Função dos Macronutrientes

NITROGÊNIO

1) Faz parte da molécula de clorofila, indispensável à fotossíntese - promove a coloração verde das folhas;
2) É integrante das proteínas vegetais;
3) Auxilia a formação das folhagens;
4) Favorece o rápido crescimento da planta.
O N é o macronutriente mais abundante na planta e é também o mais exigido em relação aos demais. A função mais importante do nitrogênio está relacionada à sua participação na constituição de moléculas das proteínas; além disso, também participa da formação de compostos indispensáveis às plantas, como purina, pirimidina, pafininas e coenzimas.
As plantas superiores são capazes de absorver o N de várias formas como N2 (no caso das leguminosas e outras espécies), amoniacal (NH4+) ou nitrato (NO3-), além de pequenas quantidades serem obtidas de materiais como aminoácidos solúveis em água (Malavolta, 1980).
Após ser absorvido, o N é transportado no xilema e redistribuído principalmente no floema; tanto o transporte quanto a redistribuição são relativamente rápidos. Numa planta normal quase todo N se encontra em formas orgânicas representadas principalmente por aminoácidos e proteínas.
Quando o N é absorvido como NO3- ele deve ser primeiro reduzido, sendo que o primeiro passo é a conversão do nitrato em nitrito, que ocorre por conta da enzima redutase do nitrato. O nitrito é reduzido a amônia pela redutase do nitrito. Uma vez reduzido o nitrogênio na forma de NH3, este entra no metabolismo gerando principalmente aminoácidos. Uma vez formados os aminoácidos protéicos pode ocorrer síntese de proteína. As proteínas e os aminoácidos não são os únicos compostos nitrogenados da planta; existem também as bases nitrogenadas, coenzimas, pigmentos e vitaminas.
Quando a planta absorve o N na forma de NH4+ ele é diretamente assimilado (incorporado a compostos orgânicos) nos tecidos das raízes e transportado como aminoácidos.
Além da formação de aminoácidos os quais formam proteínas, o nitrogênio tem extrema importância na síntese de clorofila, estando assim diretamente envolvido no processo de fotossíntese.

FÓSFORO

1) Faz parte de compostos essenciais ao metabolismo vegetal (adenosinas, fosfolipídios,
    ácidos nucleicos, etc.) que participam de fenômenos importantes como respiração,
    fotossíntese e comunicação genética;
2) Estimula o crescimento e é fator essencial à formação das raízes;
3) Auxilia na floração e na formação de grãos e sementes;
4) Acelera a maturação;
5) Favorece o desenvolvimento das bactérias no solo;
6) Melhora o valor nutricional dos alimentos e forrageiras.
As plantas absorvem a maior parte do fósforo como íon ortofosfato primário (H2PO4-) e, em pequenas quantidades, íon ortofosfato secundário (HPO42-). O pH do solo influencia na relação de absorção desses dois íons.
O fosfato absorvido pelas células das plantas é rapidamente envolvido em processos metabólicos; 10 minutos após a absorção deste, 80% do total absorvido é incorporado a compostos orgânicos, formando basicamente fosfo-hexases e difosfato de uridina. O transporte no xilema ocorre principalmente na forma que foi absorvido (H2PO4-), podendo ainda aparecer na seiva bruta como fosforil colina ou ésteres de carboidrato.
O fosfato é bastante móvel na planta sendo redistribuído com facilidade pelo floema, onde o elemento aparece principalmente como fosforil colina. Quando as plantas estão adequadamente nutridas em P, de 85 a 95% do P orgânico se encontra nos vacúolos. Ocorrendo deficiência, o P não metabolizado sai do vacúolo e é redistribuído para os órgão mais novos cujo o crescimento cessa quando acaba tal reserva. Devido a fácil redistribuição do P na planta, os sintomas de deficiência aparecem primeiramente nas folhas mais velhas.
O fósforo atua na fotossíntese, respiração e transferência de energia, divisão celular, crescimento das células e em vários outros processos da planta. Além de promover a formação e crescimento prematuro das raízes, o fósforo melhora a qualidade de muitas frutas e verduras, sendo vital para a formação de sementes e maturação de frutos. O fósforo também auxilia as raízes e plântulas a se desenvolverem mais rapidamente, aumenta a resistência ao frio, stress hidríco, doenças (Lopes, 1998).
O fósforo aparece na planta em formas inorgânicas e orgânicas. Na forma inorgânica (Pi), que representa uma proporção relativamente alta do P total no tecido, aparece como ortofosfato e em menor quantidade como pirofosfato. Nas folhas a proporção de Pi para o P orgânico é maior que nos grãos e dependente do estado nutricional da planta em fósforo. Plantas com suprimento inadequado tem o valor de Pi diminuído enquanto que os de P orgânico permanecem praticamente inalterados.
As formas orgânicas de fósforo na planta são compostos nos quais o ortofosfato é esterificado a hidroxilas de açúcares e álcoois, ou pirofosfato ligado a outro grupo fosfato. Mais de 50 compostos formados da esterificação de fosfato com açúcares e álcoois tem sido identificados, sendo que aproximadamente 10, são presentes em concentração relativamente alta na célula (Faquin, 1994).
O trifosfato de adenosina (ATP) é o principal composto que serve para armazenar energia e depois transferi-la para a promoção de processos endergônicos. A energia armazenada nas ligações entre os fosfatos se torna disponível quando ocorre hidrólise de um ou dois radicais fosfatos terminais, liberando 7.600 Kcal/mol. Esta energia armazenada no ATP é utilizada nos processos endergônicos do metabolismo, como por exemplo, a absorção iônica ativa, síntese de vários compostos orgânicos como o amido, gorduras e proteínas.
Os fitatos são os compostos de reserva de fósforo em sementes e frutos e representam aproximadamente 50% do P total em sementes de leguminosas e de 60 a 70% em grãos de cereais. A função do fitato na germinação de sementes atua, principalmente, nos primeiros estágios de crescimento das plântulas, quando o embrião tem alta exigência de nutrientes minerais, incluindo o P, para formação dos fosfolipídeos das membranas celulares e ácidos nucléicos.

POTÁSSIO

1) Ativa as enzimas que atuam na fotossíntese e respiração;
2) Auxilia a formação de amidos e açúcares;
3) Dá vigor às plantas, aumentando-lhes a resistência;
4) Melhora a qualidade dos frutos;
5) Promove maiores colheitas e melhor desenvolvimento dos grãos e sementes.
O potássio é absorvido na forma iônica (K+) e conduzido à parte aérea pelo xilema e também pelo floema na mesma forma; a redistribuição interna pelo segundo sistema de vasos é bastante fácil. O potássio se transloca das folhas mais velhas para as mais novas, para as regiões de crescimento, como para o fruto em desenvolvimento.
Uma vez dentro da célula da planta o potássio exerce numerosas funções, sem as quais a planta não vive. O papel principal do K+ nas plantas é ativar enzimas, sendo que mais de 50 enzimas são dependentes do K para sua atividade normal (Faquin, 1994). Em plantas deficientes em K, algumas mudanças químicas são observadas, como o acúmulo de carboidratos solúveis, decréscimo no nível de amido e acúmulo de compostos nitrogenados solúveis (aminoácidos, amidas e nitrato), com menor síntese de proteínas.
A nutrição potássica também está ligada à regulação do potencial osmótico das células das plantas e a expansão celular. A abertura e fechamento dos estômatos dependem de um ótimo turgor celular, e para tal o K é indispensável (Faquin, 1994).
Tem-se atribuído também ao K a função de aumentar a tolerância das plantas à seca e geada; verifica-se também que o K aumenta a resistência das plantas a algumas doenças e ao acamamento.

CÁLCIO

1) Integrante da parede celular;
2) Construtor de raízes;
3) Atua na germinação do grão de pólen e crescimento do tubo polínico.
A concentração de Ca exigida pelas plantas varia em função das culturas, mas os níveis variam de 10 a 200 kg/ha de Ca, sendo que as dicotiledôneas apresentam maior exigência que as monocotilidôneas. Nos tecidos foliares, os teores de Ca, também são variáveis, sendo que os valores são geralmente 0,4 e 4% (Faquin, 1994).
O cálcio é absorvido pelas raízes como Ca2+ sendo que altas concentrações de K+, Mg2+ e também N-NH4+ diminuem sua absorção.
O cálcio absorvido é transportado no xilema e em parte pelo floema. Depois de transportado para as folhas o Ca se torna imóvel. A maior parte do Ca do tecido vegetal se encontra sob formas não solúveis em água, como o pectato de cálcio, a principal substância da lamela média da parede celular, e sais cálcicos de baixa solubilidade como carbonatos, sulfatos, fosfatos, silicato, citrato, malato, oxalato.
Além da função estrutural do Ca, de integrar a parede celular, ele é requerido para a divisão e elongação celular. Na ausência de um suprimento adequado de Ca, o crescimento radicular cessa em pouco tempo. Este nutriente também é indispensável para a germinação do grão de pólen e para o crescimento do tubo polínico.
Ao contrário do que acontece nas paredes e nas membranas celulares, a concentração de cálcio no citoplasma e nos cloroplastos é baixa, pois o Ca inibe a atividade de várias enzimas do citoplasma.
Na fixação biológica do N2 por leguminosas, a nodulação das raízes precisa de mais

MAGNÉSIO

1) Constituinte da molécula de clorofila;
2) Ativador enzimático.
As exigências das culturas em Mg são relativamente baixas, da ordem de 10 a 40 Kg/ha na maioria dos casos; os teores normais nas folhas das plantas variam entre as espécies, sendo geralmente entre 0,2 a 0,4%.
As plantas absorvem o magnésio na forma de Mg2+. A absorção de Mg é reduzida por altas concentrações de K+, Ca2+ e NH4+, devido a inibição competitiva entre esses cátions. A inibição pode levar à falta desse nutriente nas plantas.
O magnésio é móvel no floema, sendo que grande parte do Mg da planta encontra-se na forma solúvel, por isso é facilmente redistribuído.
Nos tecidos das plantas cerca de 70% do Mg total encontra-se associado com ânions inorgânicos e orgânicos como malato e citrato; também é encontrado associado a ânions como oxalato e pectato.
Na planta a principal função do magnésio é compor a molécula de clorofila, correspondendo a 2,7% do peso das mesmas. Outra importante função deste macronutriente é a ativação enzimática, o Mg ativa mais enzimas do que qualquer outro elemento. Neste caso, o papel principal do Mg é o de cofator de quase todas as enzimas fosforilativas, formando uma ponte entre o pirofosfato do ATP ou do ADP e a molécula da enzima. A transferência de energia desses dois compostos é fundamental nos processos de fotossíntese, respiração, reação de síntese de compostos orgânicos (carboidratos, lipídeos, proteínas), absorção iônica e trabalho mecânico executado pela planta.
Ainda, o Mg atua como "carregador" do P, de modo que, na presença do Mg, a absorção de P pelas plantas é aumentada. Acredita-se que tal efeito seja devido ao papel do Mg nas reações de fosforilação e pelo fato do Mg e o P caminharem juntos para as sementes. Segundo Malavolta et al. (1997), a absorção do H2PO4 é máxima na presença do Mg2+: Este papel de "carregador de fósforo" se explica possivelmente pela participação na ativação de ATPases da membrana que atuam na absorção iônica.
Em plantas deficientes em magnésio, geralmente a relação N-protéico/N-não protéico decresce, pois o magnésio parece estabilizar a configuração das partículas do ribossoma necessárias para a síntese protéica.
Portanto, o magnésio participa de uma série de processos vitais da planta que requerem e fornecem energia como, por exemplo, a fotossíntese, respiração, síntese de carboidratos, lipídeos, proteínas e absorção iônica.

ENXOFRE

1) Constituinte de proteínas;
2) Ativador enzimático;
3) Constituinte estrutral de membrana celular.
A forma de enxofre absorvida da solução do solo pelas raízes das plantas é o sulfato SO42-. Estudos têm mostrado que a planta pode absorver o SO2 atmosférico por meio dos estômatos das folhas e metabolizá-lo, porém de modo pouco eficiente. Folhas e frutos também podem absorver e metabolizar o S elementar usado como defensivo agrícola na forma de pó molhável aplicado nas folhas.
O sulfato é transportado das raízes para a parte aérea pelo xilema; a distribuição do S no sentido contrário é muito pequena.
Embora o enxofre seja absorvido principalmente como SO42-, é encontrado na planta, em maior parte, nas formas reduzidas como o sulfeto (S2-), deste modo, a incorporação do S em compostos orgânicos exige a sua redução prévia. Esta redução necessita de energia do ATP e de poder redutor. O processo ocorre principalmente durante o período luminoso e as enzimas estão localizadas nas membranas dos cloroplastos.
O enxofre está presente em todas as proteínas, já que os aminoácidos mais importantes, cisteína e metionina contem S. Uma outra função importante do S no metabolismo é a participação direta do grupo sulfidrilo (-SH) como grupo ativo das enzimas na ligação com o substrato, embora nem todos os grupos SH livres sejam ativos. Muitas enzimas e coenzimas como a urease, APS-sulfotransferase e a coenzima A (CoASH), tem o grupo SH como grupo ativo nas reações enzimáticas.
Alguns compostos voláteis contendo S contribuem para odor característico que se desprendem de alguns produtos como por exemplo a cebola, o alho e a mostarda.
O enxofre não reduzido (sulfato) é constituinte estrutural das membranas celulares.
Devido à sua participação num grande número de compostos e reações, a carência de S provoca uma série muito grande de distúrbios metabólicos. Nestas condições, pode ocorrer diminuição na fotossíntese e na atividade respiratória, queda na síntese de proteínas gerando aumento na relação N solúvel/N protéico, acúmulo de carboidratos com o aparecimento de altas relações de C solúvel/C amido e diminuição na fixação livre e simbiótica do N2 do ar.