Equipo Agribot

CLCULO DE UNA SOLUCIONES NUTRITIVAS

UNIVERSIDAD AUTNOMA CHAPINGO

ppm 1 a 1 milln

1 g de fertilizante disuelto en 1 milln de g de agua

y 1 L de agua tiene 1 000 g

entonces 1 milln de g de agua = 1 000 L

1 g de fertilizante disuelto en 1 000 L de agua

1 g de una sustancia disuelta en 1000 L de agua

(dividiendo entre 1000 los gramos y los litros)

0.001 g de un fertilizante disuelto en 1 L de agua

0.001 g / 1 L de agua

1 mg L-1

CUADRO 14. RANGOS MINIMOS, OPTIMO Y MAXIMO DE ELEMENTOS PRESENTES EN SOLUCIONES HIDROPONICAS SEGUN DOUGLAS ( 1976), (ppm)4

Elemento

Mnimo

Optimo

Mximo Nitrgeno

150

300

1000 Calcio

300

400

500 Magnesio

50

75

100 Fsforo

50

80

100 Potasio

100

250

400 Azufre

200

400

1000 Cobre

0.1

0.5

0.5 Boro

0.5

1

5 Fierro

2

5

10 Manganeso

0.5

2

5 Molibdeno

0.001

0.001

0.002 Zinc

0.5

0.5

1

p16

N

300 P

85 K

265 Ca

330 Mg

80

Elemento

ppm

S

100

Fe

4.0

Mn

1.5

B

0.5

Cu

0.6

Elemento

ppm

Zn

0.5

Se restan los Elementos que ya

contiene el Agua

ELEMENTO ppm

Fsforo P 5

Potasio K 15

Calcio Ca 30

Magnesio Mg 5

Manganeso Mn 0.5

Cobre Cu 0.1

Macro ppm

N

P

K

Ca

Mg

300

85

265

330

80

nutrimentos

0

5

15

30

5

300

80

250

300

75

Necesarios en el agua Requeridos

Micro

nutrimentos

Fe

Mn

B

Cu

Zn

4.0

1.5

0.5

0.6

0.5

0.0

0.5

0.0

0.1

0.0

4.0

1.0

0.5

0.5

0.5

N

300 P

80 K

250 Ca

300 Mg

75

Elemento

ppm

S

100

Fe

4.0

Mn

1.0

B

0.5

Cu

0.5

Elemento

ppm

Zn

0.5

7

LOS FERTILIZANTES

Muy solubles (menor 1:20)

Bajo en impurezas

Muy concentrado

Caractersticas para su uso en hidropona

PASOS PARA CALCULAR

Se calculan primero los fertilizantes compuestos

Calcular todo el calcio o la mayor cantidad posible con nitrato de calcio.

Fertilizantes con alta solubilidad (< 1:20)

Calcular enseguida los fertilizantes que tengan ms de un nutrimento

No usar fertilizantes que contengan cloro ni sodio

De preferencia, que no sean a base de amonio

Al final se calculan los fertilizantes simples

SOLUCIN NUTRITIVA

Anlisis del agua

Anlisis del suelo (si fuera fertirrigacin)

FUENTES DE NUTRIENTES

1.- FERTILIZANTES NITROGENADOS

% N

a) Sulfato de amonio...(NH4)2SO4. 20.5

b) Nitrato de calcio..Ca(NO3)2. .15.5

c) Nitrato de amonioNH4NO3. ..33.5

d) Nitrato de potasioKNO313.0

e) Urea..(NH2)2CO .46.0

f) Fosfato monoamnico.NH4H2PO411.0

g) Fosfato diamnico..(NH4)2HPO4 ..18.0

2.- FERTILIZANTES FOSFATADOS %P2O5

a) Superfosfato simple....Ca2(H2PO4)2.H2O.. 19.5

b) Superfosfato de calcio triple..CaH4(PO4)2.H2O46.0

c) Fosfato monoamnicoNH4H2PO4..48.0

d) Fosfato diamnico..(NH4)2HPO446.0

e) Acido fosfricoH3PO4(80-85%) ..54.0

3.- FERTILIZANTES POTSICOS

%K2O

a) Cloruro de potasio .KCl..48-60

b) Sulfato de potasioK2SO4..50

c) Nitrato de potasioKNO3......25-30

4.- FERTILIZANTES CLCICOS %Calcio

a) Nitrato de Calcio.Ca(NO3)2....24

b) Super fosfato simpleCa(H2PO4)2....20

c) Super fosfatos concentradosCa(H2PO4)246

5.- FERTILIZANTES CON MAGNESIO

%Magnesio

a) Sulfato de magnesioMgSO4. ..9

(Sal Epson)

b) Oxido de magnesio..MgO..54

c) Nitrato de magnesioMgNO3..11% N

(MAGNISAL) 16% Mg

6.- FERTILIZANTES CON AZUFRE % Azufre

a) Sulfato de amonio(NH4)2SO4...24.0

b) Sulfato de potasio.K2SO4.18

c) Superfosfato simple.Ca(H2PO4)212

d) Superfosfato concentradoCaH4(PO4)210

e) Fosfato monoamnico..NH4H2PO4..26

f) sulfato de calcio.CaSO4 20

7.- FERTILIZANTES CON MICRONUTRIENTES % de Micronutriente

a) Sulfato de cobre.CuSO4 25-35

b) Sulfato de zincZnSO4.25-35

c) Sulfato de Manganeso...MnSO4.. 23

d) Acido brico...H3BO3 34-44

e) Sulfato ferrosoFeSO4 20

f) Molibdato de sodioNa2MoO4.. 37-39

Las fuentes que usaremos para macronutrimentos sern: Sulfato de magnesio MgSO47H20 Nitrato de calcio Ca(NO3)2 Nitrato de Potasio (Multi K) KNO3 cido fosfrico H 3PO4

Las fuentes que usaremos para micronutrimentos sern: Sulfato ferroso FeSO4 Sulfato de manganeso MnSO4 Sulfato de cobre CuSO4 Sulfato de zinc ZnSO4 cido brico H3BO3

P6

Nombre

Smbolo

Peso atmico

Aluminio

Al

26.98

Boro

B

10.81

Calcio

Ca

40.08

Carbono

C

12.01

Cloro

CI

35.45

Cobre

Cu

63.54

Hidrogeno

H

1.008

Hierro

Fe

55.85

Magnesio

Mg

24.31

Manganeso

Mn

54.94

Molibdeno

Mo

95.94

Nitrgeno

N

14.01

Oxigeno

O

16.00

Fsforo

P

30.97

Potasio

K

39.10

Selenio

Se

78.96

Silicio

Si

28.09

Sodio

Na

22.99

Azufre

S

32.06

Zinc

Zn

65.37

MASA ATMICA DE LOS ELEMENTOS QUE FORMAN

PARTE DE LOS FERTILIZANTES USADOS EN

HIDROPONIA

P15

CALCULO DE SULUCION NUTRITIVA

MACRONUTRIMENTOS

Debido a que son limitadas las fuentes de calcio, iniciamos el clculo por el fertilizante que aporta este nutrimento.

1. CALCIO

Con Nitrato de Calcio: Ca(NO3)2

Primero se calcula el peso molecular (PM) del fertilizante, sumando la masa atmica (peso atmico) de los elementos que lo constituyen:

Entonces el peso molecular ser:

Ca = 40.08 x 1 = 40.08 N = 14.01 x 2 = 28.02

O = 16.00 x 6 = 96.00

-------------------

Total = 164.10

p7

Para determinar la cantidad de fertilizante necesario para aportar 300 ppm de calcio, se formula una regla de tres:

164.10 g. de Ca(NO3)2 (disueltos en 1000 l. de agua) 40.08 ppm de Ca

X 300 ppm de Ca

Despejando la incgnita:

X = 164.10 x 300

= 1 228 g de Nitrato de Calcio 40.08

Por lo que es necesario disolver 1, 228 g de Nitrato de Calcio, en 1000 L de agua, para aportar 300 ppm de Calcio

p8

Debido a que el nitrato de calcio aporta tambin nitrgeno, mediante otra regla de

tres, determinamos la aportacin de este elemento: aportan ()

164.10 g. de Ca(NO3)2 28.02 ppm. de N

1228 g de Ca(NO3)2 X

209.68 ppm de N

164.10

X= 1228 x 28.02 =

Por lo tanto, con 1228 g. de nitrato de calcio diluido

en

1000 litros de agua, se aportan: 300 ppm de calcio requeridas y 209.7 ppm de nitrgeno.

1. POTASIO.

Ahora calculamos el potasio a base de nitrato de potasio y determinamos

cuanto nitrgeno es aportado por este fertilizante:

Nitrato de potasio: KNO3 Calcular peso molecular: PM: K = 39.10 x 1 = 39.10 N = 14.01 x 1 = 14.01 O = 16.00 x 3 = 48.00

Total = 101.11 Planteamos una regla de tres para determinar cuanto fertilizante se requiere para aportar 250 ppm de K: 101.11 g. de KNO3 39.10 ppm de K

X 250 ppm de K

101.11 x 250 X= 39.10

=

646.48 g de nitrato de potasio

p9

Calculamos cuanto nitrgeno se aporta con esta cantidad del fertilizante:

101.11 g. de KNO3 14.01 ppm de N

646.48 g. de KNO3 X

89.58 ppm de N

646.48 x 14.01 101.11

X= =

Consiguientemente, con

646.48 g de nitrato de potasio, estaremos aportando:

250 ppm de K y

89.58 ppm de N

1. NITRGENO.

Observemos, que circunstancialmente, se completan las 300

ppm del nitrgeno requeridas, pues:

El nitrato de calcio aporta 209.68 ppm de N

El nitrato de potasio agrega 89.58 ppm de N

TOTAL 299.26 ppm de N

Por lo cual se queda en

tales cantidades a usar

en la solucin nutritiva.

p9

1. MAGNESIO AZUFRE

El Mg y el azufre se aportarn con sulfato de magnesio (sal epson):

Sulfato de magnesio: Mg SO4. 7 H2O

Peso molecular: Mg = 24.31 x 1 = 24.31 S = 32.06 x 1 = 32.06 O = 16.00 x 11= 176.00 H = 1.008 x 14= 14.11 TOTAL 246.48

760 g de sulfato de magnesio

Calculamos la cantidad de este fertilizante necesario para aportar 75 ppm de Mg, mediante una regla de tres:

246.48 de sulfato de Mg 24.31 ppm de Mg

X 75 ppm de Mg

246.48 x 75 X = =

24.31

Pureza del 80%

Calculamos el azufre

246.48 g de sulfato de Mg --------------- 32.06 ppm de azufre

760 g de sulfato de Mg ---------------- X

X = 760 x 32.06

= 98.85 ppm de azufre

246.48

Entonces:

760 g de sulfato de magnesio, aportan:

75 ppm de magnesio

99 ppm de azufre

Como el fertilizante viene con un 80% de pureza, se ajusta

760 g / 0.8 = 950 g de Sulfato de magnesio

Fsforo Se utilizar cido fosfrico Peso molecular: H = 1.008 x 3 = 3.02

P = 30.97 x 1 = 30.97

O = 16.0 x 4 = 64.0

Total = 97.99

Se requieren 80 ppm de Fsforo

97.99 g de H3PO4 --------------------------- 30.97 ppm de P

X --------------------------- 80 ppm de P

X = 97.99 x 80 = 253.12 g de H3PO4

30.97

Se convierte a mililitros, considerando una densidad de 1.834

253.12 g = 138.02 ml

1.834

Cuando se usa cido fosfrico grado industrial, se encuentra en una concentracin de 80% Se hace el ajuste:

138.02 = 172.5 ml de cido fosfrico 0.80

Por lo tanto se requieren 172.5 ml de cido fosfrico para aportar

75 ppm de Fsforo

p11

CLCULO DE MICRONUTRIMENTOS

6. Fierro.

Sulfato ferroso Fe SO4. 6H2O

Peso molecular: Fe = 55.85 x 1 = 55.85

S = 32.06 x 1 = 32.06

O = 16.0 x 10 = 160.00

H = 1.008 x 12 = 12.10

TOTAL = 260.01

Para determinar las cantidades de este producto para aportar 4 ppm de Fe, planteamos la

regla de tres correspondiente:

260.01 g de sulfato ferroso ____________55.85 ppm de Fe

X ____________ 4.0 ppm de Fe

X = 260.01 x 40 = 18.62 g de sulfato ferroso

55.85

p12

Manganeso

Sulfato de manganeso: Mn SO4. 4 H2O

Peso molecular: Mn = 54.94 x 1 = 54.94

S = 32.06 x 1 = 32.06

O = 16.00 x 8 = 128.00

H = 1.008x 8 = 8.06

TOTAL = 223.06

Para conocer la cantidad a usar de este fertilizante al aportar 1 ppm de manganeso,

formulamos una regla de tres:

223.06 g de sulfato de manganeso ______________54.94 ppm de Mn

X ______________ 1 ppm de Mn

X = 223.06 x 1 = 4.06 gramos de sulfato de manganeso

54.94

8. COBRE.

Sulfato de cobre: Cu SO4. 5 H2O

Peso molecular: Cu 63.54 x 1 = 63.54

S 32.06 x 1 = 32.06

O 16.00 x 9 = 144.00

H 1.008 x 8 = 8.06

TOTAL 249.68

Para definir la cantidad de esta sal necesaria para aportar 1 ppm de Cu,

hacemos mediante una regla de tres:

249.68 g de sulfato de cobre ______________63.54 ppm de Cu

X ______________ 0.5 ppm de Cu

X = 249.68 x 0.5 = 1.97 g de sulfato de cobre

63.54

p13

ZINC

Sulfato de zinc: Zn SO4. 7H2O

Peso molecular: Zn = 65.37 x 1 = 65.37

S = 32.06 x 1 = 32.06

O = 16.00 x 11 = 176.00

H = 1.008 x 14 = 14.11

TOTAL 287.54

Planteando una regla de tres se determina cuanto sulfato de zinc se

necesita para aporta 0.5 ppm de este elemento:

287.54 g de sulfato de zinc _____________ 65.37 ppm de Zn

X _____________ 0.5 ppm de Zinc

X = 287.5 x 0.5 = 2.20 g de sulfato de zinc

65.37

BORO

cido Brico: H3BO3

Peso molecular: H = 1.008 x 3 = 3.02

B = 10.81 x 1 = 10.81

O = 16.00 x 3 = 48.00

TOTAL = 61.83

Mediante una regla de tres, calculamos La cantidad de cido

brico necesaria para agregar 0.5 ppm de boro:

61.83 g de cido brico _____________ 10.81 ppm de boro

X ______________ 0.5 ppm de boro

X = 61.83 x 0.5 = 2.86 g de cido brico

10.81

p14

RESUMIENDO:

Para las concentraciones arriba indicadas se requiere disolver en 1000 litros de agua:

MACRONUTRIMENTOS Nitrato de calcio

1228 g

Nitrato de potasio

646.48 g

Sulfato de Magnesio

950 g

cido fosfrico

172.5 ml

MICRONUTRIMENTOS

Sulfato ferroso

18.62 g

Sulfato de manganeso

4.06 g

Sulfato de cobre

1.97 g

Sulfato de zinc

2.2 g

cido brico

2.9 g

Y AHORA EN MILIEQUIVALENTES

El nmero de equivalentes, tambin denominados moles de carga, se obtiene dividiendo el peso de la sustancia en gramos por su peso equivalente.

El peso equivalente se calculara

a su vez dividiendo el peso

molecular por la valencia.

Finalmente el nmero de miliequivalentes, que ser la unidad de concentracin utilizada en las disoluciones de macronutrientes es igual a mil veces el nmero de equivalentes.

Las expresiones que resumen lo anteriormente expuesto son:

M (molaridad) = n.o moles/L; n.o moles = g fertilizante o ion/Pm

N (normalidad) = n.o equivalentes/L;

n.o equivalentes = g fertilizante o in/Peq

Peq = Pm /valencia (Peq = peso equivalente;

Pm = peso molecular)

El Pm del fertilizante Am Bn ser:

m Pa (A) + n Pa (B) (Pa = Peso

atmico del elemento) N = M x Valencia.

CONCENTRACIONES REQUERIDAS POR LA PLANTA (meq)

ANIONES

CATIONES

Meq l-1

meq l-1

NO3-

15

K+

7

H2PO4-

2

Ca++

10

SO4=

3

Mg++

3

Total

20

20

Fuente: IPN. Toulouse, Francia. Philippe Morard

ENTONCES EN MILIEQUIVALENTES

1

Cuadro 1

32

Ca K Mg H

No 9 3 12

So 4 4 & 7

Po 1 1

9 7 4 20

& no importa que se pase en sulfatos (S)

1 sirve para bajar el ph, si el agua fuera acida

no se recomienda usar acido fosforico

1. POTASIO.

Ahora calculamos el potasio a base de nitrato de potasio y determinamos

cuanto nitrgeno es aportado por este fertilizante:

Nitrato de potasio: KNO3 Calcular peso molecular: PM: K = 39.10 x 1 = 39.10 N = 14.01 x 1 = 14.01 O = 16.00 x 3 = 48.00

Total = 101.11 Planteamos una regla de tres para determinar cuanto fertilizante se requiere para aportar 250 ppm de K: 101.11 g. de KNO3 39.10 ppm de K

X 250 ppm de K

101.11 x 250 X= 39.10

=

646.48 g de nitrato de potasio

p9

Sigue dividir el peso molecular entre el peso equivalente

K + NO3

Peso Molecular 101.11 / 1 (porque la valencia es 1) = Peso Equivalente

-----------------------

Un equivalente del KNO3 es 101.11 g = 1

3 miliequivalentes (meq) x 101.11 = 3 meq x 101.11 g = 303.33 g = 3 meq de K y 3 meq de NO3

---------- ----------

1 eq 1 meq

K2 SO4

K 39.1 x 2 = 78.2

S

O 16.0 x 4

174.6

Peso equivalente es el peso molecular entre 2

174.6 / 2 (es la carga ++)

87.3 mg 4 meq (es la ++++)

4 meq / L . 87.13 mg / 1 meq

= 348.52 mg/L

Fsforo Se utilizar cido fosfrico Peso molecular: H = 1.008 x 3 = 3.02

P = 30.97 x 1 = 30.97

O = 16.0 x 4 = 64.0

Total = 97.99

Cuantos meq de acido fosforico 1

97.99 mg x 1 meq = 97.99 mg de Ac Fosf

Se convierte a mililitros, considerando una densidad de 1.7

0.09799 g/ 1.7 = 0.0576 litros

Cuando se usa cido fosfrico grado industrial, se encuentra en una concentracin de 87% Se hace el ajuste:

0.0576 = 0.062 L de cido fosfrico 0.87

Por lo tanto se requieren 172.5 ml de cido fosfrico para aportar

1 meq de Fsforo

p11

ANIONES

CATIONES

ION

meq L-1

ION

meq L-1

NO3

-

10

K+

5

H2PO4

-

2

Ca++

7

SO4

-

3.5

Mg++

3.5

TOTAL

15.5

15.5

CONCENTRACIN DE NUTRIMENTOS

(CRESA)

Fertilizante

Composicin

qumica

Porcentaje

nutrientes

Pesos

moleculare

s

V

Peso

equivalente**

Acido ntrico 100%

HNO3

22 N

63

1

63

Acido fosfrico 100%

H3PO4

32 P

98

1*

97

Nitrato clcico

Ca(NO3) 2 x -4H2O

15,5N; 19

Ca

236

2

118

Nitrato potsico

KNO3

13N; 38K

101,1

1

101,1

Nitrato amnico

NH4NO3

35N

80

1

80

Nitrato magnsico

Mg(NO3)2 x 6H2O

11N; 9Mg

256,3

2

128,2

Fosfato monopotsico

KH2PO2

23P; 28K

136,1

1

136,1

Fosfato monoamnico

NH4H2PO4

27P; 12N

115

1

115

Sulfato potsico

K2SO4

45K; 18S

174,3

2

87,2

Sulfato magnsico

MgSO4 x 7H2O

10Mg; 13S

246,3

2

123,2

Sulfato zinc

ZnSO4 x 7H2O

23 Zn

287,5

Borax

Na2B4O7 x 1OH2O

11 B

381,2

Sulfato cobre

CuSO4 x 5H2O

25 Cu

249,7

Molibdato amnico

(NH4) 6Mo7O724 x

4H2O

54 Mo

1,235,9

Quelato hierro EDTA

13%

Fe-EDTA

13 Fe

(430)

Quelato hierro DTPA

6%

Fe-DTPA

6 Fe

(932)

Quelato hierro EDDHA

5%

Fe-EDDHA

5 Fe

(1,118)

Quelato manganeso

EDTA (15%)

Mn-EDTA

15 Mn

(366)

1

2

3

4

Fuente

ANIONES

CATIONES

Mg L-

1

NO

3-

H2PO4-

SO4-

NH4+

K+

Ca++

Mg++

K NO3

101

1

1

Ca(NO3)2

164

2

2

NH4NO3

80

1

1

NH4H2PO4

115

1

1

K2SO4

174

2

2

KCl

75

1

CaCl2 6H2O

219

2

MgSO4

120

2

2

MgSO4 7H2O

246.5

2

2

H3PO4

98

1

KH2PO4

136

1

1

CANTIDADES DE FERTILIZANTES NECESARIOS PARA CUBRIR LAS NECESIDADES NUTRIMENTALES DE LA PLANTA

SAL (PM)

MOLES

GRS

NO3-

H2PO4-

SO4-

K+

Ca++

Mg++

Ca (NO3)2

164

5

820

10

10

KH2PO4

136

2

272

2

2

KNO3

101

5

505

5

5

MgSO4.7H2O

246

1.5

369

3

3

TOTAL

15

2

3

7

10

3

SUMA

Aniones: 20

Cationes 20

Segn lo indicado por: IPN. Toulouse, Francia. Philippe Morard

CANTIDADES DE FERTILIZANTES NECESARIOS PARA CUBRIR LAS NECESIDADES NUTRIMENTALES DE LA PLANTA (CRESA)

SAL (PM)

MOLES

GRS

NO3-

H2PO4-

SO4-

K+

Ca++

Mg++

Ca (NO3)2

164

3.5

574 g

7

7

KH2PO4

136

2

272

2

2

KNO3

101

3

303 g

3

3

MgSO4.7H2O

246

1.75

430 g

(538 g)

3.5

3.5

TOTAL

10

2

3.5

5

7

3.5

SUMA

Aniones: 15.5

Cationes 15.5

Segn lo realizado en CRESA

Aniones (meq/l)** Cationes (meq/l)**

NO3-

H2PO4-

SO42-

HCO3-

C1

NH4-

K+

Ca2+

Mg2+

Na+PH CE(mS+cm4)

Agua de riego

-

-

1.0

3.5

1.0

-

-

2.0

2.0

1.5

Disolucin ideal

14.0

1.0

4.0

-

-

1.0

6.0

8.0

4.0

-

Aportes previstos

14.0

1.0

3.0

-3.0*

-

1.0

6.0

6.0

2.0

-

Tabla 5.9. Composicin del agua de riego, disolucin ideal y aportes previstos para preparar la disolucin de Hoagland y Arnon

VENTAJAS:

Se propicia que la planta tome los nutrientes de forma ptima, es necesario que stos se encuentren en concentraciones y relaciones adecuadas en la solucin nutritiva.

De esta forma se evitan

fenmenos negativos como

efectos osmticos y antago-

nismos que perturban la

absorcin de nutrientes por

la planta.

lo cual permite desarrollar un cultivo sin los factores limitantes del suelo