2.8.2. Preparación de la disolución con fertilizantes simples cristalinos y ácidos fertilizantes

Se considerará el caso de la solución del Cuadro 17 y un agua de riego con la composición en miliequivalentes/litro (meq/l) del Cuadro 18.

Una forma de expresar estos aportes de fertilizantes sería en meq/l de sales binarias. Esto, que va a ser útil para posteriores cálculos, se hace en forma de cuadro de doble entrada, en la que en un eje figuran los aniones y en el otro los cationes. La suma total de aniones en miliequivalentes y la de cationes en miliequivalentes será la misma (18 meq/l totales) (Cuadro 19). Una vez incluidos en las celdas los meq/l totales de cada ion, el siguiente paso consiste en deducir las concentraciones en las casillas internas de forma que la suma de cada fila y de cada columna coincidan con los totales expresados en el Cuadro 19.

Los fertilizantes que tendremos que aportar serán por lo tanto las combinaciones de sales binarias que nos den los meq/l totales (lógicamente no consideramos como fertilizantes los cloruros (C1^- ) ni el sodio (Na⁺). Una posibilidad es la que aparece en el Cuadro 20 (Posibilidad 1).

El camino a seguir en general y para este caso en concreto es:

1.°) Se incluyen los H⁺ como HNO_3-

2.°) El Ca como Ca(NO₃ )₂

3.°) El NH₄⁺ como NH₄ NO₃

4.°) El K⁺ como KNO₃

5.°) El P como KH₂PO₄ (también podría haberse aplicado como H₃PO₄ y en caso excepcional como NH₄H₂PO₄ ).

6.°) El resto de K⁺ como K₂SO_4-

7°) El Mg²⁺ como Mg SO_4-

Cuadro 18. Composición del agua de riego, disolución ideal y aportes previstos para preparar la disolución de Hoagland y Arnon

* Equivale a añadir 3.0 me/l de H⁺. Se dejan 0.5 me/l de HCO₃^- como medida de seguridad para que en el agua haya capacidad tampón por los pequeños errores en la adición de ácidos.

Cuadro 19. Cuadro de doble entrada para diseñar la disolución de Hoagland y Arnon

Cuadro 20. Diseño de la disolución de Hoagland y Arnon (Posibilidad 1)

Es decir, la solución nutritiva se prepararía utilizando los gramos de sales fertilizantes correspondientes a los meq/l que aparecen en el Cuadro 20 (los pesos equivalentes P_eq de cada sal se indican en el Cuadro 15).

Para neutralizar los 3.5 meq/l de HC0₃^- añadimos 3 meq/l de HN0₃ , dejando 0.5 meq/l de HC0₃^- sin neutralizar. Como norma general se dejan 0.5 meq de HC0₃^- para prever ligeros errores en la aplicación de ácido.

El cálculo de los mL de HN0₃ que hay que añadir se haría de la siguiente forma:

HN0₃ : (3 meq/l) (Pe HN0₃ mg/1meq) (1/_HNO3 ml/g) (100/pureza) (1g/1000 mg).

Si la densidad δ del HN0₃ es por ejemplo:  = 1.41 g/ml y la pureza es del 70 %, los ml de ácido a añadir serían: (3) (63) (1/1.41) (100/70) (1/1.000) = 0.19 ml de HN0₃/L.

Para las sales fertilizantes los cálculos serían:

KN0₃ = (4 meq/L) (P_eq KN0₃ mg/l meq) (1g/1000 mg) = (4) (101.1) (1/1000) = 0.404 g/L

Ca(NO₃) ₂ = (6 meq/L) (P_eq Ca(NO₃)₂4H₂O) (1g/1000 mg) = (6)(118) (1/1000) = 0.708 g/L

NH₄N0₃ = (1meq/L) (P_eq NH₄N0₃) (1g/1000 mg) = (1) (80) (1/1000) = 0.08 g/L.

K₂S0_{4 =} (1meq/L) (P_eq K₂S0₄) (1g/1000 mg) = (1) (87.2) (1/1000) = 0.087 g/L.

MgSO₄ = (2meq/L) (P_eq MgSO₄ 7H₂0) (1g/1000 mg) = (2) (123.2) (1/1000) = 0.246 g/L.

KH₂P0₄ = (1meq/L) (P_eq KH₂P0₄) (1g /1000 mg) = (1) (136.1) (1/1000) = 0.136 g/L.

Tanto el Ca(N0₃) ₂ como el MgSO₄ contienen agua de cristalización que hay que tener en cuenta en los pesos del fertilizante.

Existen otras posibilidades para aplicar los miliequivalentes de esta disolución utilizando otros fertilizantes. La elección de una posibilidad u otra estará condicionada por la disponibilidad, compatibilidad, solubilidad y precio de los fertilizantes.

Por ejemplo, se podría preparar esa misma solución iónica con las sales siguientes (Posibilidad 2) (Cuadro 21).

Cuadro 21. Diseño de la disolución de Hoagland y Arnon (Posibilidad 2)

Es decir, cambiando 1 meq/L de NH₄N0₃ por 1 meq/L NH₄H₂P0₄ y en vez de 1 meq/L de KH₂P0₄ añadir 1 meq/L más KN0₃ Este cambio implicaría la utilización de NH₄H₂P0₄, más soluble que el KH₂P0₄ (según Cuadro 9) aunque el NH₄H₂P0₄ puede ser más difícil de conseguir.

Los gramos de sales fertilizantes por litro en esta segunda opción serían:

Para neutralizar los 3.5meq/L de HC0₃^- añadimos 3 meq/L de HN0₃ igual que en el caso anterior, es decir 0.19 ml/L si usamos un HN0₃ del 70 % y densidad de 1.41 g/ml. El H₃P0₄ también se podría utilizar, pero como de H₂P0₄^- sólo necesitamos 1meq/L, no podríamos añadir más de 1 meq/L de ese ácido, lo cual no bastaría para neutralizar la alcalinidad de los HC0₃^- y necesitaríamos además añadir 2 meq/L de HN0₃.

KN0₃ = (5 meq/L) (P_eq KN0₃ mg/l meq) (1g/1000 mg) = 0.505 g/L

Ca(NO₃) ₂ = (6 meq/L) (P_eq Ca(NO₃)₂4H₂O) (1/1000) = 0.708 g/L

K₂S0₄ = (1meq/L) (P_eq K₂S0₄) (1/1000) = 0.087 g/L.

MgSO₄ = (2meq/) (P_eq MgSO₄7H₂0) (1/1000) = 0.246 g/L.

NH₄H₂P0₄ = (1meq/L) (P_eq NH₄H₂P0₄) (1/1000) = 0.115 g/L.

La solución fertilizante resultante contendrá además 1 meq/L de C1^- y 1.5 meq/L de Na⁺ que contenía el agua.

Además del pH, es necesario controlar la CE de la disolución y considerar su incidencia en el cultivo correspondiente según su sensibilidad a las sales.

El método de análisis de la CE se basa en la medida directa con un conductivímetro. De forma aproximada se puede calcular dividiendo el número de miliequivalentes de cationes o aniones por 10 ó 12 (10 para conductividades bajas y 12 para las altas), (García Lozano et al, 1993), o bien los g/L de sales se dividen por 0.7 ó 0.9 para los dos casos considerados anteriormente. El resultado se expresa en mS cm^-2 o en dS m^-2.