Nutricion Mineral
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- Words: 1,253
- Pages: 11
14/08/2009
¿Cómo se mueven las sustancias de una célula a otra? •Transporte activo o pasivo •Transporte através de la membrana •Transporte de iones •Gradientes electroquímicos •Transporte de protones y potencial de membrana
•Cinética del transporte •Canales y acarreadores •Transporte de iones en la raíz Fisiología Vegetal. Profesora Sonia Cuellar 2009III. UBV Depto. de Biología
Raíces y sistemas radiculares
1
14/08/2009
Elementos minerales que participan en nutrición de las plantas Macro nutrientes C, H, O, N, K, Ca, Mg, P, S 1000 mg por Kg de Materia seca.
Micro nutrientes Cl, B, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, Ni 100 mg por materia seca.
Kg
¿Qué necesita una planta para vivir? El elemento es esencial si su deficiencia impide que la planta complete su ciclo vital.
El elemento mineral no se puede reemplazar por otro elemento con propiedades similares.
El elemento mineral es esencial si cumple una función especifica en la planta. El elemento mineral es esencial si en su ausencia la planta presenta una sintomatología especifica.
2
14/08/2009
Nutrientes esenciales Elemento
Símbolo
Forma disponible
Concentración en materia seca (%)
Nº de átomos comparado con el Mo
Hidrogeno
H
H2O
6
60.000.000
Carbono
C
CO2
45
35.000.000
Oxígeno
O
H2O, CO2, O2
45
30.000.000
Nitrógeno
N
NO-3; NH+4
1.5
1.000.000
Potasio
K
K+
1.0
250.000
Calcio
Ca
Ca+2
0.5
125.000
Magnesio
Mg
Mg+2
0.2
80.000
Fósforo
P
H2PO4-2 ; HPO4-2
0.2
60.000
Azufre
S
SO4-2
0.1
30.000
Cloro
Cl
Cl-
0.01
3.000
Boro
B
H3BO3
0.002
2.000
Hierro
Fe
Fe+3; Fe+ 2
0.01
2.000
Manganeso
Mn
Mn+2
0.0050
1.000
Zinc
Zn
Zn+2
0.0020
300
Cobre
Cu
Cu+2; Cu+1
0.0006
100
Níquel
Ni
Ni+2
?
?
Molibdeno
Mo
MoO4-2
0.0001
1
De acuerdo con su función los nutrientes pueden ser… Nutriente Mineral
Función Bioquímica
Grupo 1: C, H, O, N, S
Constituyentes de materia Orgánica.
Grupo 2: P, B, Si
Involucrados en reacciones de transferencia de energía.
Grupo 3: K, Na, Mg, Ca, Mn, Cl
Regulan el potencial Hídrico.
Grupo 4: Fe, Cu, Zn, Mo
Se presentan como grupos prostéticos. Reacciones de oxido-reducción.
3
14/08/2009
No siempre más es mejor Relacion entre la concentracion del elemento mineral y el crecimiento
Crecimiento ó Rendimiento (%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Concentracion del elemento mineral en el tejido vegetal
Disponibilidad de los nutrientes en el suelo
4
14/08/2009
Síntomas de deficiencias Nutrient ¿Afecta el patrón e de desarrollo? N Inhibe el crecimiento Promueve leñosidad S Disminuye el crecimiento
PO4-3
B
Clorosis
Mal formación Afecta
Movilidad
Otras coloraciones
Móvil
Violáceas asociadas a clorosis, por acumulación de antocianinas Violáceas asociadas a clorosis, por acumulación de antocianinas Violácea no asociada con clorosis
Amarilla generalizad a
Hojas viejas
Amarilla generalizad a
Hojas In móvil jóvenes
Disminuye el No clorosis crecimiento Color verde Retraza la madurez oscuro Promueve ramificaciones
K+
Necrosis
Punteada en la Puede haber hojas malformacion es en la hojas Marginal en la Hojas y yemas hojas y de la yemas. En frutos
Moteada marginal y apical en la hojas
Hojas viejas Hojas In móvil jóvenes
Hojas viejas
móvil
Síntomas de deficiencias Ca+2
Mg+2
Cl-
Mn+2
generalizad Regiones a meristemática s Ápices de tallo y raíz, hojas jóvenes Abscisión Intervenal prematura que puede llegar a ser generalizad a Marchitamiento generalizad generalizada apical de las hojas. a Disminución del crecimiento Intervenal Puenteada en las hojas
Na+ Fallo para formar (plantas flores CAM y C4)
clorosis
Enrollamiento Hojas In móvil de hojas jóvenes jóvenes. Raíces cafés
Hojas viejas
Móvil
Color broncead (a veces)
Hojas jóvenes o viejas
necrosis
5
14/08/2009
Síntomas de deficiencias Fe +2
+3
Zn+2
Cu+
Intervenal
Reducción de entrenudos +2
Abscisión prematura
Ni Mo
Abscisión prematura de las flores o no se forman las flores
Puede llegar anecrosis intervenla y marchitamient o de la hoja intervenal A veces Hojas necrosis pequeñas y deformes Hojas verde Punteada en la Hojas oscuras punta de las dobladas y hojas y los malformadas márgenes En la punta de las hojas intervenal Hojas enrolladas
Hojas In móvil jóvenes
Hojas viejas
Hojas viejas
Algunos nutrientes son susceptibles de quelatación Es la posibilidad que tienen algunos compuestos químicos para formar una estructura en anillo con un ión metálico resultando en un compuesto con propiedades químicas diferentes a las del metal original.
Fe+3
6
14/08/2009
Principales agentes quelantes en suelos y soluciones
Las hifas del hongo penetran las células del córtex de la raíz, sin romper el plasmalema o el tonoplasto. Forman unas estructuras llamadas arbúsculos o protuberancias llamadas vesículas, que quedan revestidas por la membrana plasmática. El hongo nunca penetra la endodermis, ni la estela, ni el meristema apical, ni la caliptra.
Ocurren aproximadamente en el 80% de las plantas vasculares. Las Gimnospermas: Sequoia semprvirens, Sequoia gigantea y Ginkgo biloba. Gramíneas: Andropogon, Bromus, Festuca, Panicum, Poa, Saccharum, Sorghum, Sporobolus, Stipa y Zea mays.
Los hongos: Zygomycetes.
7
14/08/2009
Son características de ciertos grupos de árboles y arbustos de regiones templadas: Fagaceas (robles), Salicaceas (alamo, sauce), Pinaceas, y árboles como Eucalyptus y Nothofagus. El hongo crece entre las células de la raíz, rodeándolas sin penetrarlas, formando una estructura característica, la "red de Hartig". Además las raíces están rodeadas por una vaina formada por el hongo, llamada manto fúngico; las hormonas que secreta el hongo provocan la ramificación de la raíz, que adopta un aspecto característico esponjoso y ramificado. El micelio se extiende mucho hacia el suelo. Los pelos absorbentes a menudo están ausentes, siendo reemplazados por las hifas fúngicas.
N ----- Construcción de moléculas orgánicas. El nitrógeno atmosférico se encuentra como N2. Las plantas entablan relaciones simbióticas con bacterias del suelo: - Rhizobium – Leguminosas - Frankia – No leguminosas - Cianobacterias - Azolla
8
14/08/2009
La función de las bacterias es sintetizar la enzima nitrogenasa en los nódulos de la raíz.
Otras bacterias que viven en el suelo utilizan rutas diferentes.
FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS EN LOS VEGETALES
N
Constituyente de aminoácidos, amidas, proteínas, ácidos nucleicos, nucleótidos.
S
Componente de cistina, cisteina y metionina, Acido lipoico, Coenzima A, glutation, biotina.
P
Componente de azucares P, Ácidos nucleicos, fosfolípidos, papel en reacciones en las que se involucre el ATP:
Si
Depositado como sílice amorfo en las paredes celulares, confiriendo propiedades mecánicas: rigidez y elasticidad.
B
Involucrado en la elongación de paredes celulares y en la síntesis de ácidos nucleicos.
K
Cofactor de más de 40 enzimas. Involucrado en la Apertura y cierre estomatico.
Ca
Constituyente de la lamina media de las paredes celulares, Cofactor de algunas enzimas, actúa como segundo mensajero.
Mg
Constituyente de la molécula de clorofila.
9
14/08/2009
FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS EN LOS VEGETALES Mn
Actividad de deshidrogenasas, quinasas, oxidasas, peroxidasas. CEO.
Fe
Constituyente de los citocromos, Ferredoxina.
Zn
Constituyente anhidrasa carbónica.
Cu
Constituyente de plastocianinas, citocromo oxidasa.
Ni
Constituyente de hidrogenasas.
Mo
Constituyente de la nitrato reductasa, xantina deshidrogenasa.
Como se estudian las raíces Las plantas crecen en un contenedor de solución nutritiva, ventilado por un compresor de aire. Esta es una técnica sencilla para cultivar Lechuga y hortalizas.
La solución nutritiva es inyectada por un nebulizador en las raíces de las plantas que se encuentran suspendidas en el aire desde el marco superior del contenedor.
10
14/08/2009
Como se estudian las raíces Técnica del Riego por Goteo en Sustrato Sólido
Las plantas crecen en un sustrato inerte (arena, grava, perlita, cáscara de arroz, arcilla expandida). La solución nutritiva es dosificada cerca y alrededor de las raíces. Técnica de Aeroponía La solución nutritiva es inyectada por un nebulizador en las raíces de las plantas que se encuentran suspendidas en el aire desde el marco superior del contenedor.
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¿Cómo se mueven las sustancias de una célula a otra? •Transporte activo o pasivo •Transporte através de la membrana •Transporte de iones •Gradientes electroquímicos •Transporte de protones y potencial de membrana
•Cinética del transporte •Canales y acarreadores •Transporte de iones en la raíz Fisiología Vegetal. Profesora Sonia Cuellar 2009III. UBV Depto. de Biología
Raíces y sistemas radiculares
1
14/08/2009
Elementos minerales que participan en nutrición de las plantas Macro nutrientes C, H, O, N, K, Ca, Mg, P, S 1000 mg por Kg de Materia seca.
Micro nutrientes Cl, B, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, Ni 100 mg por materia seca.
Kg
¿Qué necesita una planta para vivir? El elemento es esencial si su deficiencia impide que la planta complete su ciclo vital.
El elemento mineral no se puede reemplazar por otro elemento con propiedades similares.
El elemento mineral es esencial si cumple una función especifica en la planta. El elemento mineral es esencial si en su ausencia la planta presenta una sintomatología especifica.
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14/08/2009
Nutrientes esenciales Elemento
Símbolo
Forma disponible
Concentración en materia seca (%)
Nº de átomos comparado con el Mo
Hidrogeno
H
H2O
6
60.000.000
Carbono
C
CO2
45
35.000.000
Oxígeno
O
H2O, CO2, O2
45
30.000.000
Nitrógeno
N
NO-3; NH+4
1.5
1.000.000
Potasio
K
K+
1.0
250.000
Calcio
Ca
Ca+2
0.5
125.000
Magnesio
Mg
Mg+2
0.2
80.000
Fósforo
P
H2PO4-2 ; HPO4-2
0.2
60.000
Azufre
S
SO4-2
0.1
30.000
Cloro
Cl
Cl-
0.01
3.000
Boro
B
H3BO3
0.002
2.000
Hierro
Fe
Fe+3; Fe+ 2
0.01
2.000
Manganeso
Mn
Mn+2
0.0050
1.000
Zinc
Zn
Zn+2
0.0020
300
Cobre
Cu
Cu+2; Cu+1
0.0006
100
Níquel
Ni
Ni+2
?
?
Molibdeno
Mo
MoO4-2
0.0001
1
De acuerdo con su función los nutrientes pueden ser… Nutriente Mineral
Función Bioquímica
Grupo 1: C, H, O, N, S
Constituyentes de materia Orgánica.
Grupo 2: P, B, Si
Involucrados en reacciones de transferencia de energía.
Grupo 3: K, Na, Mg, Ca, Mn, Cl
Regulan el potencial Hídrico.
Grupo 4: Fe, Cu, Zn, Mo
Se presentan como grupos prostéticos. Reacciones de oxido-reducción.
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14/08/2009
No siempre más es mejor Relacion entre la concentracion del elemento mineral y el crecimiento
Crecimiento ó Rendimiento (%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Concentracion del elemento mineral en el tejido vegetal
Disponibilidad de los nutrientes en el suelo
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14/08/2009
Síntomas de deficiencias Nutrient ¿Afecta el patrón e de desarrollo? N Inhibe el crecimiento Promueve leñosidad S Disminuye el crecimiento
PO4-3
B
Clorosis
Mal formación Afecta
Movilidad
Otras coloraciones
Móvil
Violáceas asociadas a clorosis, por acumulación de antocianinas Violáceas asociadas a clorosis, por acumulación de antocianinas Violácea no asociada con clorosis
Amarilla generalizad a
Hojas viejas
Amarilla generalizad a
Hojas In móvil jóvenes
Disminuye el No clorosis crecimiento Color verde Retraza la madurez oscuro Promueve ramificaciones
K+
Necrosis
Punteada en la Puede haber hojas malformacion es en la hojas Marginal en la Hojas y yemas hojas y de la yemas. En frutos
Moteada marginal y apical en la hojas
Hojas viejas Hojas In móvil jóvenes
Hojas viejas
móvil
Síntomas de deficiencias Ca+2
Mg+2
Cl-
Mn+2
generalizad Regiones a meristemática s Ápices de tallo y raíz, hojas jóvenes Abscisión Intervenal prematura que puede llegar a ser generalizad a Marchitamiento generalizad generalizada apical de las hojas. a Disminución del crecimiento Intervenal Puenteada en las hojas
Na+ Fallo para formar (plantas flores CAM y C4)
clorosis
Enrollamiento Hojas In móvil de hojas jóvenes jóvenes. Raíces cafés
Hojas viejas
Móvil
Color broncead (a veces)
Hojas jóvenes o viejas
necrosis
5
14/08/2009
Síntomas de deficiencias Fe +2
+3
Zn+2
Cu+
Intervenal
Reducción de entrenudos +2
Abscisión prematura
Ni Mo
Abscisión prematura de las flores o no se forman las flores
Puede llegar anecrosis intervenla y marchitamient o de la hoja intervenal A veces Hojas necrosis pequeñas y deformes Hojas verde Punteada en la Hojas oscuras punta de las dobladas y hojas y los malformadas márgenes En la punta de las hojas intervenal Hojas enrolladas
Hojas In móvil jóvenes
Hojas viejas
Hojas viejas
Algunos nutrientes son susceptibles de quelatación Es la posibilidad que tienen algunos compuestos químicos para formar una estructura en anillo con un ión metálico resultando en un compuesto con propiedades químicas diferentes a las del metal original.
Fe+3
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14/08/2009
Principales agentes quelantes en suelos y soluciones
Las hifas del hongo penetran las células del córtex de la raíz, sin romper el plasmalema o el tonoplasto. Forman unas estructuras llamadas arbúsculos o protuberancias llamadas vesículas, que quedan revestidas por la membrana plasmática. El hongo nunca penetra la endodermis, ni la estela, ni el meristema apical, ni la caliptra.
Ocurren aproximadamente en el 80% de las plantas vasculares. Las Gimnospermas: Sequoia semprvirens, Sequoia gigantea y Ginkgo biloba. Gramíneas: Andropogon, Bromus, Festuca, Panicum, Poa, Saccharum, Sorghum, Sporobolus, Stipa y Zea mays.
Los hongos: Zygomycetes.
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14/08/2009
Son características de ciertos grupos de árboles y arbustos de regiones templadas: Fagaceas (robles), Salicaceas (alamo, sauce), Pinaceas, y árboles como Eucalyptus y Nothofagus. El hongo crece entre las células de la raíz, rodeándolas sin penetrarlas, formando una estructura característica, la "red de Hartig". Además las raíces están rodeadas por una vaina formada por el hongo, llamada manto fúngico; las hormonas que secreta el hongo provocan la ramificación de la raíz, que adopta un aspecto característico esponjoso y ramificado. El micelio se extiende mucho hacia el suelo. Los pelos absorbentes a menudo están ausentes, siendo reemplazados por las hifas fúngicas.
N ----- Construcción de moléculas orgánicas. El nitrógeno atmosférico se encuentra como N2. Las plantas entablan relaciones simbióticas con bacterias del suelo: - Rhizobium – Leguminosas - Frankia – No leguminosas - Cianobacterias - Azolla
8
14/08/2009
La función de las bacterias es sintetizar la enzima nitrogenasa en los nódulos de la raíz.
Otras bacterias que viven en el suelo utilizan rutas diferentes.
FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS EN LOS VEGETALES
N
Constituyente de aminoácidos, amidas, proteínas, ácidos nucleicos, nucleótidos.
S
Componente de cistina, cisteina y metionina, Acido lipoico, Coenzima A, glutation, biotina.
P
Componente de azucares P, Ácidos nucleicos, fosfolípidos, papel en reacciones en las que se involucre el ATP:
Si
Depositado como sílice amorfo en las paredes celulares, confiriendo propiedades mecánicas: rigidez y elasticidad.
B
Involucrado en la elongación de paredes celulares y en la síntesis de ácidos nucleicos.
K
Cofactor de más de 40 enzimas. Involucrado en la Apertura y cierre estomatico.
Ca
Constituyente de la lamina media de las paredes celulares, Cofactor de algunas enzimas, actúa como segundo mensajero.
Mg
Constituyente de la molécula de clorofila.
9
14/08/2009
FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS EN LOS VEGETALES Mn
Actividad de deshidrogenasas, quinasas, oxidasas, peroxidasas. CEO.
Fe
Constituyente de los citocromos, Ferredoxina.
Zn
Constituyente anhidrasa carbónica.
Cu
Constituyente de plastocianinas, citocromo oxidasa.
Ni
Constituyente de hidrogenasas.
Mo
Constituyente de la nitrato reductasa, xantina deshidrogenasa.
Como se estudian las raíces Las plantas crecen en un contenedor de solución nutritiva, ventilado por un compresor de aire. Esta es una técnica sencilla para cultivar Lechuga y hortalizas.
La solución nutritiva es inyectada por un nebulizador en las raíces de las plantas que se encuentran suspendidas en el aire desde el marco superior del contenedor.
10
14/08/2009
Como se estudian las raíces Técnica del Riego por Goteo en Sustrato Sólido
Las plantas crecen en un sustrato inerte (arena, grava, perlita, cáscara de arroz, arcilla expandida). La solución nutritiva es dosificada cerca y alrededor de las raíces. Técnica de Aeroponía La solución nutritiva es inyectada por un nebulizador en las raíces de las plantas que se encuentran suspendidas en el aire desde el marco superior del contenedor.
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