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Published: 2024-02-29

The importance of calcium for plant nutrition: a review

Universidade Estadual de Goiás
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soil-plant system, absorption, transport, plant metabolism

Abstract

The calcium ion (Ca2+) is of fundamental importance for plant nutrition. The present scientific work aims to address the dynamics of the element in the soil-plant system, mechanism of absorption, transport and redistribution, absorption rate, calcium requirement in the main agricultural crops, in addition to participation in plant metabolism and symptoms nutritional deficiencies and excesses. When calcium is adsorbed to the soil solution, it is a mobile element; however, when it enters the plant, through the root system, this element becomes immobile. Thus, the typical symptom appears as interveinal chlorosis on younger leaves and flower drop. These symptoms also reveal the low mobility of calcium in the plant.

References

  1. Arif, N., Yadav, V., Singh, S., Singh, S., Ahmad, P., Mishra, R. K., Chauhan, D. K. Influence of high and low levels of plant-beneficial heavy metal ions on plant growth and development. Frontiers in environmental science, v. 4, p. 69, 2016.
  2. Bevilaqua, G. A. P.; Silva Filho, P. M.; Possenti, J. C.. Aplicação Foliar de Cálcio e Boro e Componentes de Rendimento e Qualidade de Sementes de Soja. Ciência Rural, v. 32, n. 1, p. 31–34, fev. 2002.
  3. Bhar, A.; Chakraborty,A.; Roy, A. The captivating role of calcium in plant-microbe interaction. Frontiers in Plant Science, vol. 14, 2023.
  4. Borin, A.L.D.C.; Ferreira, G.B.; Carvalho, M.C.S. Adubação do algodoeiro no ambiente de cerrado. Campina Grande, PB: Comunicado Técnico 375, 2014.
  5. Campos, F.G.. Cálcio e sinalização do restabelecimento vegetal após estresse mecânico. 2019.90 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas - Instituto de Biociências, UNESP.2019
  6. Carassay, L. R., Bustos, D. A., Golberg, A. D., & Taleisnik, E. Tipburn in salt-affected lettuce (Lactuca sativa L.) plants results from local oxidative stress. Journal of plant physiology, v. 169, n. 3, p. 285-293, 2012.
  7. Cavalcante, T. J., Castoldi, G., Rodrigues, C. R., Nogueira, M. M., & Albert, A. M. Macro and micronutrients uptake in biomass sorghum. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 48, n. 4, p. 364–373, out. 2018.
  8. Chang, Y.; Grace-martin, K.; Miller, W. B. Efficacy of Exogenous Calcium Applications for Reducing Upper Leaf Necrosis in LiliumStar Gazer'. HortScience, v. 39, n. 2, p. 272-275, 2004.
  9. Coelho, A. M.; França, G. D. Seja o Doutor do seu Milho. Arquivo do agrônomo n°2 Potafos, 1995.
  10. Coelho, D. S., Simões, W. L., Salviano, A. M., Souza, M. A., & Santos, J. E. (2017). Acúmulo e distribuição de nutrientes em genótipos de sorgo forrageiro sob salinidade. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, 16(2), 178-192.
  11. Echer, F. R.; Dominato, J. C.; Creste, J. E. Absorção de nutrientes e distribuição da massa fresca e seca entre órgãos de batata-doce. Horticultura Brasileira, Vitória da Conquista, v. 27, n. 2, p.176-182, 2009.
  12. Faquin, V. Nutrição Mineral de Plantas. Lavras: UFLA / FAEPE, 2005.
  13. Ferreira, A.O.; Sá, J.C.M.; Amado, T.J.C.; Brieds, C. Schossler, D.S. Relação do conteúdo de carbono com a porcentagem de calcio na CTC pH 7,0 sob sistema plantio direto de longa duração. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, vol.7, n.13; 2011.
  14. Gilliham, M., Dayod, M., Hocking, B. J., XU, B., CONN, S. J., Kaiser, B. N., & Tyerman, S. D. Calcium delivery and storage in plant leaves: exploring the link with water flow. Journal of experimental botany, v. 62, n. 7, p. 2233-2250, 2011.
  15. Hadi, M. R.; Karimi, N. The role of calcium in plants’ salt tolerance. Journal of Plant Nutrition, vol. 35, p. 2037–2054, 2012.
  16. Karley, Alison J.; White, Philip J. Moving cationic minerals to edible tissues: potassium, magnesium, calcium. Current opinion in plant biology, v. 12, n. 3, p. 291-298, 2009.
  17. Kurihara, C.H.; Staut, L.A.; Maeda, S.; Santos, F.C. Diagnose do Estado Nutricional de Soja e Algodoeiro, pelos Métodos das Faixas de Suficiência e DRIS, em Mato Grosso do Sul e Mato Grosso. Circular Técnica 29 da Embrapa. 2014.
  18. Li, L., Zhang, H., Tang, M., & Chen, H. Nutrient uptake and distribution in mycorrhizal cuttings of Populus× canadensis ‘Neva’under drought stress. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, v. 21, n. 3, p. 2310-2324, 2021.
  19. Li, T., Wei, Q., Sun, W., Tan, H., Cui, Y., Han, C., & Yan. Spraying sorbitol-chelated calcium affected foliar calcium absorption and promoted the yield of peanut (Arachis hypogaea L.). Frontiers in Plant Science, v. 13, 2022.
  20. Li, T., Wei, Q., Sun, W., Tan, H., Cui, Y., Han, C., Yan, D. Spraying sorbitol-chelated calcium affected foliar calcium absorption and promoted the yield of peanut (Arachis hypogaea L.). Frontiers in Plant Science, v. 13, 2022.
  21. Li, Y.; Zhang, T.; Zhou, Y.; Zou, X.; Yin, Y.; Li, H.; & Zhang, S. Ectomycorrhizal symbioses increase soil calcium availability and water use efficiency of Quercus acutissima seedlings under drought stress. European Journal of Forest Research, v. 140, n. 5, p. 1039-1048, 2021.
  22. Lihavainen, J., Keinänen, M., Keski-saari, S., Kontunen-soppela, S., Sõber, A., & Oksanen, E. Artificially decreased vapour pressure deficit in field conditions modifies foliar metabolite profiles in birch and aspen. Journal of Experimental Botany, v. 67, n. 14, p. 4367-4378, 2016.
  23. Luo, Y.; Chunmao S. Shengtian Y. Yang L. Shuang Z. Chunchang Z. Characteristics of Soil Calcium Content Distribution in Karst Dry-Hot Valley and Its Influencing Factors. Water, vol. 15, 1119, 2023.
  24. Malavolta, E. Manual de nutrição mineral de plantas. Agronômica Ceres, 2006.
  25. Nascimento, M. S. D., Crusciol, C. A. C., Fernandes, A. M., & Zanotto, M. D. Nutrient extraction and exportation by castor bean hybrid lyra. Revista Brasileira Ciência do Solo, Viçosa, v. 36, n. 1, p.113-124, 2012.
  26. Natale, W.; Rozane, D. E. Parent, L.E.; Parent, S.E. Acidez do solo e calagem em pomares de frutíferas tropicais. Rev. Bras. Frutic., Jaboticabal - SP, v. 34, n. 4, p. 1294-1306, 2012.
  27. Neuville DR, Cormier L, Flank AM, Briois V, Massiot D. Al speciation and Ca environment in calcium aluminosilicate glasses and crystals by Al and Ca K-edge X-ray absorption spectroscopy. Chem Geol 213:153–163, 2004.
  28. Niu, J., Liu, C., Huang, M., Liu, K., & Yan, D. Effects of foliar fertilization: a review of current status and future perspectives. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, v. 21, p. 104-118, 2021. Effects of foliar fertilization: a review of current status and future perspectives. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, v. 21, p. 104-118, 2021.
  29. Paiva, E.A.S. Are calcium oxalate crystals a dynamic calcium store in plants? New Phytologist, vol. 223, p. 1707–1711, 2019.
  30. Pereira, E. G., Saraiva, A. G., Dias, A. C., Ferreira, N. D. S., De Lima, B. R., 2020. O metabolismo de nitrogênio em plantas de arroz é severamente afetado pela deficiência de cálcio e magnésio. Brazilian Journal of Development, 6(3), 15351–15362.
  31. Prado, R. de M. Cálcio. Nutrição de plantas. São Paulo: UNESP, 2008. p.181-2008.
  32. Prezotti, L.C.; Guarçoni, A.M. Guia de interpretação de análise de solo e foliar. Vitória, ES: Incaper, 2013.
  33. Prietzel, J.; Klysubun, W ;.Hurtarte, L. C. C. The fate of calcium in temperate forest soils: a Ca K-edge XANES study. Biogeochemistry, vol. 152, p. 195–222, 2021.
  34. Quian, D.; Xiang, Yun. Actin Cytoskeleton as Actor in Upstream and Downstream of Calcium Signaling in Plant Cells. Int. J. Mol. Sci. 2019.
  35. Reitz, N.F., Shackel, K.A. Mitcham, E.J. Differential effects of excess calcium applied to whole plants vs. excised fruit tissue on blossom-end rot in tomato. Scientia Horticulturae, vol. 290, 110514, 2021.
  36. Rocha, J.H.T e Du Toit, B. e Gonçalves, J.L.M. Ca and Mg nutrition and its application in Eucalyptus and Pinus plantations. Forest Ecology and Management, v. 442, p. 63-78, 2019.
  37. Sá, J. C. M.; Ferreira, A. O.; Briedis, C.; Vieira, A. M.; Figueiredo, A. G. Extração de nutrientes e produtividade de genótipos de milho afetados por níveis de palha. Acta Scientiarum. Agronomy. v. 33, n. 4, p. 715-722, 2011.
  38. Sarruge, J. R., Gomes, L., Haag, H. P., & Malavolta, E. Estudo sobre a Alimentação Mineral do algodoeiro I: marcha da absorpção do macronutrientes. Anais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, v. 20, p. 13–23, 1963.
  39. Sarto,M.V.M.;Lana,M.C.;Rampim,L.Rosset,J.S;Sarto,J.R.W.;Bassegio,d.Effects of calcium and magnesium silicate on the absorption of silicone and nutrientes in wheat .Semana de Ciências Agrárias,Londrina,v.40,n.1,p.67-801,2019.
  40. Silva, C. J. A.; V. da C., J. P.; S. R., L.; L. B., A.; F. de L., D. Nutrição do tomateiro (Lycopersicon esculentum) em função de doses de fertilizantes orgânicos. Revista Caatinga, vol. 22, núm. 3, julio-septiembre, 2009, pp. 242-253. Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, Brasil.
  41. Silva, E. D. B., Ferreira, E. A., Pereira, G. A. M., Silva, D. V., & Oliveira, A. J. M. Peanut plant nutrient absorption and growth. Revista caatinga, v. 30, p. 653-661, 2017.
  42. Taiz, L. et al. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2017.
  43. Taylor, M. D.; Locascio, S. J. Blossom-end rot: a calcium deficiency. Journal of Plant nutrition, v. 27, n. 1, p. 123-139, 2004.
  44. Taylor, M. D.; Locascio, S. J.; Alligood, M. R. Blossom-end rot incidence of tomato as affected by irrigation quantity, calcium source, and reduced potassium. HortScience, v. 39, n. 5, p. 1110-1115, 2004.
  45. Wang, L. J., Huang, W. D., Li, J. Y., Liu, Y. F., & Shi, Y. L. Peroxidation of membrane lipid and Ca2+ homeostasis in grape mesophyll cells during the process of cross-adaptation to temperature stresses. Plant Science, v. 167, n. 1, p. 71-77, 2004.
  46. Wang, Y., Martins, L. B., Sermons, S., balint-kurti, P. Genetic and physiological characterization of a calcium deficiency phenotype in maize. G3: Genes Genomes Genet. 10 (6),1963–1970, 2020.
  47. Weng, X., LI, H., Ren, C., Zhou, Y., Zhu, W., Zhang, S., & Liu, L. Calcium regulates growth and nutrient absorption in poplar seedlings. Frontiers in Plant Science, v. 13, 2022.
  48. White, P. J. The pathways of calcium movement to the xylem. Journal of Experimental Botany, v. 52, n. 358, p. 891-899, 2001.
  49. White, P. J.; Broadley, M. R. Calcium in plants. Annals of botany, v. 92, n. 4, p. 487-511, 2003.

How to Cite

de Sá, A. A. S. ., Oliveira, G. H. de, Silva, R. P. da, Assis, V. C. S. S. de ., Oliveira, C. da S. de ., Oliveira, J. A. de ., … Berti, M. P. da S. . (2024). The importance of calcium for plant nutrition: a review. Scientific Electronic Archives, 17(2). https://doi.org/10.36560/17220241873