A continuación, tenéis un ejemplo de experimento. En este caso hemos escogido el cultivo hidropónico de semillas germinadas en semilleros. Hemos considerado distintas condiciones de salinidad (las más frecuentes en los suelos) y dos variedades de lechuga.

Objetivo

Estudio del efecto de la salinidad en plantas de lechuga cultivadas en hidroponía.

Materiales

Piedrecitas lavadas. También se puede usar arcilla expandida o lana de roca. Esto servirá como medio de soporte para nuestras lechugas.

Seis botellas de plástico de 5 L vacías. Esto será el depósito del cultivo que contendrá la solución mineral. El depósito a utilizar puede variar según los materiales que tengamos; también podrían valer cubetas de poliestireno como las que se usan en el transporte de mercancías o las fiambreras de poliestireno que se utilizan para llevar hamburguesas.

Vasos pequeños de plástico. También se pueden utilizar los envases de los yogures o semilleros. Serán los recipientes que contengan las lechugas.

Bandeja grande de plástico. Será donde pondremos los vasitos o el semillero, según lo que utilicemos.

Cúter o soldador. Nos servirá para hacer los agujeros en el plástico.

Fertilizante líquido para cultivo hidropónico. También sirve solución nutritiva Hoagland, si bien esta es más cara. Este medio contiene las sales minerales que necesita la planta.

Papel de aluminio. También sirven cartulinas negras o una tela negra. Esto sirve para tapar el cultivo y evitar que crezcan algas.

Turba. También sirve perlita o vermiculita. Esto nos sirve para germinar las semillas.

Bomba de acuario. Tres bombas con dos salidas cada una.

Para las medidas de los parámetros de producción, serán necesarios una balanza de precisión, una estufa, una regla y papel absorbente.

Procedimiento

1) En las botellas de agua de 5 L se hacen cuatro agujeros utilizando como medida uno de los vasos de plástico (Fig. 1). Se puede hacer un agujero extra en la parte superior de la botella para introducir un cable que irá conectado a una bomba de acuario. Esto nos permitirá airear el medio de cultivo.

2) Perforamos la base de los vasos de plástico para que puedan emerger las raíces por los agujeros (Fig. 1).

3) Los vasos se rellenan con uno de los siguientes sustratos: turba, perlita, vermiculita o lana de roca, y los humedecemos con agua. La ventaja de hacerlo con lana de roca, perlita o vermiculita es que a la hora de trasplantar la lechuga va a ser más fácil, ya que no tendremos que lavar la planta. Si utilizamos turba luego habrá que lavar las raíces y traspasar las plantas a otro vaso con piedrecitas lavadas.

4) Germinación. Se añaden de una a tres semillas de lechuga en cada vasito y se disponen en una bandeja. Las bandejas se colocarán en el laboratorio de Biología a temperatura ambiente. Las semillas deberán germinar en el plazo de 24 a 36 horas (veréis cómo sale la radícula de la semilla). Tras doce días se verán las primeras hojas de las plántulas.

5) Trasplante. Una vez que las lechugas ya han desarrollado sus primeras hojas, llega el momento del trasplante. Se coge cada plantita con cuidado de no romper las raíces y se sitúa en un vasito de plástico con piedrecitas lavadas.

Hacemos una marca con rotulador en el envase que nos va a servir de depósito a los ¾ de la base, añadimos agua hasta la marca y luego medimos el volumen de agua que hemos añadido. Una vez que sepamos el volumen máximo que admite cada depósito, deberemos hacer tres soluciones:

- Solución Control: solo contendrá agua y fertilizante. En el envase del fertilizante normalmente viene la dosificación.

- Solución 30 mM NaCl*: contendrá agua, fertilizante y 30 mM de NaCl.

- Solución 50 mM NaCl*: contendrá agua, fertilizante y 50 mM de NaCl.

*Ver preparación en el apartado «preparación de soluciones nutritivas».

Llenamos cada depósito con la solución correspondiente. En cada depósito ponemos dos plantas de cada variedad (Fig. 2).

Cubrimos el depósito con papel de aluminio o una tela oscura.

Cambiamos la solución cada 10 días hasta llegar a los 20 días.

Medidas

Tras veintiséis o veintisiete días después del trasplante, las plantas ya habrán crecido lo suficiente como para poder ver las diferencias entre ellas.

Antes de hacer las medidas es importante que hagamos fotos de las distintas plantas y nos aseguremos de qué parámetros tenemos que valorar primero. Se recomienda las medidas en este orden: 1-color, 2-longitud de raíz, 3-longitud de tallo, 4-peso fresco, 5-rendimiento productivo, 6-peso seco y, por último, 7- contenido relativo en agua.

A continuación, vamos a medir parámetros de producción, dicho de otro modo, aquellas medidas que nos indican cuánto de productivo ha sido nuestro cultivo. Estos son los parámetros más utilizados, si bien no es imprescindible que los midáis todos.

Peso fresco: son los gramos que pesa la planta. Para ello, vamos a dividir la parte aérea (hojas) de la raíz. La parte aérea y raíz de cada lechuga fueron separadas mediante un corte limpio. Ambas partes se secan con papel absorbente antes de ser pesadas. El peso de cada parte se expresa en gramos de peso fresco por planta.

Rendimiento productivo: La producción (g/m²) se calcula como el cociente del peso fresco total de parte aérea de las lechugas por superficie de cultivo.

Peso seco: es el peso de la planta tras su deshidratación. Para ello, una vez calculado el peso fresco vamos a coger un trozo de hoja y toda la raíz de cada planta. Las pesamos y las depositamos en un sobre de papel de filtro. Anotamos el peso sobre el papel. Las muestras se introducen en una estufa de secado a 70 ºC durante 72 horas para asegurar la deshidratación total de las muestras. Tras el secado de las muestran se pesan en balanza de precisión.

Contenido relativo en agua. Es el cociente entre peso seco y peso fresco multiplicado por cien.

Longitud de tallo. La longitud de tallo (cm) fue determinada mediante el corte longitudinal de la lechuga y su posterior medición con una regla.

Longitud de raíz. Se determina la longitud (cm) de la raíz principal.

La determinación de parámetros de calidad nos sirve para identificar cuánto de sano está nuestro cultivo. En este caso solo vamos a medir el color.

Color: nos sirve para diagnosticar la salud de la planta. Una planta sana tiene las hojas verdosas; si tiene zonas amarillentas es síntoma de que está sufriendo estrés, y esto está en relación con la tasa fotosintética, el contenido de nutrientes, etc. Lo vamos a medir en tres hojas internas y tres externas de cada planta con una aplicación que nos podemos instalar directamente en el móvil: ColorMeter

Resultados

Los resultados finales serán las medias de las plantas en las mismas condiciones.

Tras la obtención de los datos deberemos hacer gráficas en formato diagrama de barras. Al final de este apartado, en la sección «Tablas de resultados», puedes ver cómo hacerlas. Estas gráficas tendrán que comentarse como parte de los resultados.

Referencias

Carmona Bayona, 2022.

Corrado et. al, 2021.

Cultivo paso a paso.

Procedimiento de cálculo

Solución 30 Mm NaCl

Para hacer la solución necesitamos saber los siguientes datos:

• Volumen final de solución de cultivo (V_f)= 4 L
• Masa molar o peso molecular NaCl = 58,4 g/mol
• Concentración final de la solución (C_f)= 30 mM
• Molaridad = moles soluto / litros de disolución
• Moles = gramos/peso molecular

Pasos a seguir:

1. Calculamos los moles de NaCl que hay en 4 L de disolución. Usamos la concentración como un factor de conversión:

\[4\ \cancel{L}\cdot 30\cdot 10^{-3}\ \frac{\text{mol}}{\cancel{L}} = \color{darkblue}{0.12\ \text{mol}}\]

 2. Calculamos a cuántos gramos corresponden los 0.12 moles; para ello, necesitamos el peso molecular del NaCl:

\[0.12\ \cancel{mol}\cdot \frac{(23 + 35.5)\ g}{1\ \cancel{mol}} = \color{darkred}{7\ g}\]

Para hacer una solución 30 mM tenemos que añadir 7 gramos de NaCl a 4L de agua.

Solución 50 mM NaCl

Ahora lo podemos hacer todo en un único paso:

\[4\ \cancel{L}\cdot \frac{50\cdot 10^{-3}\ \cancel{mol}}{1\ \cancel{L}}\cdot \frac{58.5\ g}{1\ \cancel{mol}} = \color{darkred}{11.7\ g}\]

Para hacer una solución 50 mM tenemos que añadir 11.7 gramos de NaCl a 4 L agua.

Procedimiento experimental

1. Coger un vaso de precipitado de 1 L de capacidad.
2. Tarar el vaso en una balanza de precisión.
3. Añadir el NaCl.
4. Añadir la cantidad de fertilizante que marca el producto y remover hasta su completa homogenización.
5. Completar con agua hasta un volumen final de 1 L y remover hasta su completa disolución.
6. Verter en el depósito la disolución.
7. Añadir los otros 3 L de agua con probeta en el depósito.

La forma de anotar los resultados en un experimento es muy importante, ya que nos ayudará luego a procesarlos correctamente.

Vamos a numerar las garrafas primero y así sabremos a qué experimento estamos haciendo referencia.

Haremos una de estas tablas por cada parámetro que vayamos a medir.

R (Réplicas): R1= réplica 1 o planta 1; R2= réplica 2 o planta 2... Al tener cuatro plantas de cada experimento, hemos puesto cuatro réplicas.

M (Media): suma de todos los datos dividido entre el número de datos. Las medias se hacen de cada experimento y cada variedad por separado.

D* (Desviación estándar): mide la dispersión del conjunto de datos. Si este valor es bajo, quiere decir que los datos están agrupados en torno a la media; por tanto, cuanto más bajo sea este valor, más precisos serán nuestros resultados. Esto es lo mismo que decir que hay pocas variaciones entre ellos. Este parámetro se puede calcular en un procesador de cálculo con la función DVEST.

E* (Error): es la desviación estándar de la distribución de datos. Se calcula como el cociente entre D y la raíz cuadrada del número de datos. Por ejemplo, error en experimento 1 variedad A (E1A)= D/RAIZ (4). Este parámetro se puede calcular en un procesador de cálculo con la fórmula DVEST/ RAIZ (n.º datos).

El error se presentará luego en las gráficas como una barra paralela a cada barra del histograma de barras. Cuanta menor longitud tenga esta barra, más precisos serán nuestros resultados.

*El cálculo de la desviación estándar y el error es opcional, ya que requiere cierto manejo de un procesador de cálculo, si bien es importante que conozcáis de su existencia, ya que nos da una idea más realista de nuestros resultados.