AULA PRÁTICA PREPARO DE SOLUÇÕES NUTRITIVAS

(1)

Universidade de São Paulo

Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz

Departamento de Ciência do Solo

LSO 420 – Nutrição Mineral de Plantas

AULA PRÁTICA

PREPARO DE SOLUÇÕES NUTRITIVAS

Prof. Dr. Rafael Otto

rotto@usp.br

(2)

• Plantas se adaptam à diferentes solos porque a

absorção é seletiva

• O mesmo ocorre em solução nutritiva: não existe

solução nutritiva “perfeita”

• Para uma mesma espécie ou grupo de espécies, a

solução nutritiva pode variar dentro de limites

toleráveis de pH, pressão osmótica e concentração

de nutrientes

(3)

• Para fins de pesquisa

• Utiliza-se reagentes PA (para análise) com a maior pureza possível

• Utiliza-se água deionizada

• Para fins de hidroponia

• Recomenda-se uso de fertilizantes e, para micronutrientes, reagentes grau

técnico

• Utiliza-se água de poço artesiano, fonte natural ou água de rua (nesse

caso, deixar repousar por 24h para reduzir Cl)

• Ideal é condutividade elétrica ser inferior a 0,75 mS/cm

(4)

(5)

SOLUÇÃO DE HOAGLAND E ARNON (1950)

Nutriente

Forma química

Concentr.

mmol L-1 N NO₃- ₁₅ P H₂PO₄ 1 K K+ ₆ Ca Ca2+ ₄ Mg Mg2+ ₂ S SO₄2- ₂

µmol L

-1 B H₃BO₃ 46 Cu Cu2+ _0,3 Fe Fe2+ ₉₀ Mn Mn2+ _12,6 Mo MoO₄ 0,10 Zn Zn2+ _1,3

Quanto de

fertilizante

adicionar??

(6)

Quanto de fertilizante adicionar??

Concentração = mmol L-1_{x massa atômica (g/mol)}

Concentração = mg/L

Quantidade de fertilizante = Dose (mg/L)

Concentração do nutriente

N = massa atômica 14 g/mol

(7)

Porque é importante conhecermos a massa molar?

C = 1 átomo x 12 g = 12 g O O = 1 átomo x 16g = 16 g O N = 2 átomos x 14g = 28 g N H = 4 átomos x 1g = 4 g Massa atômica = 60 g

Para determinar a % de determinado nutriente no material

CO(NH

₂

)

₂

Qual a % de N na molécula de ureia?

Massa de 1 mol de ureia

(6,02 x 1023 _{átomos de ureia)}

Regra de três

60 g - CO(NH₂)₂ ____ 100% 28 g - N ____ X X = 100 x 28 / 60

(8)

Porque é importante conhecermos a massa molar?

Mg = 1 átomo x 24 g = 24 g O S = 1 átomo x 32 g = 32 g S O = 4 átomos x 16g = 64 g O H = 14 átomos x 1g = 14 g O = 7 átomos x 16g = 112g Massa atômica = 246 g

Outro exemplo

MgSO

₄

.7H

₂

O

Qual a % de Mg no sulfato de magnésio?

Massa de 1 mol de MgSO

₄

.7H

₂

O

Regra de três para Mg

246 g – MgSO₄.7H₂O ____ 100% 24 g - Mg  X X = 100 x 24 / 246 X = 9,75% Mg Regra de três para S 246 g – MgSO₄.7H₂O  100% 32 g - S ____ X X = 100 x 32 / 246 X = 13% S

(9)

SOLUÇÃO DE HOAGLAND E ARNON (1950)

Nutriente Forma química Concentr.

mmol L-1 N NO₃- ₁₅ P H₂PO₄ 1 K K+ ₆ Ca Ca2+ ₄ Mg Mg2+ ₂ S SO₄2- ₂

µmol L

-1 B H₃BO₃ 46 Cu Cu2+ _0,3 Fe Fe2+ ₉₀ Mn Mn2+ _12,6 Mo MoO₄ 0,10 Zn Zn2+ _1,3

Nutriente Forma química Concentr. Massa atômica

mmol L-1 _{g mol}-1 N NO₃- ₁₅ ₁₄ P H₂PO₄ 1 31 K K+ ₆ ₃₉ Ca Ca2+ ₄ ₄₀ Mg Mg2+ ₂ ₂₄ S SO₄2- ₂ ₃₂

µmol L

-1 B H₃BO₃ 46 11 Cu Cu2+ _0,3 ₆₃ Fe Fe2+ ₉₀ ₅₆ Mn Mn2+ _12,6 ₅₅ Mo MoO₄ 0,10 96 Zn Zn2+ _1,3 ₆₅

Nutriente Forma química Concentr. Massa atômica Concentr.

mmol L-1 _{g mol}-1 _{mg L}-1 _{ou g 1000 L}-1 N NO₃- ₁₅ ₁₄ ₂₁₀ P H₂PO₄ 1 31 31 K K+ ₆ ₃₉ ₂₁₆ Ca Ca2+ ₄ ₄₀ ₁₆₀ Mg Mg2+ ₂ ₂₄ ₄₈ S SO₄2- ₂ ₃₂ ₆₂ µmol L-1 _{mg L}-1 _{ou g 1000 L}-1 B H₃BO₃ 46 11 0,506 Cu Cu2+ _0,3 ₆₃ _0,019 Fe Fe2+ ₉₀ ₅₆ _5,04 Mn Mn2+ _12,6 ₅₅ _0,693 Mo MoO₄ 0,10 96 0,0096 Zn Zn2+ _1,3 ₆₅ _0,0845

(10)

PORQUE NITROGÊNIO NA FORMA NÍTRICA?

• As plantas absorvem tanto amônio quanto nitrato

• Porém, dar preferencia a fornecer N na forma nítrica pois o fornecimento de

muito amônio favorece o aparecimento de doenças induzidas pela

deficiência de Ca. Ex. Pinta preta em tomate

• Amônio e cálcio competem pelos mesmos sítios de absorção

• Nitrato e cálcio são absorvidos concomitantemente (não há competição)

NH₄+ Ca2+ NO

3-Ca

2+

NH

₄+

X

(11)

PREPARO DA SOLUÇÃO NUTRITIVA

Em pesquisa, normalmente se trabalha com solução estoque (solução concentrada)

KH

₂

PO

₄

(1 mol L

-1

₎

KNO

₃

(1 mol L

-1

₎

Ca(NO

₃

)

₂

(1 mol L

-1

₎

Mg(SO

₄

).7H

₂

O (1 mol L

-1

₎

Solução com micronutrientes

Composição (g L-1₎

H₃BO₃2,86; MnCl₂.4H₂O 1,81; ZnCl₂0,10; CuCl₂0,04; H₂MoO₄.H₂O 0,02

Solução com Fe-EDTA

Dissolver 33,2 g de EDTA dissódico em 89 ml de NaOH 1 mol L-1_{, misturar com 24,9 de}

FeSO₄.7H₂O. Arejar por 12h e completar a 1 L. Manter em vidro âmbar (escuro)

(12)

(13)

Solução estoque Concentr. Tratamentos

mol L-1 _Completo _{- N} _{- P} _{- K} _{- Ca} _{- Mg} _{- S} Volume a ser adicionado (ml L-1₎

KH₂PO₄ 1 1 - - - 1 1 1 KNO₃ 1 5 - 6 - 5 6 6 Ca(NO₃)₂.4H₂O 1 5 - 4 5 - 4 4 MgSO₄.7H₂O 1 2 2 2 2 2 - -K₂SO₄ 0,50 - 5 - - - 3 -CaSO₄ 0,01 - 200 - - - - -Ca(H₂PO₄)₂ 0,05 - 10 - 10 - - -Mg(NO₃)₂.6H₂O 1 - - - 2 Micronutrientes* 1 1 1 1 1 1 1 Fe EDTA** 1 1 1 1 1 1 1

COMPOSIÇÃO DA COLUÇÃO NUTRITIVA HOAGLAND E ARNON (1950)

E ESTUDO DE OMISSÃO DE NUTRIENTES

*Solução com micronutrientes. Composição, em g L-1

. H3BO3 2,86; MnCl2.4H2O 1,81; ZnCl20,10; CuCl2 0,04; H2MoO4.H2O 0,02 **Solução com Fe-EDTA. Dissolver 33,2 g de EDTA dissódico em 89 ml de NaOH 1 mol L-1_{, misturar com 24,9 de FeSO}

4.7H2O. Arejar por 12h e completar a 1 L. Manter em vidro âmbar (escuro)

(14)

(15)

(16)

(17)

EXERCÍCIO PRÁTICO

(18)

COMPLETO

COMPLETO - N

COMPLETO - P

COMPLETO - K

COMPLETO - S

ATIVIDADES:

• Aeração do sistema

• Ajuste do pH (5,5-6,5)

• Troca da solução

nutritiva a cada 3 dias

• Registro fotográfico a

cada 7 dias

(19)

Solução estoque Concentr. Tratamentos

mol L-1 _Completo _{- N} _{- P} _{- K} _{- Ca} _{- Mg} _{- S} Volume a ser adicionado (ml L-1₎

KH₂PO₄ 1 1 - - - 1 1 1 KNO₃ 1 5 - 6 - 5 6 6 Ca(NO₃)₂.4H₂O 1 5 - 4 5 - 4 4 MgSO₄.7H₂O 1 2 2 2 2 2 - -K₂SO₄ 0,50 - 5 - - - 3 -CaSO₄ 0,01 - 200 - - - - -Ca(H₂PO₄)₂ 0,05 - 10 - 10 - - -Mg(NO₃)₂.6H₂O 1 - - - 2 Micronutrientes* 1 1 1 1 1 1 1 Fe EDTA** 1 1 1 1 1 1 1

COMPOSIÇÃO DA COLUÇÃO NUTRITIVA HOAGLAND E ARNON (1950)

E ESTUDO DE OMISSÃO DE NUTRIENTES

*Solução com micronutrientes. Composição, em g L-1

. H3BO3 2,86; MnCl2.4H2O 1,81; ZnCl20,10; CuCl2 0,04; H2MoO4.H2O 0,02 **Solução com Fe-EDTA. Dissolver 33,2 g de EDTA dissódico em 89 ml de NaOH 1 mol L-1_{, misturar com 24,9 de FeSO}

4.7H2O. Arejar por 12h e completar a 1 L. Manter em vidro âmbar (escuro)

(20)

Obrigado!!!

Prof. Dr. Rafael Otto

(21)

Universidade de São Paulo

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Departamento de Ciência do Solo

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rotto@usp.br

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HIDROPONIA

Uso de fertilizantes

Grandes volumes

PESQUISA

Uso de reagentes PA

Pequenos volumes

(23)

PARA HIDROPONIA

Fertilizante Nutriente (%)

Fórmula química N P K Ca Mg S

Cloreto de potássio KCl 49,8

Fosfato monoamonio (MAP) NH₄H₂PO₄ 10 21,8

MAP purificado NH₄H₂PO₄ 10 21,8

Fosfato monocálcico Ca(H₂PO₄)2.H₂O 24,6 15,9

Fosfato de potássio KH₂PO₄ 22,8 28,7

Nitrato de amônio NH₄NO₃ 34

Nitrato de cálcio Ca(NO₃)₂.4H₂O 15 20

Nitrato de magnésio Mg(NO₃)₂.6H₂O 7 6

Nitrato de potássio KNO₃ 13 36,5

Principais fontes de

macronutrientes

para preparo de soluções nutritivas

Fonte: Martinez, 2012. Manual prático de hidroponia.

(24)

PARA HIDROPONIA

Nutriente (%)

Fórmula química N P K Ca Mg S

Nitrato de sódio NaNO₃ 16

Sulfato de amônio (NH₄)₂SO₄ 20 24

Sulfato de cálcio CaSO₄.2H₂O 21,4 17

Sulfato de magnésio MgSO₄.7H₂O 9,7 13

Sulfato de potássio K₂SO₄ 41,5 17

Sulfato duplo de

potássio e magnésio K2SO4.2MgSO4 18,2 10,8 22

Principais fontes de

macronutrientes

para preparo de soluções nutritivas

Fonte: Martinez, 2012 Manual prático de hidroponia Continuação

(25)

PARA HIDROPONIA

Principais fontes de

micronutrientes

para preparo de soluções nutritivas

Fonte: Martinez, 2012 Manual prático de hidroponia

Fórmula química B Cu Fe Mn Mo Zn

Ácido bórico H₃BO₃ 17

Bórax Na₂BO₂.10H₂O 11

Cloreto cúprico CuCl₂.2H₂O 37

Cloreto de manganês MnCl₂.4H₂O 43

Cloreto de zinco ZnCl₂ 48

Cloreto férrico FeCl₃.6H₂O 21

Molibdato de amônio (NH₄)₆Mo₇O₂₄.4H₂O 54

Molibdato de sódio Na₂MoO₄.2H₂O 34

Solubor Na₂B₄O₇.5H₂O+

NaB₁₀O₁₆.10H₂O

(26)

PARA HIDROPONIA

Principais fontes de

micronutrientes

para preparo de soluções nutritivas

Fórmula química B Cu Fe Mn Mo Zn

Sulfato de cobre CuSO₄.5H₂O 25

Sulfato de manganês MnSO₄.7H₂O 32

Sulfato de zinco ZnSO₄.7H₂O 20

Tetraborato de sódio Na₂B₄O₇.5H₂O 14

Trióxido de molibdênio MoO₃ 66

(27)

Solução 1 2 3 Quantidade (g 1000L-1₎ Nitrato de cálcio 900 900 450 Sulfato duplo de K e Mg 444 - -Nitrato de potássio 254 134 480 Nitrato de sódio - - 96 Fosfato de potássio 136 - 69 Sulfato de potássio 52 280 -Sulfato de magnésio - 495 123 Cloreto de potássio - 138 -MAP - 142 70 Nitrato de magnésio - - 100 Cloreto férrico 12 12 9,3 Sulfato de manganês 3,4 3,4 0,98 Ácido bórico 2,9 2,9 1,3 Sulfato de zinco 0,5 0,5 1 Sulfato de cobre 0,08 0,08 0,13 Molibdato de sódio 0,12 0,12 0,12 EDTA dissodico 16,4 16,4 12,8

Exemplos de soluções

nutritivas

para

cultivo de alface e

outras

hortaliças

folhosas.

(28)

Até surgimento de frutos Após surgimento de frutos 1 2 3 4 Quantidade (g 1000L-1₎ Nitrato de potássio 319 57 755 438 Nitrato de sódio 253 279 156 132 Fosfato monocalcico 252 - 378 -Sulfato duplo de K e Mg 218 - 327 -Nitrato de cálcio 200 400 299 600 Sulfato de magnésio - 247 - 371 Fosfato de potássio - 272 - 408 Sulfato de potássio - 138 - 140 Cloreto férrico 9,6 9,6 16 16 Sulfato de manganês 3,7 3,7 5,5 5,5 Acido bórico 1,3 1,3 1,9 1,9 Sulfato de zinco 1,3 1,3 1,3 1,3 Sulfato de cobre 0,13 0,13 0,18 0,18 Molibdato de sódio 0,18 0,18 0,18 0,18 EDTA dissodico 13,24 13,24 20 20

Soluções nutritivas

para cultivo

tomateiro.

(29)

PARA HIDROPONIA

(solução de Hoagland e Arnon adaptada)

Nutriente Forma química Concentr. Massa atômica Concentr.

mmol L-1 _{g mol}-1 _{mg L}-1 _{ou g 1000 L}-1 N NO3 - _10,5 ₁₄ _147,0 NH₄+ _1,4 ₁₄ _19,6 P H₂PO₄ 1,25 31 38,8 K K+ _5,5 ₃₉ _214,5 Ca Ca2+ _3,5 ₄₀ _140,0 Mg Mg2+ ₂ ₂₄ _48,0 S SO₄2- _2,5 ₃₂ _80,0

(30)

CÁLCULOS

Recomenda-se iniciar os cálculos pelos elementos exigidos em menor

quantidade.

Vamos começar pelo fornecimento do N-NH

₄+

100 g MAP

_

_{ 11 g N-NH}

₄+

x

_

19,6 g N-NH

₄+

x = 178,18 g MAP

O MAP, além do N, também fornece P

100 g MAP

_

_{ 21,8 g P}

_

178,8 g MAP

_

y g P

y =

38,84 g P

Ou seja, todo o N-NH

₄+

_{e P será fornecido pelo MAP}

Elemento Concentr. mg L-1 _{ou g 1000 L}-1 N-NO₃- _147,0 N-NH₄+ _19,6 P 38,8 K 214,5 Ca 140,0 Mg 48,0 S 80,0

(31)

CÁLCULOS

Agora vamos fornecer Mg e S:

100 g MgSO

₄

_

_{ 9,70 g Mg}

x

_

48 g Mg

x = 494,84 g MgSO

₄

O MgSO4 também fornece S

100 g MgSO

₄

_

_{ 13 g S}

494,87 g MgSO4

_

y

y =

64,33 g S

Elemento Concentr. mg L-1 _{ou g 1000 L}-1 N-NO₃- _147,0 N-NH₄+ _19,6 P 38,8 K 214,5 Ca 140,0 Mg 48,0 S 80,0

Ou seja, falta 15,67 g S

(80-64,33),

que

poderá

ser

fornecido pelo K

₂

SO

₄

100 g K

₂

SO

₄

_

_{ 17 g S}

_

x

_

15,67 g S

x = 92,18 g K

₂

SO

₄

O K

₂

SO

₄

também fornece K

+

100 g K

₂

SO

₄

_

_{ 41,5 g K}

+

92,18 g K

₂

SO

₄

_

y

y =

38,25 g K

+

Falta fornecer 176,25 g K

+

(214,5 – 38,25)

(32)

CÁLCULOS

Agora vamos fornecer Ca

100 g Ca(NO

₃

)

₂

_

_{ 20 g Ca}

_

2+

x

_

140 g Ca

2+

x = 700 g Ca(NO

₃

)

₂

O Ca(NO

₃

)

₂

também fornece N-NO

₃

-100 g Ca(NO

₃

)

₂

_

_{ 15 g N-NO}

_

₃

-700 g Ca(NO

₃

)

₂

_

y

y =

105 g N-NO

₃

Falta 42 g N-NO

₃-

_{(147 – 105)}

100 g KNO

₃

_

_{ 13 g N-NO}

_

₃

-z

_

42 g N-NO

₃

-z = 323,10 g KNO

₃ -Elemento Concentr. mg L-1 _{ou g 1000 L}-1 N-NO₃- _147,0 N-NH₄+ _19,6 P 38,8 K 214,5 Ca 140,0 Mg 48,0 S 80,0

O KNO

₃

também fornece K

100 g KNO

₃

_

_{ 36,8 g K}

_

+

323,1 g KNO

₃

_

x

x =

117,93 g K

+

Falta 58,32 g K

+

_{(214,5 –}

38,25 – 117,93)

100 g KCl

_

_{ 49,8 g K}

+

y

_

58,32 g K

+

y = 117,11 g KCl

Pronto, a solução nutritiva

está balanceada!

(33)

PARA 1000 L DE SOLUÇÃO NUTRITIVA

Fertilizantes

Quantidade (g 1000L

-1

₎

Fosfato monoamônio (MAP)

178 Sulfato de magnésio

495 Sulfato de potássio

92 Nitrato de cálcio

700 Nitrato de potássio

323 Cloreto de potássio

117 Solução de micronutrientes*

1L

Solução de Fe-EDTA**

1 L

*solução feita com 2,92 g H₃BO₃, 0,076 g CuSO₄, 6,175 g MnSO₄, 0,089 g (NH₄)₅Mo₇O₂₄, 0,490 g ZnSO₄.

**solução obtida pela mistura de duas soluções, uma feita dissolvendo-se 10,812 g FeCl₂ em 500 ml de água e outra dissolvendo-se 14,890 g de Na₂EDTA em 500 ml. Após misturar as duas soluções, agitar e armazenar em frasco escuro (ausência de luz).

(34)

(35)