TEMA 14 - ESTAT NUTRITIU DE LA PLANTA (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Nutrició i metabolisme vegetal
Profesor C.
Año del apunte 2015
Páginas 4
Fecha de subida 06/04/2015
Descargas 19
Subido por

Vista previa del texto

14. ESTAT NUTRITIU DE LA PLANTA CLASSIFICACIÓ FUNCIONAL DELS ELEMENTS ESSENCIALS - Grup 1: components estructurals de compostos biològics (carbohidrats, proteïnes, lípids, àcids nucleics: C H O N S P Grup 2: activadors enzimàtics: K, Ca, Mg, Mn, Zn Grup 3: reactius redox: Fe (2,3), Cu (1,2) i Mo (2,3,4,5,6) Grup 4: elements de funció incerta: (B, Cl)→ es creu que el clorur es necessari per l’estabilitat de certs components proteics pel cloroplast i el bor té funcions en l’apoplast com en les cèl·lules, encara que no s’ha establert quins enzims el necessiten, se sap que no nomes és un component apoplastic.
ESTAT NUTRITIU Si tenim nivells baixos d’un nutrient essencial, la planta no funciona bé, el seu creixement no prospera.
SI incrementem ells nivells de l’element el creixement s’accelera i es millora i s’arriba al creixement òptim. Per qualsevol nutrient essencial i per substàncies no essencials a partir d’una determinada concentració es torna tòxic per la planta.
En concentracions supraòptimes tenim una disminució del creixement.
Les plantes responen amb corbes de creixement característiques davant de la variació de concentració de l’element al medi.
Això té un enorme interès pràctic perquè si volem produir collites i tenir una alta producció d’aliments ens hem de moure en uns nivells de subministrament òptims, per això es important conèixer l’estat nutritiu de les plantes i hi ha diferents tècniques per saber-ho.
És molt important des d’un punt de vista mediambiental ens interessa el punt on tenim una bona relació entre el creixement de la planta i la concentració del nutrient essencial → és millor que l’etapa plateau, on la planta no augmentarà la productivitat però si que tindrem una major grau de contaminació ambiental i serà mes car.
El subministrament òptic està abans de la resposta plateau i no a la meitat o al final de la resposta, és la zona del consum de luxe.
Aquestes corbes es poden establir per diferents cultius i nutrients. Tots els cultius que s’introdueixen en una area s’ha d’establir quines son les condicions òptimes per a ells.
ESTATS DE CONTINGUT Es poden classificar els estats per on es passa. Per ordre: a) deficiència aguda b) Deficiència latent c) Òptim d) Consum de luxe e) Toxicitat latent f) Toxicitat aguda La diferencia entre la deficiència aguda i latent, es defineix en funció de la visibilitat dels símptomes. Quan estem en deficiència aguda, aquesta deficiència es pot diagnosticar a través de la observació de la planta perquè el nutrient que li falta no fa que doni un menor creixement sinó que hi ha símptomes, canvis del color, en els brots i en les fulles que ens indiquen l’estat de mal formament, en canvi quan es latent, no tenim símptomes fàcilment visibles.
El mateix passa amb la toxicitat, quan és latent nomes hi ha una disminució en la producció de la planta.
En les investigacions sobre nutricions es va veure que moltes vegades el nivell òptim d’un nutrient depèn de la concentració d’altres nutrients. Ex: el nivell òptim de potassi depèn del nivell de calci i el nivell òptim de nitrogen pot dependre del nivell de fòsfor.
No es tan per si sol sinó que interactuen en la planta → hi ha elements antagònics i sinèrgics.
Normalment és bo definir els nivells òptims per combinacions de diferents nutrients, per això es fan interaccions binaries o terciàries.
En les binaries variem la concentració de dos elements nutritius dels quals volem estudiar la seva interacció, els valor relatius de1 a 0 i de 0 a 1 no es pot fer infinites combinacions perquè no es factible però si que se’n poden fer unes quantes variant sempre de manera que la suma de les dues sigui constant.
Obtindrem una corba de resposta i podem veure la proporció dels nutrients i trobar la optima.
També es pot fer amb tres, calci magnesi i potassi que estan estretament vinculats en la seva absorció i funcionament dins de la planta. Els nivells òptims d’uns depenen clarament dels altres.
Fem variacions binaries mantenint el nivell d’un tercer element constant. Les tres rectes obtingudes als assajos es poden representar en un triangle i s’observa que les tres rectes s’haurien de tallar en un mateix punt que ens donarien la concentració òptiques de les tres. Normalment no ens donen un punt sinó que ens donen una àrea.
Quan un nutrient es torba en dèficit agut la planta mostra símptomes d’aquest dèficit. Es caracteritzen per: 1. falta de clorofil·la 2. necrosi 3. coloracions més rares com de color violeta quan hi ha deficiència de fosfor, etc.
Hi ha símptomes que si es té ull expert ens diuen quin es l’element que falta en aquestes circumstancies. És molt important que quan es fan aquestes observacions de visualitzar-les quan s’inicien al principi de tot → si la planta està necròtica o morta no es pot diagnosticar res. És impossible saber què ha passat a no ser que es facin anàlisi post-mortem per saber si ha mort per una infecció o per manca de nutrients, però no val la pena perquè la planta ja s’ha mort. (val la pena en grans cultius.) S’han de fer els estudis immeditadament quan es detecta el símptoma. És molt important saber si comencen a les fulles velles o les joves. Les fulles joves són les de dalt de tot.
- Comença a les joves: Aquestes es desenvolupen normal i no hi ha símptomes a mesura que les plantes creixien, les noves fulles aniran tenint problemes. Quan la planta germina la seva vida inicial és heteròtrofa, no fa la fotosíntesi, viu de les reserves que hi ha a les llavors. Per tant, encara que al terra estigui malament les primeres sortiran be perquè faran servir la reserva de la llavor. Quan s’esgotin, la planta dependrà del subministrament directe dels nutrients del sòl, llavors es quan apareixen els problemes, si l’element ve subministrat directament per subministrament indirecte del terra. Ho anomenem element no mòbil.
Els elements que son subministrats directament del terra son els no mòbils, per diferenciar-los d’aquells que poden ser remobilitzats des de les fulles velles a les joves.
Hi ha altres elements que quan la planta comença a créixer, quan creixen les noves fulles, els elements son retirats de les velles i es transporten cap a les joves, es diu que son elements mobilitzables.
Encara que n’hi hagi poc al terra no apareixen els símptomes a les noves sinó que apareixen a les velles que perden els nutrients per donar-los a les joves i llavors elles com que no ho poden extreure del terra els hi apareixen els símptomes.
Això ens permet deduir on hi ha el problema. Si deixem la planta molts dies, tota la planta estarà morta i no es podrà observar res. Típicament fent aquestes observacions i tenint clares les identificacions podem deduir quin es l’element que falla.
Podem dir que els símptomes que apareixen primer a les fulles velles d’elements mòbils són N P MG K An, Mo i en canvi quan es tracta d’elements poc mòbils són Ca, B, C, CU, Mn, S, Fe.
És més difícil diagnosticar estats de toxicitat que de deficiència i encara ho són més els estats mixtos on tenim altres factors d’estrès com el xoc pel fred, per calor, dèficit hídric combinat amb dèficit de nutrients amb graus de toxicitat, llavors s’han de fer anàlisis, no es pot deduir res a simple vista.
Avui en dia en l’agricultura desenvolupada no s’arriba als estats de deficiència aguda → es fan anàlisi foliars, de terra, etc per prevenció.
ASPECTES ECOLÒGICS DE NUTRICIÓ MINERAL PH No només es miren els mecanismes d’absorció i de transport dels nutrients i creixement de les plantes també importen cada vegada més els aspectes ecològics dels minerals i de les situacions d’estrès derivades de la infertilitat del sòl.
Els factors que poden ser més negatius per les plantes relacionades amb la disponibilitat de nutrients al sol són: - pH - salinitat - toxicitat de certs elements com metalls pensats i altres elements traces.
El PH per l’òptim creixement de les plantes ha de ser lleugerament àcid per les plantes de 6-6.5 si pugem a 7 i sobretot si anem per sobre d’aquest, poden haver-hi problemes de disponibilitat de bastants nutrients i si anem cap a la zona àcida sobretot si el pH baixa molt per sota de valors de 4,5 hi podem tenir forts problemes de toxicitat per alumini.
La toxicitat de protons, es el primer que ens ve al cap quan pensem en acidesa, normalment no és un problema fins que arribem a valors del 3,5 que llavors ja és extremadament àcid i no es fa servir en terres de cultius, aquests pH els podem torbar en dipòsits de residus de mines, en terrenys afectats per residus industrials, etc. En molt poques zones hi ha aquesta acidesa tan bestia.
Als terres basics el problema fonamental es l’excés de carbonat i bicarbonat que dificulta l’adquisició de ferro tenim freqüentment dèficit de potassi i un excés de sodi, aquest sodi competeix amb el potassi pels transportadors i en podem arribar a tenir un dèficit.
ALTRES ELEMENTS ABSORBITS Associat al pH tenim una gran variabilitat en al disponibilitat de nutrients, sobretot els Fe, Mn, Cu i Zn com més alcalins menys solubles són a pH neutres i més pels àcids.
El que es diferent es el molibdè que es torba poc disponible en àcids i més en alcalins. Els macronutrients estan més disponibles a les zones neutres que als extrems.
Saber el pH del terra és molt fàcil → pHometre o amb una tira del paper de pH En terres alcalins que son els més abundats els terres calcaris, els de pH 7 son mes o menys de per aquí fins a pH 8 i als camps experimentals de l’0autonoma tenim camps lleugerament alcalins. LA campus esta sobre 7.8. Tenim terra carbonatat.
CLASSIFICACIÓ DE LES PLANTES D’ACORD AMB EL PH I PRESENCIA DE CARBONATAT CALCI - fisiològic o calcifòbiques (↓oxalat ca) o calcitròfiques (K+/Ca2+<1) descriptiu i causal o basòfiles o calcigues o calcícoles Les plantes són capaces d’assimilar els problemes nutritius del sòl.
SÍMPTOMES DE PLANTES SENSIBLES EXCÉS DE CALCI Clorosi de cal → les fulles noves son gairebé blanques les venes verdes sobre ela fulla mentre que les de sota estan completament verdes. Això es típic d’un element immòbil.
Aquestes clorosi és important en terres amb carbonat calci CaCo3 >20% mentre que ens dóna una baixa disponibilitat de ferro amb interferència de HCO3 amb absorció i translocació de Fe a la planta. Les plantes ineficients den ferro pateixen clorosi de cal, les plantes que tenen eficiència de ferro no tenen clorosi.
Les plantes tenen diferents estratègies per adquirir el ferro. [ja ens ho va explicar] Estratègia 1 – monocotiledònies Avui en dia tenim identificat molts dels transportadors responsables . Coneixem els gens que codifiquen per aquestes proteïnes i es fa una selecció amb marcadors per escollir aquelles varietats i genotip que son mes eficient.
Hem identificat tan com l’ATPasa responsable de la sortida de protons com de el transportador que esta identificat en la reducció de ferro 3 a 2 i el transportador de ferro 2 a través del plasmalemma també se sap quin és a excepció d’algunes plantes.
En el cas de les gramínies (estratègia 2, el transport es a través del complex ferro sideròfor YS1 (=yellow stripe) es el transportador la planta.
ESCENARIS AMB TOXICITAT PER L’AL Típicament podem considerar plantes aquàtiques en aigua dolça acidificada podem tenir ecosistemes forestals afectats per pluja acida deguda a la contaminació atmosfèrica i terres àcids tropicals, que tenen un fort impacte en l’agricultura.
TOXICITAT PER ALUMINI - inhibició del creixement radicular elongació cel·lular divisió cel·lular canvi en el patró del desenvolupament cel·lular interferència en la nutrició P Ca Mg estrès secundari, dèficit de nutrients essencials i hídrics MECANISMES DE TOLERÀNCIA -desintoxicació interna - compartimentació -resistència o tolerància a estrés secundari -eficiència de fòsfor/ eficiència d’us i eficiència d’absorció -baix requeriment de Ca (parets cel·lular); eficiència d’ús de calci.
...