Introducción

Una solución nutritiva es una solución acuosa que contiene oxígeno disuelto y todos los nutrientes en forma de iones disociados los cuales son aprovechados por la planta para su nutrición, éstos nutrientes son aportados como fertilizantes agrícolas comerciales. La relación entre los nutrientes, la concentración total de los mismos y la conductividad eléctrica de la solución unida al pH es lo que conforma la "solución ideal" (Steiner, 1966).

​El objetivo de este tema es exponer paso a paso el método para calcular la cantidad de fertilizantes requeridos en el diseño de una solución para la hidroponía, en sistemas abiertos (solución perdida) y sistemas cerrados (recirculantes). En los sistemas cerrados, donde se colecta el agua de drenaje y se recircula, es necesario hacer una recomposición de la Solución Nutritiva.

​La formulación de la solución nutritiva (SN), consiste en modificar la composición del agua de riego a fin de que el contenido de nutrientes sea tal, que permita optimizar el rendimiento agronómico de los cultivos y la rentabilidad de los mismos. Así, si el contenido de un cierto ión disuelto en el agua de riego es deficitario, mediante fertilizantes se añadirá la cantidad necesaria; en cambio, cuando el contenido de un ion sea superior al deseado para un determinado cultivo es necesario diluir el agua de riego con otra de mejor calidad (Sonneveld y Straver, 1994).

Con la finalidad de ordenar los diferentes nutrientes se han clasificado bajo el siguiente criterio:
El carbono, hidrógeno, y el oxígeno son considerados los elementos esenciales.
​El nitrógeno, el fósforo y el potasio (NPK), se obtienen del suelo o de la solución nutritiva y son los macronutrientes primarios.

El calcio, el magnesio y el azufre son los macronutrientes secundarios que se necesitan en menor cantidad.

Entre los micronutrientes, necesarios en muy pequeñas cantidades y tóxicos cuando aumenta su concentración, encontramos al hierro, manganeso, cobre, zinc, níquel, boro, y cloro.
Las unidades que se manejan en hidroponía como en fertirriego son:

·  Normalidad: miliequivalentes por litro

·  Molaridad: milimoles por litro

·  Partes por millón (PPM): que se refiere a una relación peso/volumen (1 PPM = 1 miligramo por litro = 1 gramo por metro cúbico)

Cada especie a producirse requiere de diferentes dosificaciones de solución nutritiva el estado vegetativo la climatología y parte de la planta a ser cosechada.

Como ejemplo:

FORMULA ESPECÍFICA PARA JITOMATE EN ESTADO VEGETATIVO (DESPUES DEL TRASPLANTE)

ELEMENTO	PPM
NITRÓGENO NÍTRICO	242.57
NITROGENO AMONIACAL	19.52
FOSFORO	43.24
POTASIO	322.70
CALCIO	181.10
MAGNESIO	46.01
AZUFRE	61.35

Esta fórmula también estará condicionada a la cantidad de sales presentes en el agua (análisis previo) y presentará una conductividad teórica de 1.4 mS/cm (sin tomar en cuenta el agua) y se ajustaría a un pH entre 5.5 y 6.5

Estas cantidades deberán de adecuarse a la cantidad de fertilizante que se agregará al agua para su incorporación, la unidad de volumen de agua que se maneja en hidroponía es el metro cúbico (1000 litros) esto es por la cantidad de fertilizante a pesarse ya que la mayoría de productores cuenta con una báscula que puede pesar gramos.

Los fertilizantes más usados en hidroponía son:

NITRATO DE CALCIO (este fertilizante es la fuente de calcio principal y de forma adicional contiene nitrógeno en forma de nitrato) peso molecular de 236

NITRATO DE POTASIO (la fuente principal de potasio y contiene cantidades de nitrógeno en forma de nitrato) peso molecular de 101

SULFATO DE POTASIO (fuente de potasio y adicional el azufre) peso molecular de 174

FOSFATO MONOAMÓNICO (MAP) (fuente de fósforo con cantidades mínimas de nitrógeno en forma amoniacal) peso molecular de 115

SULFATO DE MAGNESIO (SAL EPSON) (fuente de azufre, pero contiene importantes cantidades de magnesio) peso molecular de 246

ÁCIDO NÍTRICO: (se usa para compensar el pH y neutralizar bicarbonatos) grado de pureza comúnmente usado 65%)

ÁCIDO SULFÚRICO (se usa para compensar el pH y neutralizar bicarbonatos en el agua, agrega azufre a la solución ) grado de pureza usado: 75%

Para el cálculo de la solución nutritiva deberemos empezar con los 6 elementos que más aportan partes por millón a la solución nutritiva, dejando en otro cálculo a los micronutrientes.

Los pesos atómicos de los elementos son importantes ya que a partir de ellos se determina su cantidad en la molécula del fertilizante a usar.

Peso atómico del nitrógeno (14)
Peso atómico del potasio (39)
Peso atómico del fósforo (31)
Peso atómico del calcio (40)
Peso atómico del magnesio (24)
Peso atómico del azufre (32)

CALCULO DE MACROELEMENTOS

1.         El primer fertilizante a calcular será el nitrato de calcio, el cual aporta calcio y nitrógeno (binario)
Peso Molecular (236)

El nitrato de calcio es nuestra fuente de calcio por eso es el primer elemento que calculamos (regla de tres)

236 (peso molecular del fertilizante)------ 40 (peso atómico del calcio)

          INCOGNITA                               ------ 181.10 (partes por millón que necesitamos de calcio)

236 X 181.1 / 40 = 1,068.49 gramos de nitrato de calcio que se agregan a 1000 litros de agua (INCOGNITA)

De forma adicional el nitrato de calcio tiene nitrógeno que se tiene que calcular

236 peso molecular del nitrato de calcio ------ 28  ya que son 2 moléculas de nitrógeno (14 + 14)

1,068.49 cantidad de nitrato de calcio  ------           INCOGNITA

1,068.49  X  28  / 236  = 126.77 partes por millón de nitrógeno que se incorporan

2.    Segundo fertilizante, nitrato de potasio, el cual aporta potasio y adicionalmente nitrógeno

Peso molecular de 101

101 (peso molecular del nitrato de potasio) ------- 39 peso atómico del potasio

                      INCOGNITA                         ----------------322.70 cantidad en PPM de potasio que necesitamos

101  X   322.70  / 39 =  835.71 gramos de nitrato de potasio

De forma adicional el nitrato de potasio contiene nitrógeno que hay que calcular

101 peso molecular del nitrato de potasio ------- 14 peso atómico del nitrógeno

835.71 gramos de nitrato de potasio --------------   INCOGNITA

835.71 X  14   / 101   =  115.84 partes por millón de nitrógeno adicional

3. El tercer fertilizante a calcular es el fosfato monoamónico (MAP) es nuestra fuente de fósforo y adicionalmente nitrógeno en forma amoniacal.

115 peso molecular del MAP -------- 31 peso atómico del fósforo

        INCOGNITA                      ---------- 43.24 partes por millón que necesitamos de fósforo

115   X  43.24  /  31  =  160.4 gramos de MAP por 1000 litros de agua

De forma adicional el MAP contiene nitrógeno que hay que calcular

115 peso molecular del MAP -------- 14 peso atómico del nitrógeno

160.4 gramos de MAP      ------------    INCOGNITA

160.4  X   14  / 115   =   19.52 partes por millón de nitrógeno amoniacal

4. El último fertilizante a usar es el sulfato de magnesio (Sal EPSON) es la fuente de azufre y adicionalmente contiene magnesio.

Peso molecular de 246

246 peso molecular del sulfato de magnesio --------- 32 peso atómico del azufre

           INCOGNITA                                                 --------- 61.35 partes por millón que necesitamos de azufre

246  X  61.35  /  32   =  461.62 gramos de sulfato de magnesio en 1000 litros de agua

Calculamos el elemento adicional que en este caso es el magnesio

246 peso del sulfato de magnesio  -----------------  24 peso atómico del magnesio

461.62 gramos de sulfato de magnesio  ---------    INCOGNITA

461.62   X  24   /  246   =  46.01 partes por millón de magnesio

RESUMEN

FERTILIZANTE	GRAMOS POR METRO CUBICO	NITROGENO NITRICO	NITROGENO AMONIO	FOSFORO	POTASIO	CALCIO	AZUFRE	MAGNESIO
Nitrato de calcio	1068.49	126.77				181.10
Nitrato de potasio	835.71	115.84			322.70
Fosfato monoamónico	160.40		19.52	43.24
Sulfato de magnesio	461.62						61.35	46.01
TOTAL	2526.22	242.61	19.52	43.24	322.7	181.10	61.35	46.01

CALCULO DE MICROELEMENTOS

ELEMENTO	PPM
FIERRO	3.00
ZINC	0.92
MOLIBDENO	0.004
BORO	0.92
COBRE	0.01
MANGANESO	0.69

En la preparación de microelementos generalmente se preparan concentrados de formulaciones ya existentes en el mercado teniendo la propiedad de encontrarse en forma quelatada (estables a las condiciones de pH)

MARCAS COMERCIALES DE MICROELEMENTOS USADOS EN HIDROPONIA:

·                     MEZFER 

·                     ULTRASOL MICRO MX

·                     POLIQUEL

·                     PREMIUM CHAMPION

·                     QUELATEX MULTI

·                     DISPER COMPLEX

Como ejemplo usaremos el complejo ULTRASOL MICRO MIX para el cálculo de la solución de micronutrientes.

ULTRASOL MICRO MIX
ELEMENTO	% del elemento	PPM	PPM requeridas	grs. por metro cúbico
Fierro	6.5	65000	3.00
Zinc	2	20000	0.92
Manganeso	1.5	15000	0.69
Boro	2	20000	0.92
Cobre	0.02	200	0.01
Molibdeno	0.01	100	0.0046
Diluyente	12.03
	87.97			46.15