Factores causantes de los cambios de pH en la solución de nutrientes

Los factores que afectan al pH de la solución de nutrientes son muchos, uno de los más importantes es la relación de absorción de nutrientes negativamente cargados (aniones) y nutrientes cargados positivamente (cationes). En general, un exceso de en la absorción de cationes sobre aniones, provoca un descenso del pH, mientras que un exceso en la absorción de aniones sobre cationes produce un incremento del pH.

Si atendemos al nitrógeno (nutriente requerido en grandes cantidades), puede ser aportado a la planta como catión amonio (NH4+) o como anión nitrato (NO3-), pues bien, la relación existente entre estas dos formas nitrogenadas en la solución de nutrientes puede afectar sustancialmente a la dirección y magnitud de la modificación del pH de la misma.

Efectivamente, la raíz de las plantas posee una marcada capacidad de modificar el medio inmediatamente alrededor de ellas, sobre todo a nivel de la superficie radical, con el fin de incrementar la disponibilidad de los nutrientes. Cuando la planta absorbe preferentemente cationes (NH4+), se produce un exceso de carga negativa que la propia planta intenta neutralizar segregando cationes hidrógeno (H+), con lo que el pH de la solución desciende. De la forma contraria, cuando se absorben preferentemente aniones (NO3-), las raíces liberan iones hidroxilo (OH-) o iones bicarbonato (HCO3-) para mantener la neutralidad eléctrica en la superficie de la raíz, con lo que el pH de la solución tiende a incrementarse.

Se sabe experimentalmente que cuando un 10-20% del nitrógeno total es aportado como amonio (NH4+), el pH de la solución nutritiva en cultivos hidropónicos permanece estable en torno a 5.5. Así pues, jugando con la relación NH4+/NO3- podríamos, en cierta manera, ajustar el pH de la solución de nutrientes, ahora bien, hay que tener en cuenta que el catión amonio resulta fitotóxico por encima de cierta concentración (en las latitudes del sureste español por encima de 0.75 mM, ya es probable que se presenten síntomas visibles), y, además, puede inducir interacciones considerables con otros cationes (K+, Ca+2, Mg+2) en el seno de la solución.

Los tampones son soluciones que resisten o amortiguan los cambios de pH y son comúnmente usados para calibrar las sondas de pH (tampones de pH 4 y 7). Cuando se trata de unidades hidropónicas experimentales de reducido tamaño, tampones similares pueden ser añadidos a la solución nutritiva para mantener estable el pH. Uno de ellos es el ácido etanosulfónico 2-N-morfolino (MES) que a veces se ha empleado a concentraciones de 0.2-1 g/L.