La Solución Nutritiva, Nutrientes Comerciales, Formulas completas.

Por: Pedro Hernán Llanos Peada
WALCO S.A., Mayo 18 de 2001
www.walcoagro.com
Avda. 13 No. 87-81
Bogotá D.C., Colombia S.A.

1.Título del trabajo:

Formulaciones Comerciales, Formulas completas.

2.Que es la solución Nutritiva

En los cultivos Hidropónicos 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. La proporción relativa de iones que debemos añadir a la composición se comparará con la nacesaria en la formulación del nutriente; por ejemplo, una molecula de nitrato potásico KNO3 proporcionará un ión de potasio K+ y otro ión de nitrato NO3-, así como una molecula de nitrato calcico Ca (NO3 )2 nos dará un ión cálcico Ca ++ y dos iones de nitrato. Las diferentes sales fertilizantes que podemos usar para la solución de nutrientes tienen a la vez diferente solubilidad, es decir, la medida de la concentración de sal que permanece en solución cuando la disolvemos en agua; si una sal tiene baja solubilidad, solamente una pequeña cantidad de esta se disolverá en el agua. En los cultivos hidropónicos 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 por el nitrato cálcico o por el sulfato cálcico; este último es más barato, pero su solubilidad es muy baja; por tanto, el nitrato cálcico deberá ser el que usemos para suministrar la totalidad de las necesidades de Calcio. El costo de un fertilizante en particular deberá considerarse según como vaya a utilizarse; en general., deberá usarse lo que normalmente se denomina como grado tecnico, donde el costo es más alto que una cantidad agrícola, pero la solubilidad es mucho mayor.

3. El inicio de las soluciones nutritivas

Mucho tiempo y esfuerzo ha sido empleado en la formulación de soluciones nutritivas. Muchas soluciones composiciones han sido exitosamente estudiadas pero algunas pueden diferir de otras en la relación de su concentración y combinación de sales, aunque las busqueda de tal "mejor" o "balanceado" elixir de la vida de las plantas es temario de dedicación y tiempo ( Homes, 1961, 1963 Shive 1915; Shive y Martin, 1918 ).

Debe haber por lo menos tres elementos macronutrientes presentes en el medio nutritivo en forma de cationes, ellos son; Potasio, Calcio y Magnesio . Los tres aniones macronutrientes son Nitratos, Fosfatos y Sulfatos. Todos los elementos macronutrientes deben por lo tanto ser suministrados por tres sales, por ejemplo; Nitrato de potasio, Fosfato de calcio y Sulfato de magnesio. En adición a los elementos mayores o macronutrientes , una concentración apropiada de elementos menores debe ser suministrada a la solución a bajos pero adecuados niveles, y el pH debe ser mantenido en unos rangos deseables.

Hoagland y Arnon ( 1950 ) formularon dos soluciones nutritivas las cuales han sido ámpliamente utilizadas y el termino "Solución de Hoagland" proviene de los laboratorios caseros del mundo, dedicados a la nutrición de las plantas a nivel mundial. La solución 2 de Hoagland contiene iones amonio como tambien de nitrato dando como resultado una mejor solución buffer que la 1 . La segunda solución fue modificada por Jhonson et al ( 1957 ) . La composición de la solución nutritiva , con unos nuevos y pequeños cambios, en la composición de los micronutrientes, está en la tabla número 1 . Plantas de muchas especies han sido exitosamente desarrolladas en esta solución de Hoagland modificada.

Tabla No 1 Soluciones modificadas de Hoagland

Nutrientes líquidos
Nutrientes sólidos
A partir de sales simples
A partir de abonos corrientes

4. Nutrientes líquidos

Como una contribución al desarrollo de nuevas tecnicas de producción agrícola, la industria privada ofrece soluciones concentradas de nutrientes mayores de diverso grado como p ej. 4-2-5-5 ( N,P,K,CaO ) y nutrientes menores, con elementos menores y secundarios, en forma líquida y de fácil manejo para la preparación de las soluciones. Las fórmulas suelen ir divididas en dos fracciones, una con los elementos mayores Nitrógeno, Fósforo, Potasio y Calcio y otra que aporta el Magnesio, Azufre, Hierro y todos los elementos menores necesarios para el buen desarrollo del cultivo. Ver tabla No 2

Tabla No 2 Nutrientes líquidos

5. Nutrientes sólidos

También se han desarrollado nutrientes sólidos, los cuales son más fáciles y económicos de transportar a grandes distacias, a la vez que ocupan menos espacios en su almacenamiento. Ver tabla No 3

Tabla No 3Nutrientes sólidos

6. Preparación de la Solución Nutritiva a partir de sales simples:

A medida que se avanza en la Hidroponía, se puede preparar la solución nutritiva a partir de sales simples, que es la forma más económica para los cultivos a gran escala. Ver tabla No 4

Tabla No 4 A partir de Sales Simples

7. Preparación de la Solución Nutritiva a partir de abonos corrientes

Para los cultivos semihidropónicos pequeños que se rieguen con regadera, la solución nutritiva tambien puede ser preparada con base en fertilizantes comerciales tales como el triple 15 y el 17-6-18-2. Esta fórmula podrá ser usada únicamente cuando el cultivo se realiza en sustratos mezclados que contienen suelo. En esta fórmula la relación de Nitrógeno Nitrico a Amoniacal no cumple con los requisitos exigidos por las plantas. Sin embargo, como en el sustrato hay suelo, la microflora de este se encargará de transformar el Nitrógeno en la forma útil a la planta. Ver tabla No 5

Tabla No 5 A partir de Abonos corrientes

8. El concepto del FULL fisiológico

Las plantas tienen la capacidad de concentrar los elementos que absorben por la raíz entre 150 y 400 veces en el tejido seco, dependiendo de la tasa de transpiración. Por lo tanto las concentraciones de elementos que se exponen en la Tabla No 6 , son aptas en la mayoría de los casos para suplir la totalidad de las necesidades nutricionales de las plantas.

Para condiciones de Cultivo de Clavel bajo invernadero en la sabana de Bogotá, se ha determinado que la relación de materia seca a agua consumida es de 1:200. Si revisamos la composición mineral y los niveles críticos para el cultivo del Clavel, observaremos los siguientes valores en base seca para tejido analizado así: (Ver Tabla No 7 ): Nitrógeno 4% , Fósforo 0.5%, Potasio 3.5 %, Calcio 2%, entonces podemos calcular la composición que se produciría en la planta si fertilizamos con una solución 1 Full asumiendo un consumo de agua de 200 lts por cada kilogramo de materia seca formada. Para calcular la concentración de Nitrógeno total en la planta a partir del Nitrógeno en la solución que es de 220 ppm multiplicamos por 200 y dividimos por 10000 que es el factor para convertir de partes por millón a porcentaje; el resultado sería: 220 x 200 = 44000 y dividido por 10000 es igual a 4.4% que es la concentración requerida por el cultivo en su biomasa. En el fósforo la acumulación es de aproximadamente 100 veces dando como resultado que 44.5 ppm x 100 = 4450 y dividido por 10000 daran una concetración foliar del 0.445% en el tejido seco.

Para el Potasio será de 175 ppm la cual dará una concetración foliar de 3.5 % y para el Calcio de 100 ppm aprox dara una cocentración foliar aprox. del 2 % en base seca. Esta es una fórmula ideal para el manejo del clavel, la cual permite calcular la nutrición requerida según la composición mineral en base seca de su biomasa en un momento dado de su estado fenológico o de desarrollo.

Tabla No 6 Solución 1 FULL fisiológico

Tabla No 7 Niveles críticos foliares para Clavel (Base seca)

9. El manejo de las compatibilidades y el uso del agua

Es muy frecuente el uso de sales simples en sistemas de riego aplicados a cultivos hidropónicos, pero como de todos es sabido pueden presentarse algunos problemas debido a factores como el de la presencia en las aguas de Carbonatos y/o Bicarbonatos especialmente de Calcio que confieren al agua una dureza que puede llegar a reaccionar con algunos elementos especialmente aquellos formulados a base de sulfatos. Hay productos alternantes para evitar este problema (elementos quelatados o en forma de sales de Nitratos) en las formulaciones, pero tambien existen metodos que pueden contribuír a corregir este problema. Cuando el agua viene con bicarbonatos estos suelen producir desordenes en la nutrición de los cultivos, entre los cuales, la clorosis ferrica y la deficiencia de Nitrógeno son los más importantes. El anión Bicarbonato presente en tales aguas engaña el mecanismo de asimilación de los nitratos, siendo asimilado como anión HCO₃^- , el cual en el interior de la planta se desdobla en CO₂ y OH ^- . Este último produce alcalinidad fisiológica, causando clorosis en las plantas. A parte del los problemas fisiológicos ocasionados al cultivo tambien existen problemas químicos de compatibilidad como lo referenciabamos anteriormente. Al adicionar al agua de riego un ácido como el Sulfúrico o Nítrico, podemos reducir drásticamente el pH del medio, a medida que se agota el contenido de Bicarbonatos en el agua de riego. (Ver tabla No 8) Tabla No 8

Tratamiento con Acido Sulfúrico a aguas duras

Al emplear sales simples para la preparación de una fórmula hidropónica es importante tener en cuenta las incompatibilidades químicas que se puedan presentar entre estos por ello es imperativo el preparar las sales que sean compatibles en tanques separados de las que no lo sean ( Ver Tabla No 9 ).

Tabla No 9 Compatibilidades

Tabla No 10 Compatibilidades del Acido Fosfórico con elementos Calcio y Magnesio

Tabla No 10 Solubilidad del Yeso en función de la Temperatura.

10. pH y la Conductividad electrica

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 y 7. El pH se puede medir utilizando los reactivos indicadores azul de Bromotimol y Acido Alizarín sulfónico. Para medir el pH se procede así: Se toman dos muestras de la solución de dos 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 ( Ver tabla No 10 ).

La importancia del pH en las soluciones nutritivas tiene una doble función. La primera es que el pH influencia el equilibrio de oxido-reducción y la solubilidad de ciertos compuestos y las formas ionicas de ciertos elementos. En una solución aireada con un pH de 8, el hierro ferrico, Fe³⁺ , se precipita como un Hidroxido ferrico Fe (OH)₃ extremadadmente insoluble con esl resultado de que el hierro puede no estar disponible para la absorción por parte de las plantas. El estado de oxidación y la solubilidad de otros metales pesados en forma iónica son tambien muy influenciados por el pH (Hodgson, 1963 Ponnaperuma, 1955). Para los aniones, la forma ionizada del Fosfato es función del pH. A pH 4, el Fosfato se encuentra predominantemente como H₂PO₄^- , pero a pH 9 sólamente el 1.5 % del Fosfato se encuentra en forma de HPO₄^2- (Larsen, 1967) . Ni el comportamiento fisiológico o químico de estas especies iónicas es idéntico. El segundo aspecto del pH sobre el medio nutritivo tiene que ver con el efecto de los iones Hidrógeno e Hidroxilo sobre las raíces de las plantas especialmente sobre el ión transportador de las membranas de las celulas corticales de las raíces en lo que hace referencia sobre la fisiología de los procesos de la absorción activa del ión.

Tabla No 11. Dosificación de soluciones Conentrados acidificantes y alcalinizante en ml/mt3

En cuanto al manejo de la Conductividad electrica esta dependerá de la especie salina que tengamos disponible pero la Conductividad electrica puede ser calculada dependiendo de los aniones o cationes que tengamos disponibles en la solución de fertilización siendo más preciso calcularla a partir de los radicales aniónicos que se encuentren en la solución. Estos radicales son el Fosfato ( H₂PO₄^- ),los Sulfatos (SO₄⁼), los Nitratos ( NO₃^- ) y los Bicarbonatos ( HCO₃^- ) especie no deseable en la solución de nutrientes. Para el cálculo de la Conductividad electrica es necesario realizar un análisis en donde se determine el número de mielequivalentes por 100 ml de cada anión , este número de mielequivaentes de cada especie aniónica se divide por 10, finalmente se suman y el resultado de la sumatoria es la Conductividad electrica. La Conductividad electrica del FULL fisiológico dada en la Tabla No 6 responderá a 2.0 MMHOS / cm aproximadamente ( Ver Tabla No 11 ).

Tabla No 12 Lecturas de Conductividad electrica

11. El manejo de los factores de conversión en los fertilizantes:

Tabla No 13 Factores de conversión

12. Las soluciones nutritivas comerciales

En Colombia y en especial el sector floricultor se vienen empleando una serie de soluciones nutritivas que podrían clasificarse en varias especies a saber :

Tabla No 14Formuación nutritiva de un cultivo hidropónico de Clavel en la sabana de Bogotá.

12.2 Las soluciones nutritivas preparadas a partir de líquidos concentrados:

AGROFEED

En muchos cultivos hidropónicos de la sabana de Bogotá, podemos encontrar grandes recipientes de almacenamiento de líquidos concentrados, que contienen los elementos requeridos para la nutrición de un cultivo de Clavel en sustratos inertes. Una de las empresas dedicadas a el suministro de estos fertilizantes es HOLANDA-COLOMBIA con su producto AGROFEED estos productos son preparados a partir de sustancias químicas de alta solubilidad y de microelementos quelatados. Como requisito importante para la formulación de los nutrientes es el de tener un conocimiento exácto de la composición fisicoquímica de las aguas que se van a emplear para el riego especialmente en lo que se refiere a la alcalinidad del agua expresada como Carbonato y/o Bicarbonato de Calcio y Magnesio, esta alcalinidad debe ser neutralizada mediante la adición de un remanente de acidez (1 m mol de alcalinidad = 1 m mol de acidez). Otro problema que suele presentarse es el de la compatibilidad del Calcio en presencia de Sulfatos en solución, este problema queda solucionado al aplicar en el momento de la inyección un AMORTIGUADOR a base de Nitrato de Calcio. Otra alternativa para resolver este problema y en especial cuando no existe más de un inyector en las líneas de riego es el de suministrar soluciones de AGROFEED más diluidas que permitan la compatibilidad del Calcio y los Sulfatos. Es por esto que el personal tecnico de HOLANDA COLOMBIA, recomienda la práctica de hacer un análisis previo del agua de riego para pòder formular el AGROFEED requerido para el cultivo. En las tablas No 15 y 16 podemos apreciar ejemplos concretos de dos soluciones de AGROFEED en cultivos hidropónicos de Clavel.

Tabla No 15 Formulación No 1 AGROFEED

Dosis: AGROFEED 4 l/m3 Amortiguador C 0.83 l/m³

Tabla No 16 Formulación No 2 AGROFEED

Dosis: AGROFEED 3.3 l/m3

NUTRIPONIC

Se trata de una Formulación de la Empresa WALCO S.A. de solución completa a base de elementos mayores y menores, empleada en cultivos hidropónicos y en fertirrigación. Sus fuentes a base de sales minerales de Nitratos y elementos menores quelatados la hace idónea para riego de plantas de producción de esquejes (plantas madres) y en bancos de enraizamiento al igual que plantas de producción. La formulación de NUTRIPONIC está diseñada para suplir los elementos a la concentración ISOTONICA evitando el riesgo de acumulaciones peligrosas de los mismos a la vez que suple todos los elementos esenciales. El NUTRIPONIC se aplica en sustratos altamente permeables y de baja capacidad de fijación de elementos como escoria de carbón, cascarilla de arroz, cenizas de cascarilla de arroz, arenas, gravillas, arcillas expandidas, aserrín, vermiculita, icopor,espumas sinteticas, suelos arenosos. Las dosis recomendadea es de 5 l/m3 (Un Full Fisiológico 1F), pudiendose hacer la aplicación a traves de inyectores de riego a una tasa de 1 en 200. Ver composición garantizada y concentración de elementos en la Tabla Nos 17 y 18.

Tabla No 17 Nutriponic, composición garantizada

Tabla No 18 Nutriponic, composición en solución 1 en 200

pH (1:200) = 5.8 CE = 2.0 mmhos/cm

OTROS ABONOS LIQUIDOS COMPUESTOS

Otras empresas que se dedican a la producción y comercialización de abonos líquidos compuestos son: Carber, Fertiliza S.A., Coljap S.A., Cosmoagro Ltda., etc.

12.3 Las soluciones nutritivas a partir de abonos compuestos sólidos:

Estas presentaciones de abonos compuestos y enriquecidos con elementos intermedios y menores contienen los nutrientes necesarios en forma equilibrada, altamente solubles para sean aprovechables en la zona radicular y así obtener una alta eficacia de la fertilización en cada una de las etapas de desarrollo: plántula, crecimiento vegetativo, producción de flores y frutos y hasta el llenado de los mismos. También estas fórmulas permiten mezclas entre ellas para balancear las fertilizaciones dependiendo de los requerimientos en un momento dado del desarrollo de la planta.

Hakaphos

Las formulaciones de Hakaphos se encuentran diseñadas para ser aplicadas en cada estado de desarrollo fenológico del cultivo, se encuentran todos los nutrientes necesarios en proporciones equilibradas y se eliminan las mezclas en el campo. También confiere un elevado poder acidificante evitando las obstrucciones en los emisores de riego y mejorando la absorción de los microelementos. Hakaphos se maneja segón la conductividad electrica deseada ajustandose a la conductividad electrica del agua de riego con la finalidad de evitar daños al cultivo. Ver formulaciones de Hakaphos en la Tabla No 19

Tabla No 19 Formulaciones de Hakaphos

Nota: Los productos Hakaphos Desarrollo, Hakaphos crecimiento, Hakaphos producción yHakaphos multipropósito tienen en su composición química los siguientes elementos menores: 0.01% B, 0.01% Mo, 0.01% Cu, 0.02% Mn, 0.02% Zn, 0.04% Fe. Para el plan de fertilización según el grado elegido y la concentración de los elementos en la solución nutritiva se eligen las concentraciones de nitrógeno de 150 ppm y 200 ppm que por producto nos darán las siguientes concentraciones así: Ver tabla No 20

Tabla No 20 Composición mineral en solución de las diferentes formulaciones de Hakaphos

Tabla No 21 Composición mineral en solución de las diferentes formulaciones de Hakaphos

Nota: Se puede aportar el Magnesio ( S ) como Sulfato de Magnesio de Mg 9.6% y 12% de S

KRISTALON

Esta gama de productos KRISTALON está diseñada para satisfacer las necesidades de crecimiento de las plantas. Si el análisis de suelo y/o del agua indican un leve desequilibrio en nutrientes, las fórmulas KRISTALON pueden ser mezcladas en un tanque. La Conductividad Electrica de la mezcla se puede calcular mediante la suma de aportación de cada una de las fórmulas individualmente. En caso de baja presencia de Calcio, las fórmulas KRISTALON bajas en nitrógeno que pueden ser aplicadas con Nitrato de Calcio Superior soluble para fertirrigación, de HYDRO mediante dos tanques de alimentación. Para evitar deficiencias, todas las fórmulas contienen micronutrientes. Para preparar las solución madre se pueden emplear de 10-20 kg de KRISTALON por cada 100 litros de agua ( esto dependerá de la cantidad de Nitrógeno y la relación Nítrico-Amoniacal a manejarse Ver formulación 1 ). La Conductividad electrica de la solución nutritiva puede ser medida fácilmente por los conductímetros. La gama de las fórmulas KRISTALON ha sido adaptada para todas las condiciones de pH de suelos y sustratos. Pueden ser mezcladas con ácidos para reducir los niveles de bicarbonatos en el agua. Ver tabla No 21 de formulaciones de KRISTALON.

Formulación No 1

ppm de Elemento = ( cantidad en gr de Elemento en 1000 gr de PC* x Dosis en gramos de PC)/ Factor de dilución

PC = Producto comercial

Dosis en Kilogramos de PC = (ppm de Elemento x Factor de dilución )/ cantidad en gr de Elemento en 1000 gr de PC

 Tabla No 22 Formulaciones de KRISTALON

 Tabla No 23 Formulaciones de KRISTALON

Una de las formulaciones interesantes para trabajar en cultivos Hidropónicos de Clavel puede ser la que brinda la alternativa del KRISTALON ROJO en combinación con el Nitrato de Calcio (N-NO₃ : 15% y Ca : 19%) conservando una relación de inyección de 1:200 y con una cantidad a aportar promedio de 100 ppm de Ca con una relación Nitrico/Amoniacal de 90/10 aproximadamente y aplicando las ecuaciones de la formulación 1 tenemos: Ver Tabla No 22

Tabla No 24 Composición mineral de las mezclas Kristalon mas Nitrato de Calcio

Con la finalidad de bajar el Potasio ( K ) a la mitad se puede sugerir la mitad de la dosis de KRISTALON ROJO + la mitad del NITRATO DE CALCIO complementando el faltante con YESO.

MASTER

A continuación se presenta la formulación nutritiva de VALAGRO con su producto MASTER cuya composición nutritiva de sus diferentes presentaciones las podemos observar en la Tabla No 23.

Tabla No 23 Productos concentrados MASTER

NutriFeed

Es una línea de fertilizantes sólidos diseñada con base en los estados de desarrollo de un cultivo, que se caracteriza por tener una composición completa y balanceada de nutrientes en altas concentraciones, una alta solubilidad, reacción ácida y ausencia de Cloro y Sodio. Por ser de reacción ácida es útil en el manejo de aguas duras. Ver Tabla No 24.

Tabla No 25 Productos concentrados Nutifeed

Tabla No 26 Concentración de unas solución Nutrifeed

FIN