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Solución Hoagland

La solución de Hoagland es una solución nutritiva hidropónica que fue desarrollada recientemente por Hoagland y Snyder en 1933, [1] modificada por Hoagland y Arnon en 1938, [2] y revisada por Arnon en 1950. [3] Es una de las composiciones de solución estándar más populares para el cultivo de plantas , al menos en el mundo científico , con más de 20.000 citas enumeradas por Google Scholar . [4] La solución de Hoagland proporciona todos los elementos esenciales para la nutrición de las plantas y es apropiada para apoyar el crecimiento normal de una gran variedad de especies de plantas. [5]

Modificaciones

La solución artificial descrita por Dennis Hoagland en 1933, [1] conocida como solución de Hoagland (0), ha sido modificada varias veces, principalmente para añadir quelatos férricos para mantener el hierro efectivamente en solución, [6] y para optimizar la composición y concentración de otros oligoelementos , algunos de los cuales generalmente no son acreditados con una función en la nutrición de las plantas. [7] En las recetas de nutrientes de Hoagland de 1938, conocidas como solución de Hoagland (1, 2), el número de oligoelementos fue posteriormente reducido a los elementos esenciales generalmente aceptados ( B , Mn , Zn , Cu , Mo , Fe y Cl ). [2] Investigaciones posteriores confirmaron que sus concentraciones habían sido ajustadas para un crecimiento óptimo de las plantas. [8]

En la revisión de Arnon de 1950, sólo se modificó una concentración (Mo 0,011 ppm ) en comparación con 1938 (Mo 0,048 ppm), mientras que la concentración de macronutrientes de las soluciones de Hoagland (0), (1) y (2) se mantuvo igual desde 1933, con la excepción del calcio (160 ppm) en la solución (2). [3] La principal diferencia entre la solución (1) y la solución (2) es el uso diferente de soluciones madre basadas en nitrógeno - nitrato y nitrógeno - amonio para preparar la respectiva solución de Hoagland de interés. En consecuencia, las concentraciones originales de 1933 y las modificadas de 1938 y 1950 para cada elemento esencial y sodio se muestran a continuación, y el cálculo de los últimos valores se deriva de las Tablas 1 y 2: [9]

Aplicaciones

Los nutrientes de las plantas generalmente se absorben de la solución del suelo . [10] La solución de Hoagland, originalmente pensada para imitar una solución de suelo rica en nutrientes , [11] tiene altas concentraciones de N y K, por lo que es muy adecuada para el desarrollo de plantas grandes como el tomate y el pimiento morrón . [12] Por ejemplo, una solución de macronutrientes de media concentración (1) de Hoagland se puede combinar con una solución de micronutrientes completa de Long Ashton y una solución de EDTA férrico de décima concentración para fertilizar plántulas de tomate . [13] Debido a las concentraciones relativamente altas en las soluciones madre acuosas (cf. Tablas 1 y 2), la solución de Hoagland es muy buena para el crecimiento de plantas con menores demandas de nutrientes también, como la lechuga y las plantas acuáticas , con la dilución adicional de la preparación a 1 ⁄ 4 o 1 ⁄ 5 de la solución modificada. [14]

Componentes

Sales , ácidos e iones complejos para componer las formulaciones de solución hidropónica de Hoagland (1) y (2): [15]

  1. Nitrato de potasio, KNO3
  2. Nitrato de calcio tetrahidratado, Ca(NO 3 ) 2 · 4H 2 O
  3. Sulfato de magnesio heptahidratado, MgSO 4 •7H 2 O
  4. Fosfato monopotásico dihidrogeno, KH 2 PO 4 o
  5. Fosfato dihidrógeno de amonio, (NH 4 )H 2 PO 4
  6. Ácido bórico , H3BO3
  7. Cloruro de manganeso tetrahidratado, MnCl2 · 4H2O
  8. Sulfato de zinc heptahidratado, ZnSO 4 •7H 2 O
  9. Sulfato de cobre pentahidratado, CuSO 4 •5H 2 O
  10. Ácido molíbdico monohidrato, H 2 MoO 4 •H 2 O o
  11. Molibdato de sodio dihidrato, Na 2 MoO 4 •2H 2 O
  12. Tartrato férrico o Hierro(III)-EDTA − o quelato de hierro (Fe-EDDHA − )

Componentes para la solución Hoagland (1)

Para preparar las soluciones madre y una solución de Hoagland completa (1) [2]

Componentes para la solución Hoagland (2)

Para preparar las soluciones madre y una solución de Hoagland completa (2) [3]

Alternativas para algunos componentes

El quelato de hierro Sprint 138 se produce como Na -Fe- EDDHA (C 18 H 16 FeN 2 NaO 6 ), mientras que las formulaciones de solución originales de Hoagland contienen tartrato férrico (C 12 H 12 Fe 2 O 18 ), pero no iones de sodio. [1] [2] [3] Sintetizar un complejo EDTA férrico libre de sodio (C 10 H 12 FeN 2 O 8 − ) en un laboratorio a veces se prefiere a comprar productos ya preparados . [6] [9] Los micronutrientes variables (por ejemplo, Co, Ni) y los elementos más bien no esenciales (por ejemplo, Pb, Hg) mencionados en la publicación de Hoagland de 1933 [1] (conocida como "soluciones AZ a y b" [16] ) ya no se incluyen en sus circulares posteriores. [2] [3] La mayoría de estos elementos metálicos , así como los compuestos orgánicos , no son necesarios para la nutrición normal de las plantas. [17] Como excepción, existe evidencia de que, por ejemplo, algunas algas requieren cobalto para la síntesis de vitamina B12 . [18]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Hoagland, DR; Snyder, WC (1933). "Nutrición de la planta de fresa en condiciones controladas. (a) Efectos de las deficiencias de boro y otros elementos determinados, (b) susceptibilidad a daños causados ​​por sales de sodio". Actas de la Sociedad Americana de Ciencias Hortícolas . 30 : 288–294.
  2. ^ abcde Hoagland y Arnon (1938). El método de cultivo en agua para el cultivo de plantas sin suelo (Circular (Estación Experimental Agrícola de California), 347. ed.). Berkeley, California: Universidad de California, Facultad de Agricultura, Estación Experimental Agrícola. OCLC  12406778.
  3. ^ abcde Hoagland & Arnon (1950). El método de cultivo en agua para el cultivo de plantas sin suelo. (Circular (Estación Experimental Agrícola de California), 347. ed.). Berkeley, California: Universidad de California, Facultad de Agricultura, Estación Experimental Agrícola. (Revisión) . Consultado el 1 de octubre de 2014 .
  4. ^ "El método de cultivo en agua para el cultivo de plantas sin suelo". Google Scholar . Consultado el 3 de febrero de 2020 .
  5. ^ Smith, GS; Johnston, CM; Cornforth, IS (1983). "Comparación de soluciones nutritivas para el crecimiento de plantas en cultivo en arena". The New Phytologist . 94 (4): 537–548. doi : 10.1111/j.1469-8137.1983.tb04863.x . ISSN  1469-8137.
  6. ^ ab Jacobson, L. (1951). "Mantenimiento del suministro de hierro en soluciones nutritivas mediante una única adición de etilendiamina tetraacetato de potasio férrico". Fisiología vegetal . 26 (2): 411–413. doi :10.1104/pp.26.2.411. PMC 437509 . PMID  16654380. 
  7. ^ Arnon, DI (1938). "Microelementos en experimentos de cultivo en solución con plantas superiores". American Journal of Botany . 25 (5): 322–325. doi :10.2307/2436754. JSTOR  2436754.
  8. ^ van Delden, SH; Nazarideljou, MJ; Marcelis, LFM (2020). "Soluciones nutritivas para Arabidopsis thaliana: un estudio sobre la composición de la solución nutritiva en sistemas hidropónicos". Plant Methods . 16 (72): 1–14. doi : 10.1186/s13007-020-00606-4 . PMC 7324969 . PMID  32612669. 
  9. ^ ab Nagel, KA; Lenz, H.; Kastenholz, B.; Gilmer, F.; Averesch, A.; Putz, A.; Heinz, K.; Fischbach, A.; Scharr, H.; Fiorani, F.; Walter, A.; Schurr, U. (2020). "La plataforma GrowScreen-Agar permite la identificación de la diversidad fenotípica en los rasgos de crecimiento de raíces y brotes de plantas cultivadas en agar". Plant Methods . 16 (89): 1–17. doi : 10.1186/s13007-020-00631-3 . PMC 7310412 . PMID  32582364. 
  10. ^ "Importancia de la solución del suelo". Plantlet . Consultado el 26 de agosto de 2020 .
  11. ^ Arrhenius, O. (1922). "Absorción de nutrientes y crecimiento de las plantas en relación con la concentración de iones de hidrógeno". Journal of General Physiology . 5 (1): 81–88. doi :10.1085/jgp.5.1.81. PMC 2140552 . PMID  19871980. 
  12. ^ Genzel, F.; Dicke, MD; Junker-Frohn, LV; Neuwohner, A.; Thiele, B.; Putz, A.; Usadel, B.; Wormit, A.; Wiese-Klinkenberg, A. (2021). "Impacto del estrés moderado por frío y sal en la acumulación de flavonoides antioxidantes en las hojas de dos cultivares de Capsicum". Revista de química agrícola y alimentaria . 69 (23): 6431–6443. doi : 10.1021/acs.jafc.1c00908 . PMID  34081868. S2CID  235335939.
  13. ^ He, F.; Thiele, B.; Watt, M.; Kraska, T.; Ulbrich, A.; Kuhn, AJ (2019). "Efectos del enfriamiento de las raíces en el crecimiento de las plantas y la calidad de la fruta del tomate cóctel durante dos temporadas consecutivas". Journal of Food Quality . ID del artículo 3598172: 1–15. doi : 10.1155/2019/3598172 .
  14. ^ "La solución de Hoaglands para el cultivo hidropónico". Science in Hydroponics . Consultado el 1 de octubre de 2014 .
  15. ^ Epstein E. (1972). Nutrición mineral de las plantas: principios y perspectivas . John Wiley & Sons, Nueva York, págs. 412.
  16. ^ Schropp, W.; Arenz, B. (1942). "Über die Wirkung der AZ-Lösungen nach Hoagland und einiger ihrer Bestandteile auf das Pflanzenwachstum". Revista de nutrición vegetal y ciencia del suelo . 26 (4–5): 198–246. doi :10.1002/jpln.19420260403.
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  18. ^ Kumudha, A.; Selvakumar, S.; Dilshad, P.; Vaidyanathan, G.; Thakur, MS; Sarada, R. (2015). "Metilcobalamina: una forma de vitamina B12 identificada y caracterizada en Chlorella vulgaris". Química de los Alimentos . 170 : 316–320. doi :10.1016/j.foodchem.2014.08.035. PMID  25306351.

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