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Guía Práctica: Elaboración de Soluciones Nutritivas para Cultivo


Cultivo de Hortalizas
Guía Práctica: Elaboración de Soluciones Nutritivas para Cultivo
Ultima Actualización 06/mar/2024
Escrito por: Lic. Mauricio Valencia

Tiempo de lectura de 15 minutos

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En toda clase de documentos científicos, artículos de revistas, además de reportes técnicos, las soluciones nutritivas (SN) vienen presentadas, en la mayoría de las veces, en partes por millón y por elemento nutritivo, no con base a los fertilizantes utilizados y las cantidades necesarias en gramos para alcanzar esas concentraciones. Por lo tanto, a los principiantes se les dificulta el poder utilizar soluciones nutritivas más acorde a las necesidades de sus cultivos, no obstante, con esta guía pretendemos orientar a los productores que desean profesionalizar esta parte de su proceso productivo.

Esto lo lograremos al brindarles los conocimientos básicos para poder calcular una solución nutritiva y llevarlos al siguiente nivel en la preparación, conscientemente de que es el elemento más importante de cualquier cultivo hidropónico y que gran parte del éxito es el resultado de tener la solución indicada.



¿Qué es una Solución Nutritiva?



Es el medio por el cual proporcionaremos todos los nutrientes que las plantas necesitan para crecer y desarrollarse adecuadamente. Estos elementos se encuentran disueltos en el agua listos para ser aprovechados por las plantas producidas bajo sistemas hidropónicos, ya sea en sustrato o sus variantes como la Raíz Flotante o el NFT.



¿Qué son las Partes por Millón (PPM)?



Es una unidad de medida de concentración, en este caso, hace referencia a los gramos de fertilizantes disueltos en un litro de agua.

Por ejemplo, si la SN contiene 150 PPM de nitrógeno, esto nos dice que por cada litro de agua hay 150 miligramos de este elemento.



¿Cuáles son los Macronutrientes y Micronutrientes?



Los macronutrientes (Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo, Potasio, Calcio, Magnesio y Azufre), conocidos así porque las plantas los necesitan en grandes cantidades para poder desarrollar todos sus procesos fisiológicos. En cambio, los micronutrientes (Boro, Cloro, Sodio, Hierro, Zinc, Manganeso, Cobre, Molibdeno, Cobalto y Níquel) son demandados por los cultivos en cantidades muy pequeñas, pero esto no les resta importancia, ya que cubren funciones muy importantes.



Tabla Periódica y el Peso Atómico.



De la tabla periódica de los elementos químicos, nos interesa el dato del peso atómico y conocer su símbolo con el cual es representado.



hydro boro


Por lo tanto, debemos conocer el símbolo y el peso atómico de cada uno de los elementos, para poder identificar los macro o micronutrientes que nos aportarán cada uno de los fertilizantes, para poder elaborar nuestra solución nutritiva.



Tabla #1.

Símbolo y peso atómico de los macroelementos, obtenido de la tabla periódica.



Macroelementos Símbolo Peso Atómico
Calcio Ca 40.08
Potasio K 39.10
Fósforo P 30.97
Nitrógeno N 14
Magnesio Mg 24.31
Azufre S 32.06
Oxígeno O 16
Carbono C 12
Hidrógenoo H 1


Tabla 2.

Peso atómico de los microelementos, obtenido de la tabla periódica.



Microelementos Símbolo Peso Atómico
Molibdeno Mo 95.94
Boro B 10.81
Fierro Fe 55.84
Cobre Cu 63.54
Zinc Zn 65.37
Manganeso Mn 35.45


Ahora calcularemos los nutrientes necesarios para una solución de uso general o de tipo estándar.

Para cubrir la demanda de macronutrientes del cultivo utilizaremos las siguientes fuentes:

Tabla #3.

Fertilizantes de macronutrientes necesarios para preparar la SN utilizada en la presente guía.



Macro elementos Fórmula
Nitrato de calcio Ca(NO3)2
Nitrato de potasio KNO3
Fosfato monoamónico (NH4)H2PO4
Sulfato de magnesio MgSO4 - 7(H20)


Y para cubrir al 100% lo que el cultivo necesita, también es necesario utilizar micronutrientes los cuales serán:



hydro flotante


Tabla #4.

Fertilizantes de micronutrientes necesarios para preparar la SN utilizada en esta guía.



Micro elementos Fórmula
Sulfato ferroso FeSO4 - 7(H20)
Sulfato de cobre CuSO4 - 7(H20)
Sulfato de manganeso MnSO4 - 4(H20)
Sulfato de zinc ZnSO4 - 7(H20)
Ácido bórico H3BO3


- Determinación de la concentración de los nutrientes de interés.

Ya que conocemos las fuentes de nutrientes para elaborar la SN, primero determinaremos el peso atómico de cada uno de ellos, para lo cual realizaremos los siguientes ejemplos:

Ejemplo 1.

Con este primer ejemplo determinaremos el peso atómico del nitrato de calcio y a partir de ello determinar el porcentaje de cada nutriente de interés.

Nitrato de calcio.

Primero obtendremos el peso molecular del fertilizante:

Ca(NO3)2

N x 2 = 14x2= 28

(O x 3)2 = (16 x 3) 2= 96

Ca = 40.08*

N x 2 = 14x2= 28



*El número 40.08, es el peso atómico del calcio, ese dato y el resto de los elementos que comprenden el nitrato de calcio los puedes encontrar en la tabla número 1.

Total= 164.08 peso molecular.



hydro sust


Con el dato anterior, ahora definiremos el porcentaje de cada nutriente, para este caso, del fertilizante nos interesa su aporte de calcio y nitrógeno.

Nutriente de interés: Calcio.

Para obtener el dato del porcentaje del calcio en el fertilizante realizaremos una regla de 3:

164.08 peso molecular Ca(NO3)2

100% 40.08 peso de Calcio en fertilizante.

Porcentaje de calcio en el fertilizante = 100% x 40.08= 4008

4008 / 164.08 peso atómico Ca(NO3)2 = 24.42% de Calcio



Nutriente de interés: Nitrógeno.

De igual forma que con el calcio, utilizaremos una regla de 3 para saber el % de nitrógeno:

164.08 peso molecular Ca(NO3)2

100% 28 peso Nitrógeno en fertilizante.

Porcentaje de Nitrógeno en el fertilizante = 100% x 28= 2800
Ca(NO3)2 = 17.06% de Nitrógeno



Ejemplo 2:



Para practicar un poco más, ahora repetiremos los cálculos anteriores, pero ahora con un fertilizante distinto, perteneciente a los micronutrientes.

Sulfato ferroso

Nuevamente, primero es necesario obtener el peso molecular del fertilizante: FeSO4 – 7(H20)

Fe= 55.84**

S = 32.06

(O x 4) = (16 x 4) = 64

(H x 2)7= (1 x 2) 7= 14

(O x 7) = (16 x 7) = 112

*El dato del peso atómico del fierro proviene de la tabla número 2, en la cual puedes encontrar el peso atómico de todos los micronutrientes utilizados en la preparación de la solución nutritiva.

Total= 277.9 peso molecular



Nutriente de interés: Fierro.

277.9 peso molecular FeSO4 - 7(H20)

100% 55.84 peso de Fierro en fertilizante.

Porcentaje de calcio en el fertilizante = 100% x 55.84= 5584

5584 / 277.9 FeSO4-7(H20) peso molecular = 20.09% de Fierro

Nutriente de interés: Azufre.

277.9 peso molecular FeSO4 – 7(H20) 100% 32.06 peso del Azufre en fertilizante.

Porcentaje de Azufre en el fertilizante = 100% x 32.06= 3206

3206 / 277.9 peso atómico FeSO4 -7(H20) = 11.53% de Azufre

En la siguiente tabla encontraremos los porcentajes de todos los fertilizantes que utilizaremos en los cálculos de la solución nutritiva.

Tabla #5.

Contenido de macronutrientes en porcentaje por cada fertilizante.

Fertilizante 1er Elemento 2do Elemento
Nitrato de calcio Ca = 24.42% N = 17.06%
Nitrato de potasio K = 38.66% N = 13.84%
Fosfato monoamónico P = 26.92% N = 12.17%
Sulfato de magnesio Mg = 9.87% S = 13.01%


Tabla #6.

Contenido de micronutrientes en porcentaje por cada fertilizante.



Fertilizante 1er Elemento 2do Elemento
Sulfato ferroso Fe = 20.09% S = 11.53%
Sulfato de cobre Cu = 22.23% S = 11.22%
Sulfato de manganeso Mn = 24.38% S = 14.37%
Sulfato de zinc Zn = 22.73% S = 11.1%
Ácido bórico B =17.48%


La obtención de los datos anteriores fue necesaria para poder calcular la cantidad de fertilizantes y así cubrir la demanda del cultivo. Practicaremos los cálculos con una solución estándar para cultivos que desarrollan un fruto como jitomate, chile, calabaza o pepino. La demanda de nutrientes es presentada en partes por millón (PPM) y con los siguientes cálculos lograremos determinar cuántos gramos necesitamos de cada uno de los fertilizantes.

Tabla #7.

Solución nutritiva estándar.



Nutriente Concentración en PPM
Nitrógeno (N) 175
Fósforo (P) 50
Potasio (K) 150
Calcio (Ca) 140
Magnesio (Mg) 55
Azufre (S) 80
Fierro (Fe) 3
Cobre (Cu) 0.4
Manganeso (Mn) 0.8
Zinc (Zn) 0.4
Boro (B) 0.8
Molibdeno (Mo) 0.006


Cálculos:

Para ejemplificar adecuadamente calcularemos todos los fertilizantes que aportan nitrógeno, cubriendo en primera instancia la demanda de Fósforo, Calcio y Potasio, para que el nitrógeno sea el segundo nutriente de interés y no tengamos problemas para cubrir las necesidades de los tres elementos anteriormente mencionados.



Hydro sistema


Con 3.87 gramos de nitrato de potasio se cubre al 100% las 150 partes por millón de Potasio necesario para la SN.

Ahora calcularemos la cantidad de nitrógeno que aporta el KNO3.

Segundo nutriente: Nitrógeno (N).

PPM del segundo nutriente = Gramos de KNO3 x Porcentaje de N en el fertilizante.

PPM del segundo nutriente = 3.87 g KNO3 x 13.84% de N en el fertilizante.

PPM del segundo nutriente= 53.56



El KNO3 aportará las 150 PPM de potasio necesarias además de 53.56 PPM de nitrógeno, este dato lo tomaremos en cuenta más tarde.

Nitrato de Calcio.

Formula: Ca(NO3)2

Primer nutriente: Calcio (Ca)

Requerimientos de Ca: 140 PPM.

Ca(NO3)2 = (Partes por millón demandas por el cultivo / % de Ca en el fertilizante)

Ca(NO3)2 = (140 PPM* / 24.42 % Ca en el fertilizante)

Ca(NO3)2 = 5.73 g para 10 litros de agua.



Segundo nutriente: Nitrógeno (N)

PPM del segundo nutriente = Gramos de Ca(NO3)2 x Porcentaje de N en el fertilizante

PPM del segundo nutriente = 5.73 g Ca(NO3)2 x 17.06% de N en el fertilizante

PPM del segundo nutriente = 97.75 Nitrógeno

Fosfato mono amónico.

Fórmula: (NH4)H2PO4.

Primer nutriente: Fósforo P.

Requerimientos de P: 50 PPM.

(NH4)H2PO4 = (Partes por millón demandas por el cultivo / % de P en el fertilizante).

(NH4)H2PO4 = (50 PPM / 26.92 % P en el fertilizante).

(NH4)H2PO4 = 1.85 g para 10 litros de agua.



Segundo nutriente: Nitrógeno (N).

PPM del segundo nutriente = Gramos de (NH4)H2PO4 x Porcentaje de N en el fertilizante.

PPM del segundo nutriente = 1.85 g (NH4)H2PO4 x 12.17% de N en el fertilizante.

PPM del segundo nutriente= 22.51 Nitrógeno.

Sulfato de Magnesio.

Fórmula: MgSO4 - 7(H20).

Primer nutriente: Magnesio (Mg).

Requerimientos de Mg: 55 PPM.

MgSO4 - 7(H20)4 = (Partes por millón demandas por el cultivo / 9.87% de Mg en el fertilizante).

MgSO4 - 7(H20) = (55 PPM / 9.87% Mg en el fertilizante).

MgSO4 – 7(H20) = 5.57 g para 10 litros de agua.



Segundo nutriente: Azufre (S).

PPM del segundo nutriente = Gramos de MgSO4 - 7(H20) x Porcentaje de S en el fertilizante.

PPM del segundo nutriente = 5.57 g MgSO4 – 7(H20) x 13.01% de S en el fertilizante.

PPM del segundo nutriente= 72.46 Azufre.

Aporte de Nitrógeno del segundo elemento de los fertilizantes.

Total de Nitrógeno = 53.56 PPM (N del KNO3) + 97.75 (N del Ca(NO3)2) + 22.51 PPM (N del (NH4)2H2PO4)

Total de Nitrógeno= 173.82 PPM

A la solución le hicieron falta 1.18 partes por millón de Nitrógeno, esto no representa ningún problema, la cantidad es despreciable.

Otro elemento presente y el cual sirve para cubrir la demanda de nutrientes, es el Azufre aportado por el Sulfato de Magnesio, el cual es de 72.46 PPM de 75 PPM necesarias para la solución nutritiva.

Aún faltan 2.54 PPM de azufre las cuales serán cubiertas por los microelementos.

Tabla #8.

Gramos a utilizar de los fertilizantes con macronutrientes para 10 litros de agua.



Fertilizante Gramos
Nitrato de Calcio 6.14
Nitrato de Potasio 3.87
Fosfato Mono amónico 1.85
Sulfato de magnesio 5.57


Los cálculos para obtener los gramos necesarios para los microelementos de la tabla #9 no se desglosaron, pero la forma en que se obtuvieron es la misma que la de los macronutrientes.

Tabla #9.

Gramos a utilizar de los fertilizantes con micronutrientes para 10 litros de agua.



Fertilizante Gramos
Sulfato Ferroso 0.14
Sulfato de Cobre 0.01
Sulfato de Manganeso 0.03
Sulfato de Zinc 0.01
Ácido Bórico 0.04


Ahora ya contamos con la cantidad necesaria de cada fertilizante para preparar nuestra Solución Nutritiva.

Esperamos que esta guía te sea de ayuda.




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