Uma planta floresce em um ambiente contendo formas solúveis dos 104 elementos químicos da tabela periódica, por isso, é concebível que ela contenha todos eles, pelo menos em concentrações mínimas. Contudo, os elementos químicos considerados vitais para as plantas, às vezes chamados simplesmente de elementos nutritivos, são aqueles que necessariamente fazem parte de sua composição e/ou participam de sua fisiologia, e não aqueles que são detectados nos tecidos após uma análise química.

Uma maneira indireta de destacar um elemento vital é quando a planta é cultivada na ausência de um determinado elemento químico, resultando na interrupção de seu ciclo de vida. Assim, apenas 17 elementos químicos são considerados vitais, podendo aumentar para 20 se o sódio, silício e cobalto, entre outros, passarem no teste de vitalidade em diversas tentativas realizadas até hoje. São vitais para todas as plantas os elementos C, H, N, O, S, P, K, Ca, Mg, Zn, Cu, Fe, Mn, Ni, Cl, B e Mo.

Elemento/substância nocivas

A presença de substâncias ou elementos químicos que possam retardar, prejudicar ou modificar a fisiologia de um organismo vivo, especialmente no caso das plantas, é considerada uma ação prejudicial. Existem casos em que essas substâncias afetam a absorção, translocação e funcionalidade de um nutriente, seja por meio de ações físicas, químicas ou bioquímicas. O alumínio, por exemplo, desempenha um papel proeminente entre os elementos nocivos e será abordado com mais detalhes na próxima seção. Outros elementos podem ser prejudiciais tanto para as plantas quanto para os seres humanos, especialmente os metais pesados.

Classificação dos elementos nutritivos

Os elementos nutritivos essenciais são classificados como macronutrientes e micronutrientes, com base na quantidade necessária para realizar suas funções fisiológicas (não relacionado à importância para a planta). Nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre são os macronutrientes, presentes na massa seca de plantas superiores em ordens de grandeza de gramas por quilo; enquanto manganês, ferro, cobre, zinco, níquel, molibdênio, cloro e boro são os micronutrientes, presentes em ordens de grandeza de miligramas por quilo. Essa classificação é empírica e puramente quantitativa, excluindo carbono, oxigênio e hidrogênio, obtidos pelas plantas do ar e da água durante a fotossíntese.

A maioria dos nutrientes desempenha um papel semelhante em processos fisiológicos das plantas. O nitrogênio e o molibdênio, por exemplo, são componentes da enzima nitrogenase, catalisadora da fixação do nitrogênio atmosférico por microrganismos associados ou não a plantas superiores, e da enzima nitrato redutase, envolvida na redução do nitrato para incorporação nos esqueletos carbônicos (Clarkson e Hanson, 1980).

Por isso, uma classificação funcional, considerando a atuação fisiológica, é preferida atualmente. Apesar dos avanços nos estudos bioquímicos, para alguns nutrientes, como boro e cloro (Tabela 2), seu papel fisiológico ainda não é totalmente compreendido, ou não são reconhecidos como nutrientes essenciais, como silício e sódio, mas que estão sempre presentes na matéria seca das plantas superiores e acredita-se que desempenham algum papel no desenvolvimento das plantas, ou cobalto, cuja essencialidade é para microrganismos fixadores de nitrogênio.

Íons na solução versus íons na fase sólida

Os elementos químicos estão presentes no ar, na água e no solo. No ar, encontramos os nutrientes carbono e oxigênio, absorvidos pelas plantas durante a fotossíntese e respiração. A quebra da molécula de água, primeira etapa da fotossíntese, fornece hidrogênio às plantas. Portanto, deixaremos esses três nutrientes fora da próxima discussão.

A água da chuva ou de fontes contém elementos químicos dissolvidos, provenientes da dissolução de minerais do solo e, em menor medida, do equilíbrio com o ar atmosférico (concentração de CO2 ou deposição atmosférica de SO4 -2, por exemplo). Assim, se as plantas se desenvolverem na água (cultivo hidropônico, por exemplo), obterão os nutrientes da água. No cultivo inundado de arroz, comum no Rio Grande do Sul e em Santa Catarina, a água de irrigação (barragens e rios) pode fornecer quantidades consideráveis de nutrientes, especialmente potássio.

O solo é, sem dúvida, o depósito de nutrientes para as plantas e todos os seres vivos. O estoque de nutrientes está na fase sólida do solo (mineral e orgânica). Os elementos químicos presentes nas rochas, durante o intemperismo (imperceptível na escala humana), são parcialmente liberados para a solução do solo. Parte desses elementos se reorganiza para formar outros minerais, parte é incorporada à matéria orgânica do solo, incluindo a biota do solo, e parte é perdida para outros sistemas (aquático e atmosfera).

As plantas não conseguem obter os nutrientes diretamente da fase sólida do solo. Eles devem estar na solução do solo na forma de íons (NO3 -, H2PO4 -, Ca2+, K+, por exemplo) para que as raízes os absorvam. Surge um grande problema à nutrição das plantas: há nutriente na fase sólida, mas não é deslocado para a solução do solo. Cada elemento químico (nutriente, nocivo ou indiferente) reage de maneira específica com a fase sólida do solo. Lembrando que, grosso modo, o solo é considerado um sistema coloidal e que os argilominerais, os óxidos e a matéria orgânica são responsáveis pelas reações com os elementos químicos e substâncias presentes na solução do solo. Portanto, é necessário entender o básico dessas reações para gerenciar o solo e controlar a disponibilidade de cada nutriente ou elemento nocivo.

Para tornar esse sistema ainda mais complexo, mesmo que o elemento químico esteja na solução do solo (íons), pode não estar próximo o suficiente da raiz para ser absorvido. Por isso, as plantas evoluíram, ao contrário dos animais, maximizando a exposição ao meio.

Referência:

BRASIL. MInistério da Educação. Fertilidade do solo e nutrição de plantas. Disponível em: Repositório UFSM Acesso em 11 de dezembro de 2023.