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El pH en el cultivo de cannabis, un indicador “básico” (II)

Como hemos visto en la 1.ª parte de este artículo, las soluciones buffer, también conocidas como soluciones “tampón” o reguladoras, son aquéllas que ante la adición de un ácido o una base son capaces de reaccionar oponiendo la parte de componente básica o ácida para mantener fijo el pH

Por Victor Bataller (Trabe)

Están constituidas por una o varias sustancias químicas que afectan a la concentración de los iones de hidrógeno (o hidronios) en el agua y no hace otra cosa que regular el pH controlando el potencial de dichos iones. Ahora vamos a responder a una pregunta: ¿por qué es tan importante el pH?

Cuando una solución tampón es añadida al agua, lo primero que ocurre es que su pH se vuelve constante y, de esta manera, los ácidos o las bases que se añaden no podrán tener efecto alguno ya que la disolución siempre se estabilizará de inmediato. Al añadir cantidades moderadas de ácidos o bases fuertes mantienen prácticamente constante el pH. También se dice que una solución es amortiguadora, reguladora o tampón si la concentración de protones H+, o lo que es lo mismo, el pH de una disolución no se ve afectada significativamente por la adición de pequeñas cantidades o volúmenes de ácidos o bases.

Ácido cítrico

Este tipo de compuestos están formados por sales hidrolíticamente activas que se disuelven en el agua. Los iones de estas sales se combinan con los ácidos y las bases y son los productos que resultan de la reacción entre ácidos débiles y bases fuertes como el carbonato de calcio (a partir del ácido carbónico e hidróxido de calcio) o entre ácidos fuertes y bases débiles como el cloruro de amonio (a partir del ácido clorhídrico e hidróxido de amonio).

A partir de las soluciones tampón se puede calcular el pH. Mediante el desarrollo del balance de masa y balance de carga para una solución reguladora típica se llega a una ecuación cúbica donde la incógnita es la concentración de iones hidronio.

Con frecuencia se utiliza la ecuación de Henderson-Hasselbalch para soluciones reguladoras, sin embargo, debemos tener en cuenta que esta ecuación no es aplicable en todos los casos ya que para su deducción deben realizarse una serie de suposiciones. Esta ecuación suele proporcionar resultados incorrectos cuando las concentraciones del ácido y su base conjugada o de la base y su ácido conjugado son bajas.

Donde:

pKa es el -logKa

[sal] es la concentración de la sal

[ácido] es la concentración de iones hidrógeno

Cristales de ácido cítrico

Cuando se trata del pH de una solución amortiguadora o tampón químico de una sal con su base correspondiente se calcula el pOH de la misma forma solo que ahora la ecuación sería

El pH luego se calcula restando el pOH a 14:

Una de las soluciones reguladoras más famosas es el “tampón fosfato” que consiste en un tampón inorgánico que se encuentra en los líquidos intracelulares y mantiene el pH en torno al 6,86 debido al equilibrio existente entre un ácido débil (el dihidrógeno fosfato o DHP) y su base (el monohidrógeno fosfato o MHP). Ambos compuestos mantienen un equilibrio entre sí, pudiendo el DHP liberar un protón y transformarse en MHP, o lo que es lo mismo, la reacción se desplaza hacia la derecha, y el MHP puede unirse a un protón para originar una molécula de DHP (la reacción se desplaza hacia la izquierda).

Pero, hasta ahora solo hemos visto conceptos que explican en qué consiste el pH y su utilidad. En cambio, necesitamos saber el porqué de su importancia a la hora de regar, abonar o aplicar tratamientos fitosanitarios.

“Si varía la concentración de un sistema que en principio está en equilibrio químico, en ese sistema variarán también las concentraciones de sus componentes de manera que se contrarresta la primera variación. Con respecto a su representación mediante una ecuación estequiométrica, diremos que el equilibrio se desplazará a un lado o al otro de esa ecuación” 

Principio de Le Chatelier

Si una sustancia va a disolverse parcialmente porque es poco soluble origina iones H3O+ u OH, o bien reacciona químicamente para originarlos. Con esto va a cambiar la acidez del medio y, con ello, también cambiará la solubilidad de la sustancia. Los casos más importantes son la solubilidad de hidróxidos y la de sales que se hidrolizan. De esta forma se disuelven carbonatos, sulfuros, fosfatos, etc. En el caso de los carbonatos se desprende CO2, ya que el ácido carbónico, H2CO3, que se forma es inestable y se descompone. Veamos inicialmente la solubilidad de los hidróxidos.

Al añadir, por ejemplo, Fe(OH)3 (Hidróxido de Hierro) en agua se establece el siguiente equilibrio:

Fe(OH)3 + H2O ↔ Fe3+ + 3 OH

Si posteriormente le añadimos a la disolución una sustancia básica como, por ejemplo, NaOH (Hidróxido de Sodio o sosa caustica) aumenta la concentración de OH, con lo que, de acuerdo con el Principio de Le Chatelier, el equilibrio de solubilidad del Fe(OH)3 se desplaza a la izquierda, y disminuye su solubilidad.

Diferentes tipos de pH

Por el contrario, si añadimos una sustancia ácida, por ejemplo disolución de HCl (ácido clorhídrico) aumenta la concentración de H3O+ (el H+ del ácido mas H2O) y disminuye la concentración OH, con lo que, de acuerdo con el Principio de Le Chatelier, el equilibrio de solubilidad del Fe(OH)3 se desplaza a la derecha, y aumenta su solubilidad.

Ahora veamos la solubilidad de sales: si añadimos al agua una cierta cantidad de sal su anión se hidroliza en disolución ya que proviene de un ácido débil y tiene tendencia a producirlo. Vamos a ver el ejemplo del equilibrio establecido al añadir Sulfuro de Cadmio (CdS) en agua:

CdS ↔ Cd+2 + S-2

Simultáneamente se establece el equilibrio en el que se hidroliza el ión sulfuro para producir ácido sulfhídrico.

S-2 + H2O ↔ H2S + 2 OH

Al añadir una sustancia básica, por ejemplo disolución de NaOH, aumenta la  concentración de OH y el equilibrio de hidrólisis se desplaza a la izquierda de acuerdo con el Principio de Le Chatelier, con lo que aumenta la concentración de S-2 y el equilibrio de solubilidad se desplaza a la izquierda y disminuye la solubilidad. Al añadir una sustancia ácida, por ejemplo disolución de HCl, aumenta la concentración de H3O+ con lo que disminuye la concentración de OH, el equilibrio de hidrólisis se desplaza a la derecha, lo que produce una disminución de la concentración de S-2, por lo que el equilibrio se desplaza a la derecha y aumenta la solubilidad.

Para poder determinar el pH de un sustrato o de un suelo se debe obtener sobre saturación, es decir, se coloca el sustrato o el suelo en un recipiente y se le va añadiendo agua hasta que quede totalmente empapado. Para saber si el suelo o el sustrato están saturados se hace un pequeño surco en el centro de la masa empapada y si este se queda lleno de agua ya ha alcanzado el nivel de saturación deseado. No se debe inundar el suelo sino llevarlo a un punto de hidratación menor. Luego se filtra con una tela tan fina que no deje pasar ninguna partícula sólida y el líquido resultante lo utilizamos para la determinación deseada empleando el método que deseemos (pH metros, tiras de papel, etc.).

La influencia del pH en el suelo o en un sustrato es importantísima porque afecta a cuestiones tan importantes como la disponibilidad de todos los nutrientes necesarios para nuestros cultivos. Por ejemplo, en un suelo hay fósforo normalmente en grandes cantidades pero si no está soluble la planta no le sirve para nada ya que no lo puede tomar. El pH es el factor que más influye en la solubilidad del Fósforo y de los demás minerales. Los pHs extremos pueden provocar la escasez de unos u otros nutrientes y las plantas lo manifiestan con hojas amarillentas, floreciendo menos, dando menos frutos, disminuyendo el crecimiento, etc.

pH metro profesional

Un terreno ácido tiene problemas de fósforo, calcio, magnesio, molibdeno, boro… Saber determinar si las plantas están sufriendo carencias de alguno de estos elementos pasa por conocer la sintomatología específica y para corregir estos problemas habría que aportar dichos nutrientes con fertilizantes específicos y subir el pH. Por el contrario, en los suelos ácidos también abunda el hierro, el manganeso, el zinc y el aluminio y por ello pueden producir toxicidad.

En los suelos alcalinos los problemas son mayores y también escasean varios elementos solubles esenciales como el hierro, el manganeso, el zinc, el cobre y el boro. Si las hojas de nuestras plantas amarillean es casi seguro debido a que se encuentran en suelo alcalino muchas veces debido a una mala fertilización o al empleo de aguas de riego de muy mala calidad.

El primer paso para evitar problemas de pH es usar suelos o sustratos adecuados. No obstante, hay circunstancias que nos obligan a cultivar plantas en suelos naturales que no sean aptos para ellas. Antes de que se manifiesten los síntomas hay que buscar soluciones.

Se pueden aportar fertilizantes que contengan los nutrientes que escaseen por culpa del desequilibrio del pH como es el caso del hierro, zinc, potasio, manganeso, etc.

Una de las formas más eficaces para corregir las carencias es el uso de quelatos que se caracterizan por tener el catión protegido por un ácido orgánico que evita su insolubilidad en el suelo y lo transporta a las partes de la planta donde son necesarios. Otra forma de aplicar los fertilizantes para combatir carencias es usando abono foliar, es decir, abonos de gran solubilidad que permiten su aplicación por pulverización sobre las hojas u otras partes aéreas de las plantas. Son muy interesantes para corregir carencias de micronutrientes (hierro, cobre, manganeso, zinc, boro, molibdeno) ya que las plantas los necesitan en pequeñas cantidades y de forma muy localizada en el tiempo.

Aparte de usar los quelatos y los abonos foliares se debe corregir el pH, es decir, se debe alcanzar un valor de pH comprendido entre 6 y 7. Se pueden emplear diferentes materiales como, por ejemplo, turba rubia que se puede mezclar en distintas proporciones con tierra ya que es un material muy ácido (pH ± 3). La proporción depende del pH que posea la tierra que queremos corregir. No olvidemos que podemos determinarlo con el método de saturación por agua de la mezcla de la tierra con turba.

Otra opción para acidificar es mezclar la tierra con azufre, preferiblemente en forma polvo dispersable. La dosis al igual que en el caso anterior depende del pH inicial. La corrección del pH con este sistema no es inmediata, sino que empieza a dar sus resultados a partir de varias semanas por lo que se debe aplicar con suficiente antelación para que haga su efecto coincidiendo con nuestros cultivos.

El Sulfato de Hierro aporta azufre pero en forma de sulfato y es un acidificante más a corto plazo. Además aporta una pequeña cantidad de hierro asimilable. Antes de la plantación se aplicará como abonado de fondo, en forma granulada directamente sobre el terreno. Durante el cultivo se debe aplicar junto con el riego a intervalos regulares y con una frecuencia que dependerá de las unidades de pH que queramos bajar. Para riego por goteo se emplea en escamas que permite una mejor disolución en el agua. En riego por inundación se aplica sobre el terreno en gránulos y después se riega. La dosis para bajar una unidad de pH es de cuatro gramos por litro de agua, aunque depende de factores como la textura del suelo.

Otra manera de corregir el pH del suelo es aplicando correctores de pH que generalmente son acidificantes porque las aguas son ricas en sales que tienden a convertirlas en básicas. La forma más eficaz es con el empleo de ácido cítrico como el que ofrecemos en TRABE. El ácido cítrico tiene un papel equivalente al sulfato de hierro pero de una manera más natural y respetuosa con el medio ambiente. Con el ácido cítrico puedes ajustar el pH del agua y regar con ella o incluso utilizarla para aplicar tratamientos foliares con fitosanitarios, abonos, etc.

El ácido cítrico posee un pH de 2,2 (más bajo incluso que el vinagre que está en torno al 3) por lo que las cantidades que se aplican para corregir son muy bajas y siempre depende del tipo de agua, naturaleza y tipo de sales en disolución en ella, pH que debemos conseguir y del que partimos inicialmente, etc. Es necesario que dicho proceso esté constantemente controlado con la utilización de un medidor de pH. El ácido cítrico se debe añadir al agua de riego después del filtro, para que no cause corrosión en el mismo, a menos que sea un filtro de material plástico como  polietileno.

https://www.cannabismagazine.net/el-ph-en-el-cultivo-de-cannabis-un-indicador-basico/

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