Soluções nutritivas usadas no cultivo hidropônico: pesquisa e produção comercial. PEDRO ROBERTO FURLANI [email protected] Sistema Internacional de Unidades (SI) Sistema métrico-1799 – Academia Francesa de Ciências Brasil - 1862 (Lei Imperial 1157) Conferência Geral de Pesos e Medidas- 1960 - França -SI Brasil - Laboratório Nacional de Metrologia - INMETRO http://www.inmetro.gov.br/infotec/publicacoes/Si.pdf Unidades de base Comprimento Massa Tempo Corrente elétrica Temperatura Quantidade de máteria Intensidade luminosa Unidade metro quilograma segundo ampere kelvin mol candela Unidades não SI mas aceitas Tempo minuto, hora, dia Volume litro Símbolo m kg s A K mol cd h, min, d l ou L Segundo (s): É a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do átomo de césio-133, no estado fundamental [13a. CGPM ( 1967)] MOL: quantidade de matéria de um sistema que contém tantas unidades elementares quantos forem os átomos contidos em 0,012 kg de carbono 12. [1971] Português: mol plural: mols Inglês: mole Unidade mol: entidades elementares ou partículas, devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, elétrons, outras partículas ou agrupamentos especificados de tais partículas. Número de entidades elementares contidas em 1 mol corresponde à constante de Avogrado, cujo valor é 6,022 x 1023 mol-1. 1 mol de átomos de ferro = 6,02x1023 átomos de ferro 1 mol de moléculas de água (H2O) = 6,02x1023 moléculas de água 1 mol de laranjas = 6,02x1023 laranjas Unidade mol: entidades elementares ou partículas, devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, elétrons, outras partículas ou agrupamentos especificados de tais partículas. Número de entidades elementares contidas em 1 mol corresponde à constante de Avogrado, cujo valor é 6,022 x 1023 mol-1. MOL MASSA MOLAR MOL MASSA MOLAR Massa Molar (M): massa (em gramas) de um número de entidades igual à constante de Avogrado, isto é, à massa de 1 mol de entidades elementares, ou seja, quantidade de matéria." •Inadequado Qual o número de mols contidos em 88 g de dióxido de carbono? •Usual e Correto Qual a quantidade de matéria, em mols, contidos em 88 g de dióxido de carbono? Concentração das Soluções Quantidade de matéria SI MOL 6,022 x 10²³ entidades = MOL Solução: qualquer mistura homogênea de duas ou mais substâncias formando uma só fase. Soluto: o que é dissolvido Solvente : o que dissolve Concentração Termo genérico Dimensional: grandeza representativa das quantidades das substâncias químicas Adimensional: relação entre a massa de soluto e a massa da solução; ou em massa por volume; ou de inúmeras outras maneiras. Constante de proporcionalidade entre o soluto com a solução Relação soluto/solução Concentração MISTURAS Soluções: partículas < 1nm ( 10-9m) Dispersão coloidal : partículas entre 1nm a 100nm Suspensão: partículas > 100nm Concentração das Soluções Relação Massa-Massa • Título () = Massa Soluto Massa Solução • % em massa = Unidade= g/g x 100 Unidade: %(m/m) Partes por milhão ppm = Partes por bilhão ppb = x 106 x 10 Exemplo: solução 25% NaOH em massa [25%(m/m)] 25g de NaOH em 100g de solução Concentração das Soluções Relação Massa-Volume Concentração (C) = massa soluto (g) Volume (litros) Unidade = g/L Concentração (C) = massa soluto (g) Massa Molar (g) x Volume (L) Unidades = mol/L, mol/m³ “molar” 1 mol/L = 10³ mmol/L = 0,1 mol/100mL = 6,02×1023 moléculas/L Potássio 91,4 mg K 1mol K = 39,098g X mmol K = 91,4mg mg/L 91,4 81,3 15,0 1L água X = 91,4mg/39,09g X = 2,34 mmol R= 2,34 mmol/L = 91,4 mg/L de K mmol/L = mg/L ÷ Massa molar Cobre mg/L 0,04 0,04 0,03 0,04 mg Cu ------------ 1L água 1mol Cu = 63,546 g X mmol Cu = 0,04 mg X = 0,04mg/63,546g X = 0,00063 mmol = X = 0,63 μmol/L R= 0,63 μmol/L = 0,04 mg/L de Cu μmol/L = mg/L ÷ Massa molar x 1000 Concentração das Soluções Relação Massa-Volume Normalidade (N)= massa (gramas) Equivalente-grama x Volume (L) Unidades = meq/L “Normal” Equivalente-grama = Massa Molar / n n = nº de prótons ganhos ou perdidos (Bronsted) nº de pares aceitos ou doados (Lewis) nº de hidrogênio ácidos ou hidróxidos nº valência total do cátion ou ânion Concentração das Soluções Relação Volume –Volume Somente para líquidos • % em volume = volume do soluto * 100 volume da solução Graus “Gay-Lussac” = ºGL Unidade = %(v/v) Diluições V1 C1 + Vsolvente V1 + Vs= V2 C2 V1 * C1 = V2 * C2 C= concentração em mol/L, normalidade, g/L, mg/L Concentração das Soluções Cuidados importantes: Evitar : Molaridade e normalidade %: uso restrito com indicações de massa e volume ppm ou ppb ou ppt: Não são SI Consulte: http://www.chemkeys.com Unidades para Solos e Plantas Equivalente grama = elementos trocáveis no solo Equivalente é muito variável e depende da reação química Flexibilidade do mol = mol de carga Unidades para Solos e Plantas Concentração no solo Geral : g/dm³, g/kg, mg/dm³ Íons: mmolc/dm³, mmolc/kg Massa molar desconhecida: g/dm³, mg/kg, g/kg Unidades para Solos e Plantas Pesquisas envolvendo hidroponia • Demonstração da essencialidade de um elemento químico; • Demonstração da fitotoxicidade de um elemento ou composto químico; • Interações entre nutrientes e, ou elementos químicos e, ou compostos químicos; • Mecanismos de absorção iônica radicular; • Controle de doenças e, ou pragas; • Estudos com microorganismos promotores de crescimento; • Etc... TIPOS DE CULTIVO HIDROPÔNICO Em água: Fluxo laminar de nutrientes - NFT; Aeroponia; Solução nutritiva aerada; Em substratos: orgânicos, inorgânicos e mistos Com ou Sem reaproveitamento da solução nutritiva Cultivo em água – sistema comum EXPERIMENTO COM RAÍZES SUB-DIVIDIDAS AL1/AL1 P1/AL1 P2/AL1 ALGUNS EXEMPLOS DE SOLUÇÕES CONCENTRADAS USADAS PARA INDUÇÃO DE DEFICIÊNCIAS Sol. Sal A B C D E F G H I J K L M KNO3 Ca(NO3)2.H20 NH4H2PO4 MgSO4.7H2O NH4NO3 CaSO4.H2O NaNO3 KH2PO4 K2SO4 (NH4)2SO4 MgCl2.6H2O Na2SO4 CaCl2 mol.L-1 g.L-1 1 1 1 1 1 0,01 1 1 0,5 1 1 1 1 101,1 236,2 115,1 246,5 80 1,72 85 136 87,6 132,1 203,3 142 111 Sol. Sal mmol.L-1 g.L-1 N FeEDTA 20 6,922 O H3BO3 25 1,546 P MnSO4.H2O 2 0,338 Q ZnSO4.7H2O 2 0,575 NaCl 50 2,925 CuSO4.5H2O 0,5 0,125 H2MoO4 0,5 0,081 R Sal Completa -N -P -K -Ca -Mg -S mL.L-1 KNO3 6 0 6 0 6 6 6 Ca(NO3)2.H20 4 0 4 4 0 4 4 NH4H2PO4 2 0 0 2 2 2 2 MgSO4.7H2O 2 2 2 2 2 0 0 NH4NO3 0 0 0 3 3 0 0 CaSO4.H2O 0 200 0 0 0 0 0 NaNO3 0 0 0 0 2 0 0 KH2PO4 0 2 0 0 0 0 0 K2SO4 0 4 0 0 0 0 0 (NH4)2SO4 0 0 1 0 0 0 0 MgCl2.6H2O 0 0 0 0 0 0 2 Na2SO4 0 0 0 0 0 2 0 CaCl2 0 2 0 0 0 0 0 MICROS 2 2 2 2 2 2 2 Sol. Sal mol.L-1 A B C D E F G H I J K L Ca(NO3)2.H20 1 KNO3 1 MgSO4.7H2O 1 KH2PO4 1 NaNO3 1 MgCl2.6H2O 1 Na2SO4 1 NaH2PO4 1 CaCl2 1 KCl 0,5 MICROS descrição à parte FeEDTA descrição à parte g.L-1 236,2 101,1 246,5 136 85 203,3 132,1 115,1 111 87,6 PREPARO DA SOLUÇÃO DE FeEDTA - 10 mg Fe/mL FONTES G/L ESTOQUE SULFATO FERROSO HEPTAHIDRATADO 50 EDTA DISSÓDICO 60 DISSOLVER SEPARADAMENTE EM 450mL DE ÁGUA MORNA, CADA UM DOS SAIS. MISTURAR AS DUAS SOLUÇÕES, ACRESCENTANDO A SOL. DE EDTA À SOL. DE FERRO. COMPLETAR O VOLUME COM ÁGUA, EFETUAR O BORBULHAMENTO DE AR (use um compressor de aquário) ATÉ O DESAPARECIMENTO DE QUALQUER RESÍDUO. GUARDAR EM FRASCO ESCURO E PROTEGIDO DA LUZ. Sal Completa -N -P -K -Ca -Mg -S mL.L-1 Ca(NO3)2.H20 5 0 5 5 0 5 5 KNO3 5 0 5 0 5 5 5 MgSO4.7H2O 2 2 2 2 2 0 0 KH2PO4 1 1 0 0 1 1 1 NaNO3 0 0 0 5 10 0 0 MgCl2.6H2O 0 0 0 0 0 0 2 Na2SO4 0 0 0 0 0 2 0 NaH2PO4 0 0 0 1 0 0 0 CaCl2 0 5 0 0 0 0 0 KCl 0 5 1 0 0 0 0 MICROS 1 1 1 1 1 1 1 Sol. Sal mol.L-1 A B C D E F G F K L Ca(NO3)2.4H20 1 KNO3 1 MgSO4.7H2O 1 KH2PO4 1 Ca(H2PO4)2.H2O 0,01 K2SO4 0,05 CaSO4.H2O 0,01 Mg(NO3)2.6H2O 1 MICROS descrição à parte FeEDTA descrição à parte Sal Compl. -N -P -K -Ca -Mg -S mL.L-1 Ca(NO3)2.H20 5 0 4 5 0 4 4 KNO3 5 0 6 0 5 6 6 MgSO4.7H2O 2 2 2 2 2 0 0 KH2PO4 1 1 0 0 1 1 1 Ca(H2PO4)2.H2O 0 10 0 10 0 3 0 K2SO4 0 5 0 0 0 0 0 CaSO4.H2O 0 200 0 0 0 0 0 Mg(NO3)2.6H2O 0 0 0 0 0 0 2 MICROS 1 1 1 1 1 1 1 Sol. Sal mmol.L-1 g.L-1 N FeEDTA 20 6,922 O H3BO3 25 1,546 P MnSO4.H2O 2 0,338 Q ZnSO4.7H2O 2 0,575 NaCl 50 2,925 CuSO4.5H2O 0,5 0,125 H2MoO4 0,5 0,081 R Sal Completa -Fe -B -Mn -Zn mL.L-1 KNO3 Ca(NO3)2.H20 NH4H2PO4 MgSO4.7H2O FeEDTA H3BO3 MnSO4.H2O ZnSO4.7H2O NaCl CuSO4.5H2O H2MoO4 6 4 2 2 2 2 2 2 6 4 2 2 0 2 2 2 6 4 2 2 2 0 2 2 6 4 2 2 2 2 0 2 6 4 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 2 SOLUÇÕES NUTRITIVAS: Como expressar a composição ? NUTRIENTES CONCENTRAÇÃO (µmol/L) Ca 1250 Mg 500 K 1280 Fe 225 Mn 2,25 Cu 1,93 . 10-2 Zn 0,48 . 10-1 Mo-MoO4 1,30 . 10-1 B-H3BO3 11,5 S-SO4 500 N-NO3 N-NH4 P-H2PO4 3750 300 30 NUTRIENTES Ca Mg K S-SO4 N-NO3 N-NH4 P-H2PO4 CONCENTRAÇÃO (µmol/L) 1250 500 1280 500 3750 300 30 Baseada em Pavan & Bingham (1982). NUTRIENTES *Fe Mn Cu Zn Mo-MoO4 B-H3BO3 CONCENTRAÇÃO (µmol/L) 225 2,25 1,93 . 10-2 0,48 . 10-1 1,30 . 10-1 11,5 Baseada em Pavan & Bingham (1982). *Ferro adicionado na forma de Fe-EDDHA Fe-Etileno Diamino Di-orto Hidroxi fenil Acetato (6% de Fe). QUELATOS DE FERRO FeDTPA Fe - DietilenoTriamino Penta Acetato FeEDTA Fe - Etileno Diamino Tetra Acetato FeEDDHA Fe - Etileno Diamino Di-orto Hidroxi fenil Acetato FeEDDHMA Fe - Etileno Diamino Di-orto Hidroxi paraMetilfenilAcetato Soluções nutritivas: Adubos e sais para uso em hidroponia e fertirrigação. TIPOS DE CULTIVO PROTEGIDO Em solo. Em água: hidroponia ♦ Fluxo laminar de nutrientes – NFT ♦ Aeroponia ♦ Solução nutritiva aerada Em substratos: orgânicos, inorgânicos e mistos Com ou Sem reaproveitamento da solução nutritiva SOLO ÁGUA FRAÇOES ORGÂNICA E INORGÂNICAS SAIS INORGÂNICOS LIBERAÇÃO DE MINERAIS DISSOLVIDOS EM ÁGUA DISSOLVIDOS EM ÁGUA SOLUÇÃO DO SOLO SOLUÇÃO NUTRITIVA SOLO SUBSTRATO ÁGUA FRAÇOES ORGÂNICA E INORGÂNICAS SAIS INORGÂNICOS LIBERAÇÃO DE MINERAIS DISSOLVIDOS EM ÁGUA DISSOLVIDOS EM ÁGUA SOLUÇÃO DO SOLO SOLUÇÃO NUTRITIVA SOLUÇÃO DO SUBSTRATO SOLUÇÃO NUTRITIVA, DO SOLO E DO SUBSTRATO N-NO3-, N-NH4+, Cl-, P-H2PO4-/P-HPO42-, K+ e Mg2+ S-SO42-, Mn2+, Fe2+, Zn2+, Cu2+, Ni2+ e Mo-MoO42Ca2+ e B-H3BO3 + ÁGUA RAÍZES PARTE AÉREA DA PLANTA (FOLHAS, CAULES, FLORES, FRUTOS) REQUERIMENTOS DE UM FERTILIZANTE PARA SEU USO EM FERTIRRIGAÇÃO Alto conteúdo de nutrientes em solução Solubilização completa em condições de campo Rápida dissolução em água de irrigação Granulação fina e fluída Não obstruir gotejadores Baixo conteúdo de componentes insolúveis Conteúdo mínimo de agentes condicionadores Compatível com outros fertilizantes Interação mínima com a água de irrigação Não causar variações bruscas no pH da água de irrigação Baixa corrosividade ao cabeçal e sistema de irrigação Sal/fertilizante Nutriente Teor CE (sol.0,1%) 1 mg.L-1 % mS.cm-1 1,3 g.1000L-1 Nitrato de potássio K N-NO3 36,5 13 Nitrato de cálcio 2,7 7,7 1,2 Ca N-NO3 N-NH4 19 14,5 1,0 Nitrato de magnésio 5,3 6,9 100,0 0,9 Mg N-NO3 Fosfato monoamônio purificado (MAP) N-NH4 P 9 11 11,1 9,1 1,0 11 26 Nitrato de amônio 9,1 3,9 1,5 N-NH4 N-NO3 16,5 16,5 6,1 6,1 Sal/fertilizante Nutriente Fosfato monopotássico (MKP) K P Teor CE (sol.0,1%) 1 mg.L-1 % mS.cm-1 0,7 g.1000L-1 29 23 Cloreto de potássio (branco) 3,5 4,4 1,7 K Cl 52 47 Sulfato de potássio 1,9 2,1 1,2 K S-SO4 41 17 Sulfato de magnésio 2,4 5,9 0,9 Mg S-SO4 10 13 Ácido fosfórico 85%, D = 1,7 10,0 7,7 1,0 P Ácido nítrico 53%, D = 1,325 N-NO3 27(45,7) 3,7 (2,2 mL) 1,0 11,8(15,6) 8,5 (6,4 mL) Solubilidade em água de alguns adubos usados em hidroponia Sal Solubilidade (g/mL) Uréia 0,50 Nitrato de cálcio 0,50 Nitrato de potássio 0,15 Nitrato de magnésio 0,70 Fosfato monoamônio 0,20 Fosfato monopotássico 0,20 Sulfato de magnésio 0,50 Sulfato de potássio 0,10 Sal ou Fertilizante FeEDTA FeEDDHA FeEDDHMA FeDTPA FeEDDHAS Ácido bórico Sulfato de cobre CuEDTA Sulfato de manganês MnEDTA Sulfato de zinco ZnEDTA Molibdato de sódio Molibdato de amônio Nutriente Fe B Cu Mn Zn Mo Teor 0,1 mg.L-1 do nutriente % 13 6 6 11 6 17 23 14,5 33 13 22 14 39 54 g.1000L-1 0,77 1,67 1,67 0,91 1,67 0,59 0,43 0,69 0,38 0,77 0,45 0,71 0,26 0,19 Sal ou Fertilizante FeEDTA FeEDDHA FeEDDHMA FeDTPA Ácido bórico Bórax Sulfato de cobre.5H2O CuEDTA Sulfato de manganês.H2O Cloreto de manganês MnEDTA Sulfato de zinco.7H2O Cloreto de zinco ZnEDTA Molibdato de sódio Molibdato de amônio Nutriente Fe B Cu Mn Zn Mo Teor 0,1 mg.L-1 do nutriente % 13 6 6 11 17 11 23 14,5 33 27 13 22 45 14 39 54 g.1000L-1 0,77 1,67 1,67 0,91 0,59 0,91 0,43 0,69 0,38 0,37 0,77 0,45 0,22 0,71 0,26 0,19 MISTURAS COMERCIAIS DE MICRONUTRIENTES ConMicros ConMicros Librel Micros Premium Standard BMX Q Quelatec Micromix AZ Rexolin CXK % B 1,2 2,0 0,9 0,5 0,7 0,5 1,5 Cu 1,2 2,0 1,7 0,1 2,3 1,5 0,5 Fe 4,6 7,9 3,4 5,0 7,5 4,0 3,4 Mn 1,2 2,0 1,7 1,0 3,5 4,0 3,2 Mo 0,2 0,4 0,0 0,1 0,4 0,1 0,1 Zn 0,5 0,8 0,6 0,4 0,7 1,5 4,2 K 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 12,0 Mg 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 9,0 1,2 S 0,0 0,0 0,0 0,0 7,0 0,0 1,5 Quantidade (g/1000L) para preparar solução com 2,0 mg/L de Fe 43,5 Nutriente ConMicros Premium mg/L Boro 0,52 Cobre 0,52 Ferro 2,00 Manganês 0,52 Molibdênio 0,09 Zinco 0,22 Níquel 0,09 Potássio 0,00 Magnésio 0,00 Enxofre 0,00 25,3 58,8 50,0 ConMicros Rexolin CXK MicroMix Standard Yara Rigran 0,51 0,51 2,00 0,51 0,10 0,20 0,10 0,00 0,00 0,00 0,88 0,29 2,00 1,88 0,03 2,47 0,00 7,06 0,71 0,88 0,25 0,75 2,00 2,00 0,05 0,75 0,00 0,00 4,50 0,00 FORMULAÇÕES CONTENDO MICRONUTRIENTES Nutriente ConMicros ConMicros Hydro Cocktail Micros Q Premium Standard Yara Nutriplant % Boro (B) 1,16 1,98 2 0,5 Cobre (Cu) 1,16 1,98 0,8 0,07 Ferro (Fe) 4,62 7,9 5,6 5 Manganês (Mn) 1,16 1,98 3,2 1 Molibdênio (Mo) 0,23 0,4 0,32 0,08 Zinco (Zn) 0,46 0,79 2 0,4 Níquel (Ni) 0,23 0,4 - - 35 40 Recomendação de uso, g/1000L 42,5 25 Concentração Resultante na solução, mg/L Boro (B) 0,49 0,5 0,7 0,2 Cobre (Cu) 0,49 0,5 0,28 0,03 Ferro (Fe) 1,96 1,98 1,96 2 Manganês (Mn) 0,49 0,5 1,12 0,4 Molibdênio (Mo) 0,1 0,1 0,11 0,03 Zinco (Zn) 0,2 0,2 0,7 0,16 Níquel (Ni) 0,1 0,1 0 0 ALTERAÇÕES QUÍMICAS NA SOLUÇÃO NUTRITIVA EM FUNÇÃO DO pH, DE QUELATOS, E DA CONCENTRAÇÃO. INCOMPATIBILIDADE ENTRE SAIS OS QUÍMICA COMPONENTES DEPENDE CONCENTRAÇÕES CRESCIMENTO, DE NO DA DOS SUAS MEIO DE PRESENÇA DE OUTROS SAIS E DO pH DA SOLUÇÃO. Quantidade por 1000 L (100 X concentrada) Tanque A Nitrato de cálcio 67,4 kg Quelato de Fe EDDHA 6% 4075,0 g Tanque B Nitrato de potássio 25,4 kg Fosfato monopotássio 17,0 kg Sulfato de potássio 14,6 kg Sulfato de magnésio 10,1 kg Sulfato de manganês 85,0 g Sulfato de zinco 115,0 g Bórax 285,0 g Sulfato de cobre 19,0 g Molibdato de sódio 18,0 g Recomendação de um laboratório da Holanda Resultados da especiação química – Software Geochem FORMAÇÃO DE PRECIPITADOS DE FOSFATOS NO TANQUE B DE SOLUÇÃO CONCENTRADA % DE FORMAÇÃO DE PRECIPITADOS 100 90 80 70 Mg Mn Cu Zn 60 50 40 30 20 10 0 X X/2 X/3 X/4 X/5 X/6 X/7 X/8 X/9 DILUIÇÃO DA SOLUÇÃO CONCENTRADA B X/10 X/20 Quantidade por 1000 L (100 X concentrada) Tanque A Nitrato de cálcio 67,4 kg Quelato de ferro EDDHA 6% 4075,0 g Sulfato de manganês 85,0 g Sulfato de zinco 115,0 g Bórax 285,0 g Sulfato de cobre 19,0 g Molibdato de sódio 18,0 g Tanque B Nitrato de potássio 25,4 kg Sulfato de potássio 14,6 kg Fosfato monopotássio 17,0 kg Sulfato de magnésio 10,1 kg SOLUÇÕES CONCENTRADAS Tanque A Nitrato de cálcio Nitrato de magnésio Quelato de ferro (EDDHA ou EDTA) Sulfato ou Quelato de manganês Sulfato ou Quelato de zinco Sulfato ou Quelato de cobre Ácido bórico Tanque B Nitrato de potássio Fosfato mono potássio ou mono amônio Sulfato de potássio Molibdato de sódio ou de amônio SOLUÇÕES CONCENTRADAS SOLUÇÃO A NITRATO DE CÁLCIO NITRATO DE POTÁSSIO SOLUÇÃO DE MICRONUTRIENTES 10x QUELATO DE FERRO 6% (EDDHA) SOLUÇÃO CONCENTRADA A Formas livres de NO3 (= Ca, K, Mn), Cu y Zn Zn2+ Cu2+ NO3- 120 100 80 % 60 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA 7,5 SOLUÇÃO CONCENTRADA A Quelatização de Fe3+e de Cu2+ em função do pH EDDHA Fe3+ EDDHA Cu2+ % Formado 120 100 80 60 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 pH da solução nutritiva concentrada 7 7,5 SOLUÇÕES CONCENTRADAS SOLUÇÃO B NITRATO DE POTÁSSIO FOSFATO MONOPOTÁSSICO SULFATO DE MAGNÉSIO SOLUÇÃO CONCENTRADA B FORMAS DE FOSFATO EM FUNÇÃO DO pH compl. Mg2+ PO4 H+ PO4 solido Mg2+ PO4 120 % FORMADO 100 80 60 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA 7,5 SOLUÇÃO CONCENTRADA B % FORMADO FORMAS DE MAGNÉSIO EM FUNÇÃO DO pH metal livre Mg2+ SO4 Mg2+ compl. PO4 Mg2+ solido PO4 Mg2+ 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA 7,5 SOLUÇÃO CONCENTRADA B FORMAS DE POTÁSSIO EM FUNÇÃO DO pH metal livre K+ SO4 K+ % FORMADO 120 100 80 60 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA 7 7,5 SOLUÇÃO CONCENTRADA B FORMAS DE SULFATO EM FUNÇÃO DO pH ligante livre SO4 Mg2+ SO4 K+ SO4 90 % FORMADO 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA 7 7,5 QUAL A FAIXA DE pH MAIS ADEQUADA DAS SOLUÇÕES CONCENTRADAS ? % FORMADO FORMAS DE CALCIO EM FUNÇÃO DO pH 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ca SO4 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 % FORMADO FORMAS DE CALCIO EM FUNÇÃO DO pH 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ca2+ Ca SO4 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 % FORMADO FORMAS DE CALCIO EM FUNÇÃO DO pH 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ca2+ Ca SO4 Ca PO4 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 % FORMADO FORMAS DE FÓSFORO EM FUNÇÃO DO pH 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 PO4 H+ 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 % FORMADO FORMAS DE FÓSFORO EM FUNÇÃO DO pH 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 PO4 H+ PO4 Ca 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 % FORMADO FORMAS DE CALCIO E FÓSFORO EM FUNÇÃO DO pH 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ca2+ Ca SO4 Ca PO4 PO4 H+ PO4 Ca 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 Sulfato de Amônio Nitrato de cálcio Nitrato de potássio Cloreto de potássio Sulfato de potássio Fosfato de amônio Fe, Zn, Cu e Mn sulfato Fe, Zn, Cu e Mn quelato Sulfato de magnésio Ácido fosfórico Ácido sulfúrico Ácido nítrico Incompatível Solubilidade Reduzida Compatível Ácido nítrico Ácido sulfúrico Ácido fosfórico Sulfato de magnésio Fe, Zn, Cu e Mn sulfato Fe, Zn, Cu e Mn quelato Nitrato de amônio Fosfato de amônio Sulfato de potássio Cloreto de potássio Nitrato de cálcio Sulfato de Amônio Nitrato de potássio Uréia Nitrato de amônio Uréia C O M P A T I B I L I D A D E EDTA % FORMADO 120 100 Fe EDTA 80 60 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 EDTA % FORMADO 120 100 Fe EDTA 80 Fe (OH) 60 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 EDTA % FORMADO 120 100 Fe PO4 80 Fe EDTA 60 Fe (OH) 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 EDDHA 120 % FORMADO 100 Fe PO4 80 Fe EDDHA 60 Fe (OH) 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 DTPA 120 % FORMADO 100 Fe PO4 80 Fe DTPA 60 Fe (OH) 40 20 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 8 8,5 Formas de cobre na presença de FeEDTA Cu2+ Cu EDTA 120 % Formado 100 80 60 40 20 0 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 pH da solução nutritiva 7.5 8 8.5 Formas de cobre na presença de FeEDDHA % Formado Cu2+ Cu EDDHA 120 100 80 60 40 20 0 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 pH da solução nutritiva 7.5 8 8.5 Formas de cobre na presença de FeDTPA % Formado Cu2+ Cu DTPA 120 100 80 60 40 20 0 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 pH da solução nutritiva 7.5 8 8.5 % FORMADO FORMAÇÃO DE QUELATOS DE MANGANÊS NA PRESENÇA DE QUELATOS DE FERRO EM FUNÇÃO DO pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 95 75 MnEDTA 55 MnDTPA 35 MnEDDHA 15 -5 5 5,5 6 6,5 7 VALORES DE pH 7,5 8 % FORMADO FORMAÇÃO DE QUELATOS DE ZINCO NA PRESENÇA DE QUELATOS DE FERRO EM FUNÇÃO DO pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA 95 75 ZnEDTA 55 ZnDTPA 35 ZnEDDHA 15 -5 5 5,5 6 6,5 VALORES DE pH 7 7,5 8 CÁLCULOS Exercício Preparar uma solução nutritiva utilizando 2kg do adubo Soluprod SP4 da Produquímica, em mil litros de água. Qual a concentração final em mg/L de cada componente? A composição do adubo encontra-se ao lado: SoluProd SP4 (Uso Geral) Nitrogênio: 15% Fósforo: 15% Potássio: 15% Molibdênio: 0,009% Zinco: 0,1% Boro: 0,03% Cobre: 0,05% Manganês: 0,06% Ferro : 0,2% Exercício Composição do SOLUPROD SP4: 15% de N 15: 15% de P ou P2O5 ? 15: 15% de K ou K2O ? Para o N 15g-------100g x-------2000g x = 300gN em 1000L = 300mgN/L Exercício •Composição do SOLUPROD SP4: •15% de N •15: 15% de P ou P2O5 ? •15: 15% de K ou K2O ? Para o P 15g P2O5 -----100g X---------- 2000g X= 300g P2O5 -- 1000L X= 300mg P2O5/L 1mol P2O5 = 141,941g 1mol de P = 30,973g 141,941------2x30,973 300g ------- y Y= 132,0 mg P/L Exercício SoluProd SP4 Uso Geral Nitrogênio: 15% Fósforo: 15% Dissolvendo-se 2 kg do produto em 1000 L de água, qual a concentração de Ferro na solução obtida? Potássio: 15% Molibdênio: 0,009% Zinco: 0,1% Boro: 0,03% Cobre: 0,05% Manganês: 0,06% Ferro : 0,2% Para o Fe 0,2g Fe -----100g X---------- 2000g X= 4g Fe -- 1000L X= 4mg Fe/L ______________________________________________________________ Sal/fertilizante Nutriente Teor CE (sol.0,1%) 1 mg.L-1 % mS.cm-1 g.1000L-1 ______________________________________________________________ Fosfato monopotássico (0-52-34) 0,7 (MKP) K 29 3,5 P 23 4,4 _______________________________________________________________ 34% K2O --- 94,2 g K2O X% K ------- 2x 39,1g K X= 28,3 % K 28,3g K-----100g 1mg ----------Yg Y= 3,5g produto E, . . . PARA SOLUÇÕES ? Sal/fertilizante Nutriente Ácido fosfórico 85%, D = 1,7 P Teor % 27 CE (sol.0,1%) mS.cm-1 1,0 1 mg.L-1 g.1000L-1 3,7 (2,2 mL) Ácido fosfórico = H3PO4 Massa molar = 3H + 1P + 4O = 3*1 + 1*31 + 4*16= 98g Pureza = 85%; Densidade = 1,7 g/mL 100mL do produto = 170g 100g do produto tem 85g de H3PO4 98g de H3PO4 85 g 31g de P X onde X = (85*31)/98 = 26,89 g de P Portanto, 100g do produto possui 26,89g de P ou 0,2689g de P/g do produto Qual a concentração de P em cada mL do produto? 1,7g equivale a 1mL ou 0,588mL/g 0,2689g de P/g do produto ou 0,2669/0,588mL = 0,457g de P/mL do produto Qual o volume do ácido fosfórico para preparar 1000L de uma solução contendo 1mg de P/L ou 1g de P/1000L? 1mL contém 0,457mg de P, Portanto (1/0,457)=2,2mL Conc.do ác.Fosfórico 85% d=1,70 em mg de P/mL ??? Concentração = (Massa Molar do P/Massa Molar do H3PO4) * Pureza * Densidade Concentração = (31/98)*(85/100)*1,7 Concentração = 0,316g/g*0,85g/g*1,7g/mL = 0,457g de P/mL ou 457mg de P/mL Conc.do ác.Nítrico 10% d=1,35 em mg de N-NO3/mL ??? Concentração = (Massa Molar do N-NO3/Massa Molar do HNO3) * Pureza * Densidade Concentração = (14/63)*(10/100)*1,35 Concentração = 0,222g/g*0,10g/g*1,35g/mL = 0,030g de N-NO3/mL ou 30,0mg de N-NO3/mL Conc.do ác.Fosfórico 52,5% d=1,62 em mg de P/mL ??? Concentração = (Massa Molar do P/Massa Molar do H3PO4) * Pureza * Densidade Concentração = (31/98)*(52,5/100)*1,62 Concentração = 0,316g/g*0,525g/g*1,62g/mL = 0,269g de P/mL ou 269mg de P/mL Conc.do ác.Nítrico 10% d=1,35 em mg de N-NO3/mL ??? Concentração = (Massa Molar do N-NO3/Massa Molar do HNO3) * Pureza * Densidade Concentração = (14/63)*(10/100)*1,35 Concentração = 0,222g/g*0,10g/g*1,35g/mL = 0,030g de N-NO3/mL ou 30,0mg de N-NO3/Ml Preparar 1000L de uma solução contendo 20mg de P/L C1*V1 = C2*V2 C1 V1 C2 V2 = = = = CONCENTRAÇÃO DISPONÍVEL - 457mg/mL VOLUME A SER DILUÍDO - X CONCENTRAÇÃO DESEJADA - 20mg/L VOLUME A SER PREPARADO – 1000L 457mg/mL*X = 20mg/L*1000L X = (20mg/L*1000L)/(457mg/mL) X = 20.000/457 = 43,8mL NECESSIDADE NUTRICIONAL DE UM CULTIVO EM SOLO/HIDROPONIA/SUBSTRATO DIFERENÇA ENTRE A QUANTIDADE REQUERIDA E A FORNECIDA PELO SOLO/HIDROPONIA/SUBSTRATO Necessidade = Solução Nutritiva – Solução Substrato Necessidade = Solução Nutritiva – Solução Substrato Eficiência de uso do nutriente Quanto mais inerte o substrato maior será a eficiência do nutriente aplicado. As perdas por lixiviação e imobilização química no meio são muito importantes no aproveitamento dos nutrientes aplicados. SOLUÇÕES NUTRITIVAS PARA ALFACE N-NO3 N-NH4 P K Ca Mg S-SO4 B Cu g /1.000L Fe Mn Mo Zn g /1.000L 87 9 12 145 45 12 16 0,20 0,01 2,00 0,20 0,01 0,02 266 18 62 430 180 24 36 0,30 0,05 2,20 0,30 0,05 0,05 156 28 252 93 26 34 0,50 0,05 3,00 0,50 0,05 0,10 238 62 426 161 24 32 0,30 0,05 5,00 0,40 0,05 0,30 166 30 279 149 46 90 0,50 0,02 2,50 2,00 0,05 0,10 206 50 211 200 29 38 0,50 0,02 3,00 0,50 0,10 0,15 165 35 339 78 23 49 0,10 0,10 5,00 0,20 0,03 0,14 39 183 142 38 52 0,30 0,02 2,00 0,40 0,06 0,06 174 24 SOLUÇÕES NUTRITIVAS PARA HORTALIÇAS DE FRUTOS Cultura N-NO3 N-NH4 P K Ca Mg S-SO4 B Cu g /1.000L Tomate Fe Mn Mo Zn g /1.000L 104 12 16 109 68 24 32 0,20 0,01 2,00 0,20 0,01 0,02 151 14 39 254 110 24 48 0,30 0,05 0,80 0,60 0,05 0,05 192 - 46 275 144 32 42 0,50 0,05 0,50 0,50 0,05 0,10 169 - 62 311 153 43 50 0,30 0,05 4,30 1,10 0,05 0,30 198 21 24 218 158 48 64 0,20 0,01 2,00 0,20 0,01 0,02 168 14 31 254 110 24 32 0,30 0,05 0,80 0,60 0,05 0,05 185 - 46 229 170 32 42 0,50 0,05 1,00 0,50 0,05 0,10 174 - 56 258 153 41 54 0,30 0,05 4,30 1,10 0,05 0,30 175 14 31 244 120 27 32 0,30 0,05 0,80 0,60 0,05 0,05 185 - 46 231 170 32 50 0,50 0,05 1,50 0,50 0,05 0,10 Pimentão 152 - 39 245 110 29 32 0,30 0,05 3,70 0,40 0,05 0,30 Berinjela 165 14 31 254 90 37 36 0,30 0,05 0,80 0,60 0,05 0,05 179 - 46 303 127 39 48 0,30 0,05 3,20 0,60 0,05 0,30 73 9 12 109 45 12 16 0,20 0,01 2,00 0,20 0,01 0,02 140 7 39 205 110 27 36 0,30 0,05 1,00 0,60 0,05 0,05 101 3 44 208 123 51 134 0,50 0,05 3,00 0,50 0,05 0,10 125 - 46 176 119 24 32 0,30 0,05 2,50 0,40 0,05 0,30 138 35 36 292 95 30 - - 0,17 6,00 0,50 - 0,20 198 25 32 218 158 36 48 0,20 0,01 2,00 0,20 0,01 0,02 170 - 39 225 153 24 32 0,30 0,05 2,20 0,60 0,05 0,30 200 - 50 680 180 30 - 0,50 0,20 6,00 0,50 0,20 0,20 130 - 40 400 70 30 - 0,50 0,20 6,00 0,50 0,20 0,20 Pepino Pimenta Morango Melão SOLUÇÕES NUTRITIVAS PARA PLANTAS ORNAMENTAIS Cultura N-NO3 N-NH4 P K Ca Mg S-SO4 B g /1.000L Alstroemeria Cu Fe Mn Mo Zn g /1.000L 158 18 39 235 115 24 40 0,30 0,05 1,40 0,60 0,05 0,30 105 11 31 186 80 18 40 0,20 0,05 1,40 0,30 0,05 0,30 Anemona 182 14 47 254 150 24 40 0,30 0,05 2,00 0,30 0,05 0,30 Cravo 182 14 39 244 150 24 40 0,60 0,05 1,40 0,60 0,05 0,30 102 11 19 156 70 12 26 0,20 0,03 1,10 0,30 0,05 0,20 Antúrio 91 14 31 176 60 24 48 0,20 0,03 0,80 0,20 0,05 0,20 Aster 182 14 39 244 150 24 40 0,30 0,05 1,40 0,60 0,05 0,30 Bouvardia 182 18 54 235 170 24 48 0,20 0,05 1,40 0,30 0,05 0,20 112 14 47 156 100 12 24 0,20 0,05 1,40 0,30 0,05 0,20 Crisântemo 179 18 31 293 100 24 32 0,20 0,03 3,40 1,10 0,05 0,20 Cymbidium 63 7 31 137 80 21 68 0,20 0,03 0,40 0,60 0,05 0,20 56 17 31 127 65 21 72 0,20 0,03 0,40 0,60 0,05 0,30 Euforbia 161 14 47 235 140 24 48 0,20 0,03 2,00 0,60 0,05 0,20 Freesia 203 17 39 303 135 36 48 0,30 0,05 1,40 0,60 0,05 0,30 Gerbera 158 21 38 215 120 24 40 0,30 0,05 2,00 0,30 0,05 0,30 105 14 23 166 70 12 24 0,20 0,03 1,40 0,30 0,05 0,30 Gypsophila 210 17 54 274 180 30 48 0,30 0,05 1,40 0,60 0,05 0,30 Hippeastrum 182 14 39 293 125 24 40 0,30 0,03 0,60 0,60 0,05 0,30 Rosa 60 7 16 90 44 10 16 0,20 0,05 1,40 0,30 0,05 0,20 154 18 39 196 140 18 40 0,20 0,03 0,80 0,30 0,05 0,20 168 14 31 235 120 24 32 0,03 0,05 0,80 0,60 0,05 0,30 Statice Estufa com sistema de recirculação de solução CONTROLE DA FERTILIZAÇÃO FILTRO pH TANQUES DE FERTILIZANTES A B C CE ESTUFA ÁGUA DE CHUVA FILTRO ÁGUA DE IRRIGAÇÃO TURBIDEZ CE BOMBA DESINFECÇÃO FILTRO CE TANQUE COLETOR DA ÁGUA DRENADA ÁGUA DESSALINIZADA DESCARGA BOMBA TANQUE MISTURADOR MUITO OBRIGADO !!! Pedro Roberto Furlani Conplant [email protected]