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NUTRICIÓN MINERAL
Prof. Dr. Renato de Mello Prado
Depto. de Suelos y Fertilizantes
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1. Conocer los nutrientes minerales, las formas en que están disponibles en el suelo y en que son absorbidas por las plantas.
2. Conocer cómo los nutrientes son absorbidos, transportados y redistribuidos en las plantas y sus funciones metabólicas.
OBJETIVOS DEL CURSO
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3. Relacionar las funciones metabólicas de los nutrientes, cuando sea posible, con problemas de desarrollo y producción de cultivos.
4. Diagnosticar visualmente o por la interpretación de análisis químicos de material vegetal, los estados de carencias y excesos nutricionales.
OBJETIVOS DEL CURSO
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1.2 Concepto de nutrientes y criterios de esencialidad.
UNIDAD 1. Introducción al curso
1.1 Conceptos en nutrición de plantas. Relación con
disciplinas afines.
1.3 Composición relativa de las plantas. Otros elementos
químicos de interés en la nutrición vegetal.
1.4 Cultivo hidropónico. Preparación y uso de soluciones
nutritivas.
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2.3. Factores internos y externos que afectan
la absorción de nutrientes.
Unidad 2: Absorción iónica radical y foliar
2.1. Aspectos anatómicos de raíces y hojas.
2.2. Procesos activos y pasivos de absorción.
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Unidades 3 y 4: funciones de los
macronutrientes y micronutrientes
3.1 Introducción
3.2 Absorción, traslocación y redistribución
3.3 Participación en el metabolismo vegetal
3.4. Exigencias minerales de los principales cultivos
3.5. Sintomatología de carencias y excesos nutricionales
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Unidad 4: funciones de los micronutrientes
4.3. Participación en el metabolismo vegetal
4.1. Introducción
4.2. Absorción, traslocación y redistribución
4.4.Exigencias minerales de los principales
cultivos
4.5. Sintomatología de carencias y excesos
nutricionales
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5.2. Prepación de material vegetal y
análisis químicos
Unidad 5: Diagnóstico foliar
5.1. Criterios de muestreo de hojas
5.3. Estudios y seminarios en grupo sobre
diagnóstico foliar en cultivos
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Unidad 6: Interacciones entre
nutrientes
6.2. Relaciones entre nutrientes en el
análisis foliar
6.1. Estudios de las interacciones más
comunes
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Material didáctico disponible en el site (Bibliografía/Seminario/Práctico)
http://www.fcav.unesp.br/departamentos/solos/docentes/mardidat_renatom.php
Material didáctico
Disponible: Material de Apoyo (Archivos de clase)
POS-GRADUACIÓN:
Disciplina: Nutrición de Plantas - Programas: Ciencia del Suelo y Producción Vegetal -[Link]
http://www.nutricaodeplantas.agr.br/site/ensino/graduacao/unesp_jabot_agro.php
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BIBLIOGRAFIA BÁSICA
EPSTEIN, E.; BLOOM, A. Nutrição mineral de plantas: princípios e perspectivas. 2.Ed. Maria Edna Tenório Nunes (Tradutora). Londrina: Editora Planta, 2006.403p.
MALAVOLTA, E.; VITTI, G.C.; OLIVEIRA, J.A. Avaliação do estado nutricional das plantas. Princípios e Aplicações. 2a ed. POTAFOS (ed.). 1997. 319p.
MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 2006.638p.
PRADO, R.M. 500 perguntas e respostas sobre nutrição de plantas. 1. ed. Jaboticabal: FCAV/GENPLANT, 2009. v.1. 108 p
PRADO, R.M. Nutrição de Plantas. 1. ed. São Paulo: Editora UNESP, 2008. v. 1. 407 p.
RAIJ, B.van.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A.; FURLANI, A.M.C. Recomendações de adubação e calagem para o estado de São Paulo. 2a ed. Campinas: Instituto Agronômico, 1997. 285p..(Boletim técnico, 100).
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Introducción
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Introducción
Agronomía & nutrición de plantas;
Historia de la nutrición de plantas;
Conceptos en nutrición de plantas;
Relación con disciplinas afines;
Conceptos de nutrientes e criterios de esencialidad;
Composición relativa de los nutrientes en las plantas;
Otros elementos químicos de interés en la nutrición vegetal
Cultivo hidropónico.
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Agronomía & nutrición de plantas
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52 FACTORES DE PRODUCIÓN ¿Cuáles son?
(Tisdale et al.,1993)
Planta* cv.
* Nutriciónsuelo
* Conservación* Fertilizantes* Fertilización
* Fertilidad
Ambiente* Clima (luz, temp...)
* Manejo (Irrig., Control fitos.)
Agronomía & nutrición de plantas
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Aristóteles (384-322 a.C.) filósofo griego
animales invertidos y mantienen la boca en el suelo
*** Antigüedad
TEORÍA del HUMUS - Wallerius (1709-1785)
Las plantas obtienen los nutrientes de extractos derivados del humus que contiene agua y compuestos solubles de C, H, O y N, de los cuales las plantas reconstruyen tejidos más complejos. De esos 4 elementos, otros elementos vitales, como Si y K serían formados.
Cal y sales eran importantes para las plantas, pero el papel principal sería la disolución de la materia orgánica en la solución del suelo.
Historia de la Nutrición de Plantas
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*** Sprengel (1787-1859)
Investigó compuestos en la zona radical y consideró 15 elementos como importantes: O, C, N, S, P, Cl, K, Na, Ca, Mg, Al, Si, Fe y Mn.
En 1838 definió la ley del mínimo:
Enunciaba que “si apenas uno de los elementos necesarios para la nutrición de las plantas falta, la planta sufrirá, aunque todos los otros elementos necesarios para la producción vegetal estuvieran presentes en cantidad suficiente”
Historia de la Nutrición de Plantas
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“Era Just Van Liebig” (1803-1873)
Liebig (1840) definió la teoría de la
nutrición de plantas: libro “La química en
sus aplicaciones la a agricultura y a la
Fisiología”: donde a planta se nutría de
CO2 y H2O, y de algunos minerales de la
tierra. MACRONUTRIENTES
*** Siglo XIX
Historia de la Nutrición de Plantas
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http://www.liebig-museum.de/
Liebigs Analytisches Labor um 1840
“Era Just Van Liebig”
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* La fuente de N de las plantas NH3 atm.* las fuentes de K y P Silicatos insol. p/ evitar lixiviación.
Derrumbó la teoría de los humanistas que indicaban que el vegetal extraía de la tierra sustancias originadas del humus y que los minerales no pasaban de “impurezas”
la planta vive de ácido carbónico, amoníaco (ácido nítrico), agua, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido silícico, cal, magnesio, potasio (soda) e hierro
“Era Just Van Liebig”
Historia de la Nutrición de Plantas
![Page 21: NUTRICIÓN MINERAL Prof. Dr. Renato de Mello Prado Depto. de Suelos y Fertilizantes](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022081418/5665b4e91a28abb57c94b653/html5/thumbnails/21.jpg)
Ley del mínimo
Nutriente en < cantidad Limitante Igual a los demás cantidad adequada
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Siglo XX (Era Post Liebig)
Micronutrientes
Epstein (1972)Transportador de iones- enzima/sustrato : Cinética enzimática
Escuela Hoagland (1844-1949)Contribuiciones iniciales – absorción, transporte, redistribuición y funciones
Historia de la Nutrición de Plantas
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Stanley A. Barber (1995)Mecanismos de absorción
Marschner (1991)La película la rizosfera, exudación, microrganismos, alteraciones en el pH, potencial redox y disponibilidad de macro y micronutrientes y de elementos tóxicos
Konrad Mengel
Siglo XX (Era Post Liebig)
Historia de la Nutrición de Plantas
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Historia de la Nutrición de Plantas
1a Tese: LOPES, G.O. 1972. Contribuición ao estudo de las relações entre o zinco e o fósforo de las plantas. Tese de Doutorado. 44 p.
Século XX (Era Pós Liebig)
Início da Nutrición de Plantas en el Brasil
(1954)PG – MS: 1964 e DR: 1970
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¿Cuáles son los nutrientes?
¿Sus funciones?
¿Absorción, transporte y
redistribución de los
nutrientes?
¿Diagnóstico de deficiencias/excesos?
Análisis químico
Visual
Conceptos en nutrición de plantasNUTRICIÓN DE PLANTAS
¿El CONCEPTO?
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Conceptos en nutrición de plantas
Naturaleza:>100 elementos
En la planta: Total:40-50 elementos
16 elementos son esenciales
Esencial (sin él la planta no vive)
Benéfico (aumenta el crecimiento y la producción en situaciones
Particulares)Tóxico (no perteneciendo a las
categorías anteriores, disminuye el crecimiento y la producción, pudiendo llevar a la muerte)
Cuántos?
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DISCIPLINAS AFINES
&
Relación con disciplinas afines
NUTRICIÓN DE PLANTAS
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NUTRICIÓN
FERTILIDAD DEL SUELO
Fertilización
Mecanización
Bioquímica/Fisiología
Fertilizantes
Fitopatología
Microbiología
Mejoramiento
Relación con disciplinas afines
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FERTILIDAD del SUELOAnálisis químico
Fertilización (Exigencia de la Planta – Cant. del suelo) x “f”
suelo
Planta
Fertilizantes
NUTRICIÓN DE PLANTAS
Análisis químico
¿Cuál? ¿Cuánto? ¿Cómo?
¿Cuándo?
“f”
Relación con disciplinas afines
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Factores que causan pérdidas
LLUVIA
EROSIÓNN = P = K
LIXIVIACIÓN NO3
- > K+
FIJACIÓN H2PO4
-
suelo
ABSORCIÓN
FERTILIZANTE
VOLATILIZACIÓN UREA (NH3)
´f´ N: 40-50% ;P: 70-80%; K: 30%
“f”
Relación con disciplinas afines
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¿Qué es un NUTRIENTE?
Un elemento químico considerado esencial para las plantas
Criterios de esencialidad (Arnon & Stout, 1939)
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
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El elemento participa de un compuesto o de una reacción química, sin la cual la planta no vive
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
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2) El elemento no puede ser sustituido por ningún otro
1) En ausencia del elemento la planta no completa su ciclo vegetativo
3) El elemento debe tener un efecto directo en la
vida de la planta y no ejercer apenas el papel
de, con su presencia en el medio, neutralizar
efectos físicos, químicos o biológicos
desfavorables para el vegetal
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
![Page 34: NUTRICIÓN MINERAL Prof. Dr. Renato de Mello Prado Depto. de Suelos y Fertilizantes](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022081418/5665b4e91a28abb57c94b653/html5/thumbnails/34.jpg)
Descubrimiento y demostración de la esencialidad de los elementos
Elemento Descubridor Año Demostración Año
C - - De Saussure 1804
H Cavendish 1766 De Saussure 1804
O Priestley 1774 De Saussure 1804
N Rutherford 1772 De Saussure 1804
P Brand 1772 Ville 1860
S - - Von Sachs, Knop 1865
K Davy 1807 Von Sachs, Knop 1860
Ca Davy 1807 Von Sachs, Knop 1860
Mg Davy 1808 Von Sachs, Knop 1860
(Glass, 1989)
¿Cuándo fueron descubiertos los Nutrientes?
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
![Page 35: NUTRICIÓN MINERAL Prof. Dr. Renato de Mello Prado Depto. de Suelos y Fertilizantes](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022081418/5665b4e91a28abb57c94b653/html5/thumbnails/35.jpg)
Fe - - Von Sachs, Knop 1860
Mn Scheele 1744 McHargue 1922
Cu - - Sommer 1931
Zn - - Sommer & Lipman 1926
B Gay Lussac & Thenard
1808 Sommer & Lipman 1939
Mo Hzelm 1782 Arnon & Stout 1939
Cl Schell 1774 Broyer et al. 1954
Continuación
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
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Plantas vivas: hasta 95% H2O + 5% M.S. (Reichardt, 1985)
~ 92%: C (40%)+H(12%)+O(40%)
Aire (CO2)
~ 8%: Macro y micronutrientes100% MS
¿Cuál es la proporción que aparece en las plantas?
Composición relativa de los nutrientes en las plantas
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COMPOSICIÓN RELATIVA DE MACROS Y MICROS
ORGÁNICOSMacronutrientes orgánicos
C 42%
O 44%
H 6%
Total 92%
MINERAIS Macronutrientes N 2,0% Ca 1,3%
P 0,4% Mg 0,4%
K 2,5% S 0,4%
Total 7%
Micronutrientes Fe, Zn, B, Cu, Mo e Cl
Total 1%100%
Composición relativa de los nutrientes en las plantas
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(Epstein, 1975)
Elementos Concentración en la M.S. Número rel. de átomos
MACRONUTRIENTES g kg-1 N 15 1.000.000K 10 250.000Ca 5 125.000Mg 2 80.000P 2 60.000S 1 30.000
MICRONUTRIENTES mg kg-1 Cl 100 3000B 20 2000Fe 100 2000Mn 50 1000Zn 20 300Cu 6 100Mo 0,1 1
Composición relativa de los nutrientes en las plantasCOMPOSICIÓN RELATIVA DE MACROS Y MICROS
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Composición relativa de los nutrientes en las plantasExtracción total (parte aérea) y exportación por
la cosecha (granos) de cultivos comercialesNutriente Cana-de-açúcar
(100 t ha-1) Soja
(5,6 t ha-1) Trigo
(3,0 t ha-1) Colmos Folhas Total Grãos Restos
culturais Total Grãos Restos
culturais Total
______________________________ kg ha-1 __________________________________ N 90 60 150 152 29 181 75 50 125 P 10 10 20 11 2 13 15 7 22 K 65 90 155 43 34 77 12 80 92 Ca 60 40 100 8 43 51 3 13 16 Mg 35 17 52 6 20 26 9 5 14
Ma
cro
nu
trie
nte
s
S 25 20 45 4 2 6 5 9 14
___________________________________ g ha-1 ________________________________ B 200 100 300 58 131 189 100 200 300 Cu 180 90 270 34 30 64 17 14 31 Fe 2500 6400 8900 275 840 1115 190 500 690 Mn 1200 4500 5700 102 210 312 140 320 460 Mo - - - 11 2 13 - - -
Mic
ron
utr
ien
tes
Zn 500 220 720 102 43 145 120 80 200
![Page 40: NUTRICIÓN MINERAL Prof. Dr. Renato de Mello Prado Depto. de Suelos y Fertilizantes](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022081418/5665b4e91a28abb57c94b653/html5/thumbnails/40.jpg)
DISTRIBUICIÓN del P en CITRUS
(Mattos, 2003)
Hojas: 16,8% Ramas: 25,3
Tronco: 3,6%Raíces: 20,5%
Frutos: 33,7%
Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
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Exigencia nutricional y consumo aparente de fertilizantes (N+P2O5+K2O) de algunos cultivos de Brasil
Cultura Exigência nutricional total Consumo de fertilizantes2 N+P+K N+P2O5+K2O
1 N+P2O5+K2O Cana-de-açúcar (100 t ha-1)
150+20+155 382 206
Soja 3 (5,6 t ha-1)
181(72)+13+77 303 (162) 145
Café, em coco (2 t ha-1)
253+19+232 348 192
Citros (1200 cx./ha)
391+19+172 642 122
Milho (6,4 t ha-1)
305+56+257 742 110
Arroz (5,6 t ha-1)
141+14+81 270 77
Feijão (1 t ha-1)
102+9+93
235 31
Mandioca (16,6 mil plantas)
187+15+98 339 8
Obs. 1 Px2,29136 = P2O5; Kx1,20458 = K2O; 2 ANDA (1999); 3 En la soja, se estima que el 60% de la exigencia
en N proviene de la fijación biológica, y el restante del suelo (72 kg ha -1 de N).
Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
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Marcha de absorción de N, P y K en maíz
El patrón de extracción de los nutrientes varia c/ciclo
Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
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Marcha de absorción de N, P y K en maíz
Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
El patrón de extracción de los nutrientes varia c/ciclo
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ACTIVADOR ENZIMÁTICOEl elemento está presente en la fase disociable de la fracción proteica
de la enzima, es necesario para la actividad de la misma.
Importancia de los nutrientes en las plantas
ESTRUTURALEl elemento forma parte de la molécula de uno o más compuestos
orgánicos; ejemplos: N: aminoácidos y proteínas; Ca: pectato; Mg: clorofilas.
CONSTITUYENTE DE LA ENZIMASe refiere a elementos, generalmente metales o elementos de transición (Mo), que forman parte del grupo prostético de enzimas y que son esenciales para la actividad de las mismas; es el caso de Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Ni.
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Estrutural
Activador
Grupo prostético
Las tres funciones que los elementos pueden desempeñar
Importancia de los nutrientes en las plantas
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Importancia de los nutrientes en las plantasplanta sin deficiencia
nutricional
planta con deficiencia nutricional
Omisión del nutriente
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Importancia de los nutrientes en las plantas
Secuencia de eventos biológicos en plantas deficientes en nutrientes
Nivel de tejido síntoma (clorosis/necrosis)
Reducción de la velocidad de los procesos metabólicos
Paralización/desarreglo de los procesos biológicosNivel molecular
Alteración de membranas, pared celular, organelasNivel subcelular
Alteración/deformación de las célulasNiível celular
Alteración de los tejidos
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Modificaciones anatómicas: células de la epidermis más gruesas, lignificadas y/o silificadas
Propiedades fisiológicas y bioquímicas: producción de sustancias inhibidoras y repelentes
Capacidad de respuesta de la planta al ataque de los parásitos: aumentando las barreras mecánicas y síntesis de compuestos tóxicos
Importancia de los nutrientes en las plantas
RESISTENCIA A ENFERMEDADES INDUCIDAS POR LA NUTRICIÓN DE LAS
PLANTAS
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RESISTENCIA A ENFERMEDADES INDUCIDAS POR LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS
Efecto de la nutrición en las enfermedades:
Plantas tolerantes o de moderada
resistencia
Plantas altamente resistentes o
altamente susceptibles
Significativo No significativo
Importancia de los nutrientes en las plantas
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DESAFIO NUTRICIONAL
Contrastes de tecnología: montes frutales de de 7 años, naranja Valencia, injertada en limón Cravo, irrigados, etc.
Monte A:70 ton/ha Monte B:10 ton/ha
¡Nutrición tomada en serio!
Importancia de los nutrientes en las plantas
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Son elementos que presentan aspectos benéficos para el
crecimiento de ciertas plantas, aunque no sean esenciales
Elementos benéficos
Outros elementos químicos de interesse na nutrición vegetal
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PREGUNTAS