Preparación de la solución nutritiva

Preparación de la solución nutritiva2020Autores: Mónica Flores, Elizabeth González y Víctor Escalona

Pág. 2 FIC, IDI 30474703-0 Transferencias Hortalizas

NutrienteHoagland y

Arnon (1938)Hewitt (1966) Cooper (1979) Steiner (1984)

mg*L-1

N 210 168 200-236 168P 31 41 60 31K 234 156 300 273Ca 160 160 170-185 180Mg 34 36 50 48S 64 48 68 336Fe 2,5 2,8 12 2-4Cu 0,02 0,064 0,1 0,02Zn 0,05 0,065 0,1 0,11Mn 0,5 0,54 2 0,62B 0,5 0,54 0,3 0,44

Mo 0,01 0,04 0,2 No consideradoTabla 1: Concentración de elementos minerales esenciales de acuerdo con varios autores (Trejo y Gómez, 2012).

NutrienteRecomendación

(Hoagland y Arnon)

Análisis de agua

Concentración a suplementar (diferencia)

Agregamos Ca(NO3)2

mg*L-1

N 210 2,18 207,82 43,3P 31 0,1 30,9 -K 234 3 231 -Ca 160 146 14 14Mg 34 18 16 -S 64 115,2 -51,2* -Fe 2,5 0,08 2,42 -Cu 0,02 0,03 -0,01 -Zn 0,05 0,02 0,03 -Mn 0,5 <0,01 0,05 -B 0,5 0,29 0,21 -

Mo 0,01 - 0,01 -Tabla 2:* La concentración de azufre (S) en el agua inicial es mayor a la requerida en la solución.

Fases para la preparación de la solución nutritiva

1. Elegir una solución nutritiva de acuerdo con el tipo de cultivo y/o especie.

2. Considerar los iones presentes en el agua con la que se preparará la solución nutritiva.

3. Calcular las concentraciones de fertilizantes a aportar para obtener la solución final.

4. Disolver y distribuir.

Elegir una solución nutritiva

Buscar recomendaciones de formulaciones de solución nutritiva para hidroponía en la bibliografía. En la Tabla 1 se muestran algunos ejemplos.

*Pare este ejemplo se considerará la solución recomendada por Hoagland y Arnon (1938)

Considerar los iones presentes en el agua

Para ello es necesario realizar un análisis de agua. Con la información obtenida de la bibliografía (solución nutritiva recomendada) y la del análisis de agua, se debe realizar una tabla como la Tabla 2. En ella se calcula la diferencia de concentración de los iones entre la recomendación y lo que contiene el agua, obteniéndose así los valores de concentración que deben ser suplementados.


Macronutrientes MicronutrientesNitrato de calcio Ca(NO3)2 Ácido bórico H3BO3

Nitrato de magnesio

Mg(NO3)2 Sulfato de manganeso

MgSO4

Fosfato monopotásico

KH2PO4 Sulfato de cobre CuSO4

Nitrato de potasio KNO3 Molibdato de amonio

(NH4)6Mo7O24

Nitrato de amonio

NH4NO3 Sulfato de zinc ZnSO4

Quelato de hierro 6%

Tabla 3: Nombre técnico y fórmula química de los macro y micronutrientes más utilizados en hidroponía.

Cálculo de las concentraciones de fertilizantes que debemos aportar para obtener la solución final.

Una vez obtenidos los valores de concentración de cada elemento a suplementar, se deben evaluar los nutrientes (fertilizantes) disponibles en el mercado y su composición química. El nombre técnico de las sales o nutrientes más utilizados se muestra en la Tabla 3.

Si se utiliza un fertilizante comercial, lo más importante es leer la ficha técnica para saber qué y cuánto aporta de cada elemento. Es importante también que los fertilizantes que se utilicen en hidroponía sean 100% soluble en agua. En la Tabla 4 y en las Figuras 1 y 2 se muestra la composición de algunos fertilizantes comerciales (ficha técnica). En rojo se destaca parte de la composición del fertilizante en porcentaje y la característica de solubilidad en agua.

(No contiene cloro)Basacote Plus Basacote Plus3M, 6M Y 9M 12M

MacroelementosNitrógeno total (N) 16,0% 15,0%Nitrógeno nítrico 7,4% 7,0%Nitrógeno amoniacal 8,6% 8,0%Anhídrido fosfórico (P2O5) soluble en agua y citrato soluble en agua

8,0% 8,0%5,6% 5,6%

Oxido de potasio (K2O) soluble en agua 12,0% 12,0%Oxido de magnesio (MgO) soluble en agua 2,0% 2,0%

1,4% 1,4%Azufre total (S) soluble en agua 5,0% 5,0%

4,0% 4,0%MicroelementosHierro (Fe) soluble en agua como quelato de EDTA

0,4% 0,4%0,15% 0,15%

Cobre (Cu) 0,05% 0,05%Manganeso (Mn) 0,06% 0,06%Zinc (Zn) 0,02% 0,02%Boro (B) 0,02% 0,02%Molibdeno (Mo) 0,015% 0,015%Diámetro de gránulo 2,5 - 3,5 mm 2,5 - 3,5 mmTabla 4: Ficha técnica de un producto comercial. Se destacan la composición de nitrógeno y la solubilidad en agua del producto.


Figura 1: Ficha técnica fertilizante 1.

Figura 2: Ficha técnica fertilizante 2.


Se sugiere comenzar calculando la cantidad de calcio necesaria, ya que sólo unas pocas sales de calcio cumplen con la característica de ser solubles en agua. Para este ejemplo se seleccionó la sal nitrato de calcio Ca(NO3)2. Se debe recordar que en la recomendación sugerida por Hoagland y Arnon (1938) aparece la cantidad de calcio y nitrato por separado, por lo que se debe calcular el porcentaje de calcio y nitrato que aporta la sal Ca(NO3)2 . Para ello se recomienda seguir los siguientes pasos.

164,088100%124 X

Peso molecular totaPeso molecular de los iones Nitrato

X: 75,57%

164,088100%40,078 X

Peso molecular totalPeso molecular del calcio

X: 24,44%

Ca+2 + 2(NO3 ) -

I. Calcular el peso molecular de cada ion de la sal. Caso de nitrato de calcio. (ver pesos moleculares de cada elemento en tabla periódica del anexo 2)

II. Con los datos anteriores calcular el porcentaje de calcio en el nitrato de calcio.

III. Con los datos anteriores calcular el porcentaje de nitrato en el nitrato de calcio.

PMCa(NO3)2 164,088 g*mol-1

Ca+2 40,078 g*mol-12(NO3)- (14+16*3)*2: 124 g*mol-1

Según el cálculo realizado anteriormente (recomendación de calcio – calcio en el agua), faltaría agregar 14 mg*L-1 para cumplir con el requerimiento (160 mg*L-1).

Como se obtuvo anteriormente, de la sal seleccionada Ca(NO3)2 sólo el 24,44% corresponde a calcio. Con esta información se calcula cuánto nitrato de calcio se debe pesar para incorporar la cantidad correcta de calcio. Para ello se realiza una regla de tres como sigue.

14 mg*L-124.44%X mg*L-1100%

X: 57,3 mg*L-1 de Ca(NO3)2

IV. Calcular cuánto nitrato de calcio (kg, g, mg) se debe pesar para agregar la cantidad de calcio necesaria.

Por lo tanto, por cada 57,3 mg de Ca(NO3)2 se incorporan 14 mg de calcio. Por otro lado, el 75,56% del Ca(NO3)2 corresponde a nitrato y se están agregando 57,3 mg de la sal. Al realizar el cálculo (57,3*75,6%) se obtiene un valor de 43,3 mg. Por lo que por cada 57,3 mg de nitrato de calcio se agregarán 43,3 mg de nitrato.

Figura 3. Porcentaje de algunos elementos presentes en el óxido.

Se debe considerar además que, en los fertilizantes comerciales, la concentración de algunos nutrientes se expresa como óxidos. En la Figura 3 se muestra el porcentaje del elemento presente en el óxido.


Figura 4: Solución nutritiva concentrada en 1 tanque. Figura 5: Solución nutritiva concentrada separando las sales cálcicas de las sales de fosfato y sulfato.

Disolver y distribuir

Existen 2 formas principales de preparación. 1. DiluidaEsta solución diluida se utiliza de forma directa para el fertirriego. 2. Concentrada o solución madreEsta solución sirve de base para hacer otras soluciones de menor concentración a partir de diluciones y puede realizarse

de dos formas.• Concentrada en 1 tanque. Esto permite concentrar la solución hasta 10 veces (Figura 4).• Concentrada en 2 tanques. Esto es lo que se conoce como solución A y solución B. Puede concentrarse entre 100-

200 veces, siempre y cuando se separen las sales cálcicas de las sales de fosfato y de sulfatos (Figura 5).

ANEXO 1

Unidades de concentración

Porcentaje en peso: %p/p Son los gramos de soluto disueltos en 100g de solución.

Molaridad: mol*L-1

Es el N° de moles de soluto en un litro de solución.Los moles (n) son igual a la cantidad de gramos (g) dividido por el peso molecular (PM)

N=g/pM

Normalidad: eq*L-1

Es el N° de equivalentes en un litro de solución. N=n°eq/L

n°eq= peso (g)/PeqPeq= Peso Molecular (PM)/valencia

Partes por millón (ppm) o miligramos por litro mg*L-1

Es la cantidad de gramos presentes en un litro de solución.


ANEXO 2

Figura 6: Tabla periódica de los elementos (Chang y Goldsby, 2017).

AGRADECIMIENTOS

Se agradece al proyecto “Aumento del valor funcional y calidad organoléptica de hortalizas de hoja producidas en la región de O’Higgins mediante la aplicación controlada de estreses ambientales en sistemas de producción forzada y mínimo procesamiento IDI 30474703-0”. Financiado por el Fondo de Innovación para la Competitividad de la región del Libertador General Bernardo O’Higgins (Chile).

Bibliografía Trejo L. and F. Gómez. 2012. Nutrient solutions for hydroponic systems (cap. 1, pp. 1-22). En: Toshiki, A. (Ed.).

Hydroponics - A Standard Methodology for Plant Biological Researches. Rijeka, Croatia: InTech. 244p.Chang, R. and K.A. Goldsby. 2017. (Apéndice 5, p. 1098). En: Química. Edición N°12. Mc Graw-Hill, España. 1168p.Windsor, G. and M. Schwarz. 1991. Soilless culture for horticultural crop production. (Plant production and protection

paper N°101), Rome, Italy: FAO. 202p. Hoagland, D.R. and D.I. Arnon. 1938. The water-culture method for growing plants without soil. (Circular N°

347), University of California, College of Agriculture, Agricultural Experiment Station. Berkeley, California: California Agricultural Experiment Station. 39p.

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