La conductividad eléctrica en fertirrigación

Se ha visto la necesidad de acidificar las soluciones nutritivas en fertirrigación por las ventajas que esto supone, los ácidos minerales más comúnmente empleados en esta práctica y el comportamiento de disoluciones de estas sustancias en agua pura desionizada desde el punto de vista de la conductividad eléctrica (CE). Ahora veremos lo que sucede en aguas de riego reales desde esta misma perspectiva.

2. ADICIÓN DE ÁCIDOS A SOLUCIONES CON PRESENCIA DE BICARBONATOS.

Los ácidos se inyectan de la misma forma que un fertilizante, ahora bien, hay que ser cautos. La cantidad de ácido a inyectar depende de la capacidad tampón del agua de riego, un miliequivalente de ácido neutraliza un miliequivalente de bases en el agua, generalmente de ion bicarbonato (HCO3-).

Por experiencia se conoce que neutralizando los bicarbonatos hasta dejar una concentración de 0.3-0.5 mM (mmoles/l), el pH de la solución nutritiva se sitúa en 5.3-5.5. Es decir, si nosotros disponemos de un agua de riego 6 mM en bicarbonatos y deseamos que la solución nutritiva a emplear tenga un pH sobre 5.5, al ser este el valor idóneo en la mezcla fertirrigante de partida para tener una más adecuada disponibilidad de nutrientes en el entorno radicular y que además previene la formación de precipitados que pudieran ensuciar u obstruir la red de riego, deberemos neutralizar 5.5 mM de bicarbonatos mediante el aporte de 5.5 miliequivalentes de ácido.

El volumen de ácido fosfórico 75% necesario para ajustar el pH al valor de 5.3, en soluciones de bicarbonato sódico en agua destilada. La curva generada es perfectamente trasladable a aguas de riego con esas concentraciones en bicarbonatos; así, para un agua de riego 5 mM en bicarbonatos se requerirían, por cada 100 litros de la misma, unos 39 ml de ácido fosfórico 75%, para ajustar el pH a 5.3, aunque probablemente esto excediera las necesidades de fósforo del cultivo.

El ácido nítrico 59%, se necesita prácticamente la misma cantidad (40 ml), para llevar a pH 5.3 un volumen de agua de riego 5 mM en bicarbonato de 100 litros.

3- MODIFICACIÓN DE LA CE DE AGUAS CON BICARBONATOS TRAS SU ACIDIFICACIÓN.

La acidificación de una solución nutritiva con presencia notable de bicarbonatos siempre supone una reacción de neutralización; de esta manera, si adicionamos ácido nítrico, la reacción que se produce es la siguiente:

HNO3 + HCO3- Û H2O + CO2 + NO3-

Es decir, a efecto de especies iónicas, que son las determinantes de la CE de la solución, se produce la desaparición del anión bicarbonato (HCO3-) y la nueva presencia en disolución del anión nitrato (NO3-).

Al tener el nitrato una contribución a la CE ligeramente superior por su mayor movilidad, la CE de la solución acidificada se verá incrementada, pero no en la proporción esperada por la adición del ácido, ya que hay que descontar la CE debida a la presencia del bicarbonato neutralizado en el agua de riego.

En el caso del ácido fosfórico, la neutralización de bicarbonatos nos genera en la disolución iones fosfato. Estos muestran una contribución a la CE inferior a la que presentaba el ion bicarbonato, con lo cual, tras la acidificación la CE de la solución no sólo no se verá incrementada notablemente su CE, sino que ésta descenderá respecto a la solución inicial.
Los incrementos de CE tras el ajuste a pH 5.3 de soluciones conteniendo diferentes concentraciones de bicarbonatos y el volumen de ácido nítrico 59 % necesario para ello. El ajuste de pH de un agua 5 mM en bicarbonatos, tan sólo supone un incremento de CE aproximado de 0.1 mS/cm.

En ácido fosfórico la tendencia es a disminuir la CE, de este modo el ajuste de pH de un agua 5 mM en bicarbonatos, supone un descenso de CE superior a 0.1 mS/cm. Quede claro que las necesidades de fósforo de la mayoría de los cultivos en fertirrigación se cubren con un aporte de 1.5-2 mM en la solución nutritiva. De esta forma, observando la gráfica, comprobaremos que la adición de tal cantidad de ácido fosfórico no supone cambio apreciable en la CE de la solución nutritiva.

La CE en soluciones con baja concentración de bicarbonatos se incrementa ligeramente, mientras que para soluciones más concentradas, el ajuste de pH con sulfúrico supone un descenso de CE. Este comportamiento es debido a la dinámica del ion sulfato generado, que por su carácter divalente muestra una acusada pérdida de movilidad conforme aumenta su concentración.

De este modo el ajuste de pH a 5.3 con ácido sulfúrico de una agua de riego 5 mM en bicarbonatos, supone un incremento de CE de 66 µS/cm, mientras que este ajuste para un agua de riego 15 mM en bicarbonatos supone un descenso de CE de 155 µS/cm.

4. AGUAS CON ESCASA PRESENCIA DE BICARBONATOS.

Antes se comentó que los ácidos son compuestos que aportan o liberan protones (H+), y este ion es el que posee una mayor conductancia equivalente iónica a dilución infinita, unas siete veces superior al catión sodio (Na+), esto es, los iones hidrógeno ofrecen una elevada contribución a la CE de una solución dada.

Efectivamente, si observamos las figuras 1, 2 y 3, donde se representa la variación de CE de los principales ácidos empleados en fertirrigación, al adicionarlos sobre agua pura desionizada, podemos ver los grandes incrementos de CE alcanzados. Con sólo 1 ml/l el ácido fosfórico incrementa la CE unos 2.5 mS/cm, el nítrico lo hace en torno a 4.6 mS/cm y el sulfúrico lleva la CE hasta un valor de 10.1 mS/cm.

Véase como el incremento de CE no es exactamente proporcional al aumento de la concentración del ácido en cuestión, lo que lleva a la obtención de curvas en lugar de líneas rectas, este aspecto es más acusado en el caso del ácido fosfórico.

Ahora bien, uno de los principales problemas, por no decir el mayor, de nuestras aguas de riego es su alta CE debido a su elevado contenido en sales. Por lo tanto, resultaría contraproducente la acidificación de las soluciones nutritivas, a pesar de las numerosas ventajas reseñadas, si esto supone un sensible incremento de CE. Pero, al contrario de lo que cabría suponer, esto no es así, es más como veremos a continuación tras el ajuste del pH de la solución nutritiva mediante la adición de ácidos, la CE no se incrementa o lo hace muy escasamente, y en algunos casos hasta desciende con respecto a la solución inicial.