El presente artículo corresponde a las notas publicadas por primera vez en Febrero de 1989 en fotocopias. Estas hicieron parte del material didáctico utilizado en numerosas conferencias y cursos sobre hidroponía dictados en diversas entidades educativas de Colombia entre las cuales citamos la Universidad Agraria UNIAGRARIA, La Universidad de los Andes, La Universidad de la Salle, la Escuela Superior de Administración Técnica -ESATEC y muchas otras.
Posteriormente este material fue republicado por Editorial VER en la serie "Aprende Fácil, Cultivos Hidropónicos" mediante un convenio con la Empresa COLJAP S.A. y después con el paso del tiempo ha sido revisado en varias oportunidades.
Hoy lo reproducimos con nuevas revisiones y adiciones que son producto de la experiencia en la formulación y uso de soluciones nutritivas durante los pasados doce años.
INTRODUCCION
En la técnica de la Solución Nutritiva todos los elementos esenciales se suministran a las plantas disolviendo las sales fertilizantes en agua para preparar la solución de nutrientes. La elección de las sales que deberán ser usadas depende de un elevado número de factores.
Las diferentes sales fertilizantes que podemos usar para la solución de nutrientes tienen a la vez diferente solubilidad. La solubilidad es la medida de la concentración de sal que permanece en solución cuando disolvemos ésta en agua; si una sal tiene baja solubilidaad, solamente una pequeña cantidad de ésta se disolverá en el agua. En la preparación de fertilizantes líquidos las sales fertilizantes deberán tener una alta solubilidad, puesto que deben permanecer en solución para ser tomadas por las plantas. Por ejemplo, el calcio puede ser suministrado bien por el nitrato cálcico o por el Nitrato doble de Calcio y Magnesio; el sulfato cálcico es más barato, pero su solubilidad es muy baja; por tanto, alguno de los primeros deberá ser el que usemos para suministrar la totalidad de las necesidades de calcio.
El costo de un fertilizante en particular deberá de considerarse según vayamos a utilizarlo; en general deberá usarse lo que normalmente se denomina como grado técnico, el costo es a veces más grande que una calidad agrícola, pero la solubilidad es mucho mayor. Una calidad pobre contendrá siempre gran cantidad de materia inerte (arcilla, partículas de limo), la cual puede formar una capa sobre la zona radicular; dicha capa no solamente puede impedir alcanzar esta zona a otros nutrientes, sino también taponará las líneas de alimentación. La mayor disponibilidad del nitrato frente a los compuestos amónicos es importante en las plantas para inducir tanto el crecimiento vegetativo como el reproductivo. Las plantas pueden absorber tanto el ión catiónico del amonio NH4+ como el anión nitrato NO3-. El amonio, una vez absorbido, puede servir inmediatamente para la síntesis, bien sea de aminoácidos o de otros compuestos que contengan nitrógeno reducido; la absorción de amonío puede causar un crecimiento vegetativo excesivo, particularmente bajo condiciones de luminosidad muy pobres. El nitrógeno nítrico debe ser reducido antes de ser asimilado, disminuyéndose de esta forma el crecimiento vegetativo. Las sales de amonio podrían ser utilizadas bajo brillantes condicines de sol en verano cuando la fotosíntesis es alta, o bien si sucede una deficiencia de nitrógeno y hace falta una rápida fuente de él; en cualquier otro caso las sales de nitrato deberán ser utilizadas.
En general puede decirse que una solución nutritiva para cultivo hidropónico deben aportar el 90 del nitrógeno en forma nítrica y el 10 restante en forma amoniacal. Cuando se sobrepasa cierto valor máximo (40%) del Nitrógeno en la forma amoniacal, a veces se produce toxicidad y muerte de las raices.
Cuando se aplican formas amoniacales del nitrogeno al suelo, estas se fijan temporalmente en las posiciones de intercambio catiónico en las arcillas y no estan disponibles en forma inmediata para las raices. Lentamente se van nitrificando y pasan a la solución del suelo volviéndose asimilables por la planta . Así pues, una proporción del nitrógeno total superior al 40% en forma amoniacal no es tóxica para las plantas sembradas en el suelo, pero si para las plantas hidropónicas o en sustratos inertes como la cascarilla de arroz y la escoria de carbón. En la mayoria de los sustratos usados en Hidroponia no existe suficiente capacidad de intercambio catiónico comparados con el suelo. Esto hace que el nitrógeno amoniacal aplicado sea disponible en su totalidad instantaneamente causando toxicidad.
Las plantas sembradas en sustratos que poseen alguna capacidad de intercambio catiónico como la cascarilla de arroz vieja toleran una mayor proporción de nitrógeno amoniacal. En este aspecto se parecen más al suelo.
Fuentes utilizadas para elaborar una solución nutritiva.
El calcio deberá suministrarse por medio del Nitrato de Calcio o el Nitrato doble de Calcio y Magnesio. El Nitrato de Calcio también aportará Nitrógeno Nítrico. Cualquier otro nitrógeno deberá ser aportado como Nitrato de Potasio, el cual proveerá de algún Potasio. Todo el Fósforo deberá obtenerse a partir del Acido Fosfórico o del Fosfato Monopotásico o del Fosfato Monoamónico, el cual también aportará algún Potasio y algo de Nitrógeno Amoniacal. Las necesidades de Potasio que aún existan podrán obtenerse a partir del Sulfato de Potasio, el cual también aportará algo de Azufre. El Azufre que necesitamos añadir podrá obtenerse de otros Sulfatos, tales como Sulfato de Magnesio, el cual es también usado para aportar parte de Magnesio. El Magnesio a veces va incluido la mitad como Sulfato y la otra mitad como Nitrato. Esta característica permite que la solución contenga menos azufre que el sulfato, no sobrepasando así la relación Nitrato/Azufre de 7:1, para no causar la acumulación de azufre en el sustrato, aunque esto normalmente no causa ningun problema.
FUENTES UTILIZADAS PARA ELABORAR SOLUCIONES NUTRITIVAS
| ELEMENTO | FUENTE | FORMULA | COMPOSICION | OBSERVACIONS |
| Nitrógeno | Amoníaco Nitrato de Calcio Acido Nítrico Nitrato de Amonío Nítrato de Potasio Urea | NH4OH Ca(NO3)2 HNO3 NH4NO3 KNO3 CO(NH2)2 | N-NH4: 109 gr/lt N-NO3: 12% Ca: 18% N-NO3: 160 gr/lt N-NO3: 13-15 % N-NH4: 13-15 % N-NO3: 13% K: 39% N-Org: 46% C-CO2: 20% | Una sal altamente soluble y pura Altamente soluble muy pura |
| Fósforo | Fosfato Monoamónico Fosfato diamónico | NH4H2PO4 (NH4)2HPO4 | N-NH4: 12% P2O5: 60% N-NH4: 21% P2O5: 53% | |
| Fosfato Monopotásico Acido Fosfórico | KH2PO4 H3PO4 | P2O5: 55% K2O: 30% P2O5 1040 gr/Lt. | Muy bueno para corregir las deficiencias de P y K | |
| Potasio | Cloruro de Potasio Nitrato de Potasio Sulfato de Potasio Potasa Cáustica | KCl KNO3 K2SO4 KOH | K2O :60% Cl-Cl: 48% K2O :46% N-NO3: 13% K2O: 50% S-SO4: 24% K: 60% | Deberá utilizarse solamente en caso de deficiencias en K, y cuando no este presente el cloruro sódico en la solución Tiene una solubilidad muy baja, pero se disuelve en agua caliente |
| Calcio | Sulfato de Calcio Nitrato de Calcio | CaSO4·2H20 Ca(NO3)2 | Muy insoluble, no puede ser utilizado en las soluciones nutritivas. | |
| Magnesio | Nitrato de Magnesio Sulfato de Magnesio | Mg(NO3)2 MgSO4·7H2O | Mg: 53g/Lt N-NO3: 60g/Lt Mg: 9% S-SO4: 12% | Excelente, barato, altamente soluble, sal pura |
| Azufre | Sulfato de Amonio | (NH4)2SO4 | ||
| Hierro | Quelato de Hierro | Terasol-Fe | Fe: 20 % | La mejor fuente de Hierro |
| Manganeso | Sulfato de Manganeso | MnSO4·4H2O | Mn: 28% | |
| Cobre | Sulfato de Cobre Nitrato de Cobre | CoSO4·5H2O Cu(NO3)2 | Cu: 25% Cu: 300 grs/Lt | |
| Zinc | Sulfato de Zinc | ZnSO4 | Zn: 22% | |
| Boro | Acido bórico | H3BO3 | B: 16.4% | La mejor fuente de boro, se disuelve en agua caliente |
| Molibdeno | Molibdato de Amonio | (NH4)6Mo7O24 | Mo: 60% | |
| Cobalto | Sulfato de Cobalto | CoSO4·5H2O | Co: 20% | |
| Sílice | Silicato de Sodio | Na2SiO3 | Si: 30% Na: 25% |
Las formulaciones de nutrientes líquidos se expresan dando el nitrógeno como N; el Fósforo como P y no como P2O5; y el potasio como K, y no como K2O. Así pues, es necesario convertir NO3 en N, P2O5 como P y K2O como K, o viceversa, segun cada caso. La conversión de esta naturaleza puede efectuarse utilizando los siguientes factores:
N ----------------> NO3 multiplique por : 4.43
K ----------------> K2O multiplique por: 1.20
P ----------------> P2O5 multiplique por 2.29
K ----------------> K2O multiplique por: 1.20
P ----------------> P2O5 multiplique por 2.29
Formulación de los nutrientes
La formulación de los nutrientes en las soluciones finales se da normalmente en ppm de la concentración de cada uno de los elementos esenciales. Una parte por millón es una parte de cada uno de ellos en un millón de partes de agua, esto puede ser una medida de peso a volúmen, por ejemplo, 1 mg/l (un miligramo por litro) o un volumen utilizado como medida, por ejemplo, 1 ul/l (un microlitro por litro) o un gramo por metro cúbico 1 gr/m3.
Con frecuencia se solicita una "formulación óptima" para las diversas cosechas en particular. Sin embargo estas formulaciones no son estrictamente necesarias y no tienen que serlo, puesto que la formulación óptima depende de muchas variables, las cuales dificilmente pueden ser controladas. Una formulación específica depende de las siguientes variables.
1. Especie y variedad de la planta2. Estado y desarrollo de la planta
3. Parte de la planta que será cosechada (raíz, tallo, hoja, fruto, flor).
4. Epoca del año-duración del día.
5. Clima-Temperatura, intensidad de la luz, hora e iluminación del sol.
Por lo general una formulación estandard permite el buen desarrollo de una gran cantidad de especies. Cada una busca dentro de la solución los elementos que necesita y los absorbe en las proporciones que los necesita. Normalmente sobra un poco de cada elemento y este exceso suele ir al drenaje.
Composición típica de una Solución Nutritiva (Calderón, F. Feb/89)
R A N G O | 1/4 Full | 1/2 Full | 1 Full |
| N-NO3 | 50 | 100 | 200 |
| N-NH4 | 5 | 10 | 20 |
| P | 11 | 22 | 43 |
| K | 52 | 104 | 208 |
| Ca | 46 | 92 | 185 |
| Mg | 12 | 24 | 48 |
| S | 8 | 16 | 32 |
| Fe+3 | 1.4 | 2.8 | 5.6 |
| Mn | - | - | 0.54 |
| Cu | - | - | 0.06 |
| Zn | - | - | 0.26 |
| B | - | - | 0.54 |
| Mo | - | - | 0.012 |
| Cl | - | - | 1.8 |
| Co | - | - | 0.004 |
| Clasif. | Bajo | Medio | Alto |
| CE | 0.50 | 1.00 | 2.00 |
Soluciones Nutritivas a partir de sales simples:
A medida que se avanza en la Hidroponía se deberá preparar la solución nutritiva a partir de sales simples, lo cual es la forma más económica para los cultivos a gran escala.
Formulación de una solución Nutritiva a partir de Sales Simples (para 1 mt3).
| SAL SIMPLE | ESTADO | ELEMENTO PRINCIPAL | ELEMENTO ACOMPAÑANTE | DOSIS SALES SIMPLES gr. | APORTE ELEMENTO PRINCIPAL gr. | APORTE ELEMENTO ACOMMPAÑANTE gr. |
| Ca(NO3)2 | L/S | Ca | N | 1040 | 185 | 130 |
| NH4H2PO4 | S | P | N | 170 | 44 | 20 |
| KNO3 | S | K | N | 550 | 208 | 70 |
| Mg(NO3)2 | L | Mg | N | 460 | 24 | 28 |
| Fe Quelato | L | Fe | -- | 100 | 5,6 | -- |
| MgSO4 | S | S | Mg | 246 | 32 | 24 |
| MnSO4 | S | Mn | S | 1 | 0,26 | |
| CuSO4 | S | Cu | S | 0,24 | 0,06 | |
| ZnSO4 | S | Zn | S | 0,60 | 0,13 | |
| H3BO3 | S | B | -- | 3,10 | 0,52 | |
| Mo-A | S | Mo | N | 0,01 | 0,006 | |
| CoSO4 | S | Co | S | 0,01 | 0.002 | |
| KCl | S | Cl | K | 1.87 | 0.90 |
L: Líquido S: Sólido
Control de la solución nutritiva
La absorción relativa de los diversos elementos minerales por las plantas esta afectuada por:
Condiciones ambientales (temperatura, humedad, intensidad lumínica);Naturaleza de la cosecha
Estado de desarrollo de la planta.
Como resultado de las diferencias de absorción de los diversos elementos, la composición de la solución de nutrientes cambiará continuamente siendo necesario ejercer un control sobre ella.
Los elementos analíticos utilizados en el diagnóstico de una solución nutritiva son los siguientes:
Volumen Consumido (Control de Cantidad y Frecuenca del Riego) Concentración de la solución y conductividad eléctrica
pH
Concentración específica de los elementos nutritivos:
Nitrógeno Nítricn
Nitrógeno Amoniacal
Fósforo
Potasio
Calcio
Magnesio
Azufre
Hierro
Carbono Orgánico
Gas Carbónico y Oxígeno disuelto
Etc.
Los demas elementos menores también se controlan mediante análisis del concentrado realizado en Laboratorios especializados.
La Conductividad Eléctrica C.E.
La concentración de la solución puede deducirse midiendo la conductividad eléctrica de la misma, meduiante el uso de un Conductivímetro. Las sales nutritivas conducen la corriente eléctrica y así a mayor cantidad de sales nutritivas habrá mayor conductividad eléctrica.
Cuando el clima es seco, soleado y con viento la planta consume más agua que cuando el clima es húmedo y sombrio. En general puede decirse que la planta consume igual cantidad de nutrientes en ambos casos, pero diferente cantidad de agua. Así pues la concentración de la solución deberá estar acorde con las condiciones del clima.
| Clima | Húmedo Sombrio Frío | Medio | Seco Luminoso Cálido |
| Consumo de solución | 1-2 Lts/M²/Dia | 2-4 Lts/M²/Dia | 4-8 Lts/M²/Dia |
| Rango de concentración | 1 Full | 1/2 Full | 1/4 Full |
| Conductividad eléctrica | 2 Mmhos/cm | 1 Mmhos/cm | 0,5 Mmhos/cm |
El pH
El pH de la solución nutritiva es una medida del grado de acidez o alcalinidad de la solución. Las plantas pueden tomar los elementos en un rango óptimo de pH comprendido entre 5.0 y 7.0.
El pH se puede medir utilizando los reactivos indicadores azul de Bromotimol (ABT) y Acido Alizarin Sulfónico (AAS). Para medir el pH se procede como sigue. Se toman dos muestras de la solución de 2 centímetros cúbicos cada una en dos tubos de ensayo. Se le agrega una gota de cada reactivo a cada tubo y se agita; los colores resultantes se comparan con la carta de colores determinando así el pH.
Si es necesario se corrige utilizando soluciones acidificantes o alcalinizantes o variando la proporción Nitrico/Amoniacal, pero esta ultima requiere mayor experiencia en el control y en general en el manejo de la solución nutritiva.