PREPARACIÓN Y MANEJO DESOLUCIONES NUTRITIVAS DR. PROMETEO SANCHEZ GARCIA PREPARACIÓN Y MANEJO DE SOLUCIONES NUTRITIVAS •Definición del concepto “solución nutritiva” •Características que definen una solución nutritiva •Conceptos básicos de química •Preparación de la Solución nutritiva de Steiner debe ser una solución verdadera. . de este problema se genera un desbalance en la relación mutua entre los iones. Además.SOLUCIÓN NUTRITIVA • Son los nutrimentos en forma disponible disueltos en agua. • Para que la solución nutritiva tenga disponibles los nutrimentos que contiene. • La pérdida por precipitación de una o varias formas iónicas de los nutrimentos puede ocasionar su deficiencia en la planta. Mg2+). • Están constituidas generalmente de aniones (NO 3-.SOLUCIÓN NUTRITIVA • Cada especie vegetal requiere de una solución nutritiva específica. •NH4+ solo está presente en algunas soluciones nutritivas (Ejemplo Solución nutritiva de Hoagland y Arnold) . H2PO4-. SO42.) y cationes (K+. Ca2+. CARACTERÍSTICAS QUE DEFINEN UNA SOLUCIÓN NUTRITIVA • Relación mutua entre los cationes • Relación mutua entre los aniones •La concentración de nutrimentos (conductividad eléctrica) •El pH •La relación NO3-:NH4+ • La temperatura de la solución nutritiva . RELACIÓN MUTUA DE IONES •Concepto basado en el balance de los nutrimentos. •La demanda y. . •El balance consiste no solo en las cantidades absolutas de los iones sino también en la relación cuantitativa que se establece entre los cationes por una parte y los aniones por la otra. la absorción de los macronutrimentos no son lineales durante el desarrollo de la planta. por lo tanto. esto trae como consecuencia que también deba sincronizarse la relación mutua entre los iones en la solución nutritiva. RELACIÓN MUTUA DE IONES •La sincronización en la relación mutua de iones en la solución nutritiva debe hacerse para evitar desbalances nutrimentales. •Algunos antagonismos que se presentan en la solución nutritiva: K+ con Ca2+ K+ con Mg2+ Ca2+ con Mg2+ NH4+ con Ca2+ NH4+ con K+ Ca2+ y Mg2+ . como por ejemplo antagonismos. .ALGUNOS EJEMPLOS DE SOLUCIONES NUTRITIVAS CON DIFERENTES RELACIONES MUTUAS ENTRE ANIONES Y ENTRE CATIONES Solución NO3- H2PO4- SO42- K+ Ca2+ Mg2+ NH4+ Relación porcentual en molC m-3 Aniones Cationes Knop (1865) 79 10 11 23 66 11 - Robbins (1946) 74 5 21 26 53 21 - Hoagland y Arnon (1950) 74 5 21 32 42 21 5 Steiner (1961) 60 5 35 35 45 20 - Resh (1981) 44 8 48 40 40 12 8 Graves (1983) 50 6 44 40 44 16 - •La diferencia en las relaciones entre los iones de las soluciones nutritivas son debidas a que se generaron en condiciones ambientales diferentes y ninguna de éstas fue formulada para una cierta etapa fenológica. *A mayor CE se incrementa la concentración de potasio a expensas principalmente de calcio. . •A mayor CE.CONCENTRACIÓN DE NUTRIMENTOS (Conductividad eléctrica) •Existe relación directa entre la relación mutua de iones y la CE. •La CE tiene influencia directa sobre la composición química de las plantas. *A mayor CE se incrementa la concentración de fósforo y en menor medida la del nitrato. la planta necesita mayor energía para absorbe agua y nutrimentos. ambos a costa del sulfato. .CONCENTRACIÓN DE NUTRIMENTOS (Conductividad eléctrica) •Soluciones nutritivas con CE menores a las que requieren las plantas (menor a 2 dS m-1) se pueden inducir deficieencias nurimentales. •CE mayores a 6 dS m-1 inducen deficiencia hídrica y aumentan la relación K+ : (K+ + Ca2+ + Mg2+ + NH4+) ocasionando desbalances nutrimentales (principalmente en los nutrimentos que se mueven por flujo de masas). 0 4.5 7.pH DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA •El pH es un valor que oscila entre cero y catorce.5 8.0 5.5 9.0 9.0 7.5 6. Ácido 0 Básico 7 14 •Los iones altera su forma química en función del pH DISPONIBILIDAD DE LOS NUTRIMENTOS EN FUNCIÓN DEL pH NITROGENO FOSFORO POTASIO AZUFRE CALCIO MAGNESIO HIERRO MANGANESO BORO COBRE Y ZINC MOLIBDENO 4.0 6. en este caso de la solución nutritiva. y que nos indica la acidez o basicidad.0 ÁCIDO pH ALCALINO .510.5 5.0 8. sin embargo.es la principal forma química en que las plantas se abastecen de N.RELACIÓN NITRATO:AMONIO EN LA SOLUCIÓN NUTRITIVA A. una pequeña fracción en la forma de NH4+ presenta algunos beneficios en la nutrición de las plantas. H+ H+-ATPasa B. NO3- 2H+ NH3 NO3- 2H+ OH- pH ATP 1H+ H+-ATPasa H2 O . exterior NH4+ interior NH4+ pH NH3 H+ ATP •El NO3. P y Fe2+ Temperaturas menores provocan que la suberización de la endodermis se extienda al ápice de la raíz e influye en la absorción de los nutrimentos •Relación directa entre temperatura y oxígeno consumido por la planta •Relación inversa entre temperatura y oxígeno disuelto en la solución nutritiva .TEMPERATURA DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA •Temperatura óptima 22 oC •A < temperatura < absorción temperaturas menores a 15 oC generan deficiencias nutrimentales de Ca2+. IMPORTANCIA DE LAS CARACTERÍSTICAS QUE DEFINEN UNA SOLUCIÓN NUTRITIVA Mayor asimilación cuantitativa de nutrimentos pH Relaciones mutuas iónicas C. E. Nutrimentos Sinergismo Óptima absorción de agua Todos los elementos disponibles √ √ √ √ . CONCEPTOS BÁSICOS DE QUÍMICA NORMALIDAD eq = g / PE N = eq L-1 PE = PM / valencia del ión MOLARIDAD M = moles L-1 moles = g / PM PE = PM / valencia del ión PARTES POR MILLÓN ppm = mg L-1 = meq L-1/ PM CÁLCULO DE LA CE CE = SUMATORIA DE CATIONES en meq L-1 /10 (mmhos cm-1 = dS m-1) . 14 / 2 PE = 101.EJEMPLO 1: Cálculo del peso equivalente del (NH4)2SO4 y del KNO3 a.07 PE = PM = 101. (NH4)2SO4 b.11 PE = PM / valencia PE = PM / valencia Valencia = ? Valencia = ? Valencia = 2 Valencia = 1 PE = 132.11 / 1 PE = 66. KNO3 Peso molecular = 132.11 .14 Peso molecular = 101. 20 S= 32.EJEMPLO 2: Cálculo de gramos de K2SO4 para tener una solución de 1 L con 200 meq de sulfato.10 * 2 = 78.2 a.07 O = 16 * 4 = 64.27 / 2 = 87. Cálculo del peso molecular del K2SO4 K = 39.00 b. Cálculo del peso equivalente del K2SO4 PE = PM / valencia valencia = ? valencia = 2 PE = 174.14 . N = eq / L eq = 0. 2 PE = 87.2 / 87.12 = 0. N = eq / L eq = 0.3 mg . 0023 = 2.EJEMPLO 2 (Continuación): Cálculo de gramos de K2SO4 para tener una solución de 1 L con 200 meq de sulfato.14 eq = g / PE g = eq / PE g = 0. 9 2 La solución nutritiva de Steiner es complementada con una mezcla de micronutrimentos (B. . Mo) y el Fe puede se adicionado en forma de quelato con buenos resultados (Fe-EDTA).4 7 4. Cu. 1984) Ion NO3- H2PO4- SO4-2 K+ Ca+2 Mg+2 Concentración (molc m-3) 12 1 7 7 9 4 Concentración (mmol L-1) 12 1 3. Zn. Mn.PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER Fórmula Concentración de la solución nutritiva universal de Steiner (Steiner. EJEMPLO DE FERTILIZANTES QUE PUEDEN SER USADOS PARA PREPARAR LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER FERTILIZANTES N(%) NITRATO AMÓNICO 33.5 SULFATO AMÓNICO 21 FOSFATO MONOAMÓNICO 12 NITRATO CÁLCICO 16 NITRATO POTÁSICO 13 NITRATO SODICO 16 P 2 O5 (%) K2 O5 (%) Ca(%) S (%) MgO (%) SOLUBILIDAD gr / l. 192 24 700 62 294 21 1220 46 316 730 SULFATO POTÁSICO 50 111 CLORURO POTÁSICO 60 277 NITRATO DE MAGNESIO 279 SULFATO DE MAGNESIO 16 FOSFATO MONOPOTÁSICO 230 ÁCIDO NÍTRICO ( 59%) ÁCIDO FOSFÓRICO ( 75% ) 700 55 35 . Anotar los iones que son requeridos NO3Solución inicial Contenidos nutrimentales en agua Diferencia H2PO4- SO42- K+ Ca2+ Mg2+ .CÁLCULO DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER 1. CÁLCULO DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER 2. Anotar las concentraciones iónicas requeridas Solución inicial Contenidos nutrimentales en agua Diferencia NO3- H2PO4- SO42- K+ Ca2+ Mg2+ 12 1 7 7 9 4 . 2 1.70 Diferencia . Anotar las concentraciones iónicas contenidas en el agua NO3- H2PO4- SO42- K+ Ca2+ Mg2+ Solución inicial 12 1 7 7 9 4 Contenidos nutrimentales en agua 2 0 2.7 0.CÁLCULO DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER 3.8 2. 70 Diferencia 10 1 4. Calcular la diferencia NO3- H2PO4- SO42- K+ Ca2+ Mg2+ Solución inicial 12 1 7 7 9 4 Contenidos nutrimentales en agua 2 0 2.7 0.2 1.2 1.8 2.8 7.3 .3 6.CÁLCULO DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER 4. 3 Suma de cationes: 6.3 = 15. Verificar que la sumatoria de cationes sea igual a la sumatoria de aniones NO3- H2PO4- SO42- K+ Ca2+ Mg2+ Solución inicial 12 1 7 7 9 4 Contenidos nutrimentales en agua 2 0 2.8 2.70 Diferencia 10 1 4.7 0.3 6.2 1.2 1.CÁLCULO DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER 5.2 + 1.3 Suma de aniones: 10 + 1 + 4.3 =15.3 .8 7.8 + 7. Mg 2+ 1 mmo /l.+ 1 meq / l . H2PO4.3-+ 1 meq / l .+ 1 meq / l .+ 1 meq / l . NO3-+ 1 meq / l .+ 1 meq / l . NH4 1 meq /l. NO . 1 meq / l . H + 1 mmo /l. Ca2+ H2PO4NH4 SO4K2 1 meq /l. H2PO4.+ 1 meq / l . NO 3+ 1 meq / l . Mg 2+ H2 PO4K 1 meq /l. Ca2+ NO3NH4 (NO3)2 Ca 1 meq/L NO3 1 meq / l .3 + - 1 mmo /l. K+ - NO 3Na (NO3 )2Mg SO4Mg 1 meq /l. Mg 2+ 1 mmo /l. NO-3 + 1 meq / l . H+ 1 meq /l. NO3. NO.+ 1 meq / l . H+ . K+ NO3K 1 meq /l.+ 2 meq / l . H2PO4. SO42. SO 2-+ 1 meq / l . K + NO3 H H3 PO4 1 meq /l. NH4+ 2 mmo /l. NO3 + 1 meq / l . NH 4+ 1 meq /l.+ 1 meq / l . NO.H2 PO4. H2PO4. Na+ 1 meq /l.Disociación iónica de sales y fertilizantes FERTILIZANTES ( meq/L) DISOCIACIÓN ( meq / L) - + DISOCIACIÓN ( mmol/L) 1 mmol /l. K + - 1 mmo /l. K+ 1 mmo /l. K 3 4 - + NO. NO-3.3 + 1 meq / l . Mg 2+ 1 meq /l. NO3 + 1 meq / l . SO42. SO 4 + 1 meq / l . NH 4+ 1 mmo /l. H 2 PO4 + 1 meq / l .+ 1 meq / l . H+ 1 mmo /l. Na+ 2 mmo /l.+ 1 meq / l . 3 3.0 KH2PO4 10 1 1.8 7.7 0.0 1.2 2.2 1.2 1.3 6.8 7.2 MgSO4 7 H2O 1.0 1.CÁLCULO DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER 6.3 .3 6.8 Ca(NO3)2 4 H2O 7.8 7.70 Diferencia 10 1 4.8 2.3 KNO3 2.0 4. Balanceo seleccionando sales NO3- H2PO4- SO42- K+ Ca2+ Mg2+ Solución inicial 12 1 7 7 9 4 Contenidos nutrimentales en agua 2 0 2.3 K2SO4 3.2 1. 0028 101.24 0.0013 123.850 MgSO4 7 H2O 1.09 0.11 0.0030 87.261 KH2PO4 1.2 0.8 0.160 K2SO4 3.0072 118.0 0.08 0.283 Ca(NO3)2 4 H2O 7.CÁLCULO DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA DE STEINER 7.14 0.0010 136. Cálculo de los gramos por cada reactivo meq L-1 requeridos eq L-1 requeridos PE g = eq * PE KNO3 2.3 0.0 0.136 .