and Phan Tran LS. Regulation of Plant Mineral Nutrition: Transport, Sensing and Signaling. Regulation of Plant Mineral Nutrition: Transport, Sensing and Signaling. Int J Mol Sci. 2015 Dec; 16(12): 29717–29719. [Source]