Aqu @teach: Metodologia di ricerca scientifica applicata all'acquaponica
I seguenti casi di studio illustrano alcuni dei diversi tipi di metodologie che possono essere utilizzate per la ricerca relativa all’acquaponica. Il primo caso di studio è un esempio di ricerca sulle scienze sociali condotta utilizzando un questionario. Un questionario è uno strumento per raccogliere e registrare informazioni su una particolare questione di interesse in modo standardizzato. Le informazioni ricavate dai questionari tendono a rientrare in due grandi categorie — fatti e opinioni; molto spesso comprendono domande su entrambi. Le domande possono essere non strutturate o strutturate o, come nel caso di studio riportato di seguito, una combinazione di entrambe. Le domande non strutturate chiedono ai rispondenti di fornire una risposta con parole proprie, mentre le domande strutturate chiedono ai rispondenti di selezionare una risposta da una determinata serie di scelte. I questionari strutturati sono solitamente associati alla ricerca quantitativa, cioè alla ricerca che riguarda i numeri (quanti? quanto spesso? quanto soddisfatto?). Le risposte alle singole domande contenute in un questionario strutturato possono essere aggregate e utilizzate per l’analisi statistica (Nayak & Singh 2015).
| Caso di studio 1 | |
|---|---|
| Con amore, D.C. et al. 2014. Un' indagine internazionale sui praticanti dell'acquaponica. PLoS ONE 9 (7), e102662. | |
| Mirare | Monitorare l'acquaponica negli Stati Uniti e fornire informazioni in grado di informare meglio le politiche, la ricerca e gli sforzi educativi riguardanti l'acquaponica man mano che matura ed eventualmente evolve in una forma tradizionale di agricoltura |
| Obiettivo | Documentare e analizzare i metodi di produzione, le esperienze, le motivazioni e i dati demografici dei professionisti dell'acquaponica, sia negli Stati Uniti che a livello internazionale |
| La metodologia |
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| Limitazioni del | L' utilizzo dell'approccio di campionamento delle palle di neve e dei social media per identificare il potenziale |
| ricerca | significa che non è possibile calcolare il tasso di risposta al sondaggio, evi è una generalizzabilità limitata per gli operatori acquaponici al di là di coloro che hanno risposto allo studio. Il fatto che la maggior parte degli intervistati erano da gli Stati Uniti (80%) suggeriscono che i risultati possono essere distorti perché l'indagine è nata negli Stati Uniti e non è stata offerta in lingue diverse dall'inglese |
I questionari sono uno dei modi più convenienti per raccogliere dati quantitativi. I sondaggi online in particolare possono avere un costo molto basso e una portata generosa, e i risultati possono essere analizzati rapidamente e facilmente per evidenziare le tendenze dei dati. Tuttavia, ci sono una serie di inconvenienti nell’uso dei questionari. Mentre ogni ricercatore spera in risposte coscienziose, non c’è modo di sapere se il rispondente ha davvero pensato la domanda attraverso prima di rispondere. A volte, le risposte saranno scelte prima di leggere completamente la domanda o le potenziali risposte, e talvolta gli intervistati saltano le domande, o possono essere fatte scelte in due secondi. Tutti questi influiranno sulla validità dei dati raccolti. Sebbene i questionari possano rivelare modelli e tendenze nei dati, essi non consentono di comprendere le loro cause.
Il secondo caso di studio è un esempio di ricerca sulle scienze sociali che utilizza un approccio comparativo di case study e interviste semi-strutturate per generare dati qualitativi.
| Caso di studio 2 | |
|---|---|
| Laidlaw, J. & McGee, L. 2016. Verso la sovranità alimentare urbana: le prove e le tribolazioni dell'acquaponica basata sulla comunità imprese a Milwaukee e Melbourne. Ambiente locale 21 (5), 573-590. | |
| Mirare | Comprendere il contesto socioeconomico e culturale essenziale per la costruzione di comunità e città sovrane alimentari, in particolare il ruolo potenzialmente catalitico delle imprese sociali acquaponiche urbane nel promuovere una più ampia disposizione e ricettività verso la sovranità alimentare |
| Obiettivo | Esplorare le esperienze degli stakeholder nella costruzione di imprese acquaponiche urbane basate sulla comunità al fine di comprendere i fattori interni ed esterni che influiscono sul loro successo o fallimento |
| La metodologia | Approccio comparativo di case study che coinvolge
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| Limitazioni della ricerca | La piccola dimensione del campione (parti interessate associate a due imprese acquaponiche) significa che la generalizzabilità dei risultati è limitata. I metodi utilizzati per l'analisi del discorso non sono indicati |
Studi comparativi di casi come questo comportano l’analisi e la sintesi delle somiglianze, delle differenze e dei modelli tra due o più casi che condividono un obiettivo o un obiettivo comune. Considerato l’accento sulla creazione di una buona comprensione dei casi e del contesto dei casi, metodi come le visite sul campo, l’osservazione, le interviste e l’analisi dei documenti spesso dominano tra i vari metodi di raccolta dei dati utilizzati. Gli studi comparativi di casi possono incorporare dati sia qualitativi che quantitativi e, sebbene possano richiedere molto tempo, possono generare ricchi dettagli sul contesto e sulle caratteristiche di due o più casi di fenomeni specifici.
Il campo dell’acquaponica è abbastanza nuovo, con il primo documento scientifico che utilizza specificamente il termine che appare in una rivista di impatto nel 20044. Molti progressi erano stati fatti prima, cioè da James Rakocy e dal suo gruppo (Università delle Isole Vergini), ma le loro pubblicazioni sono più dimostrative e meno sperimentali. Secondo il Web of Science, dal 2004 sono stati pubblicati più di 60 articoli peer-reviewed sull’acquaponica, ma molti articoli si concentrano più sulla promozione del potenziale dell’acquaponica che sul completamento di studi scientifici di per sé. Parte del problema deriva dall’avere abbastanza repliche e dalla creazione di gruppi di controllo adeguati. Di solito è abbastanza difficile e richiede tempo per impostare un sistema acquaponico, con il suo filtro, batteri, pesci e piante, per non parlare di impostare diverse unità o repliche per trattamento. Nelle sperimentazioni per mangimi in acquacoltura, ad esempio, è comune avere almeno 3 repliche per trattamento, ciascuna unità sperimentale è solitamente una vasca, non il singolo pesce. Ciò significherebbe, ad esempio, se dovessimo confrontare gli effetti dell’aggiunta di estratto di aglio ai mangimi, occorrerebbero tre vasche di pesce a cui aggiungiamo mangime per aglio e altre tre vasche a cui aggiungiamo mangime di controllo. Fare qualcosa di simile usando l’aquaponica è più complesso. Ad esempio, se vogliamo confrontare l’effetto del pH dell’acqua sul benessere dei pesci e sulla crescita della lattuga, avremmo bisogno di sei unità acquaponiche separate, tre delle quali a un pH specifico e altre tre a un altro livello di pH, e tutte e sei le unità dovrebbero avere pesce e lattuga nella stessa densità di stoccaggio. Pertanto, il costo di ogni esperimento è superiore a quello delle prove di alimentazione, e l’elenco di cose che potrebbero andare storte è anche molto più alto. Per questo motivo, guardando la letteratura, normalmente vediamo pochissime o nessuna replica, o due repliche per trattamento al massimo.
4 Tokuyama, T., [Il mio,](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389172304002889 #!) A., [Kamiyama,](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389172304002889 #!) K., [Yabe,](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389172304002889 #!) R., [Satoh,](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389172304002889 #!) K., [Matsumoto,](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389172304002889 #!) H., [Takahashi,](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389172304002889 #!) R.& [Itonaga,](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389172304002889 #!) K. 2004. Nitrosomonas communis ceppo YNSRA, un batterio ossidante ammoniaca, isolato dal rizoplano di canna in un pianta acquaponica. Journal of Bioscience and Bioengineering 98 (4), 309-312.
Il terzo caso di studio è un esempio di metodologia di ricerca sperimentale. Lo scopo della progettazione di ricerca sperimentale è quello di consentire al ricercatore di stabilire credibilmente una relazione causa-effetto. Un esperimento è un test in condizioni controllate che viene effettuato al fine di sostenere, confutare o convalidare un’ipotesi. Gli esperimenti forniscono informazioni sulla causa ed effetto dimostrando quale risultato si verifica quando una particolare variabile viene manipolata. Gli esperimenti variano notevolmente in obiettivo e scala, ma si basano sempre su una procedura ripetibile e un’analisi logica dei risultati. La metodologia di ricerca è quindi spiegata in dettaglio per consentire ad altri ricercatori di ripetere l’esperimento e quindi convalidarne o falsificarne i risultati.
| Caso di studio 3 | |
|---|---|
| Goddek, S. & Vermeulen, T. 2018. Confronto tra i risultati di crescita di Lactuca sativa nei sistemi convenzionali e basati su RAS sistemi idroponici. Acquacoltura internazionale 2018, 1—10. | |
| Mirare | Per verificare i risultati di Delaide et al. ( 2016)5 — che le prestazioni di crescita della lattuga nella soluzione acquaponica integrata superano le prestazioni dell'idroponica |
| Obiettivo | Confrontare il rendimento di crescita della lattuga in un sistema idroponico convenzionale con quello di un sistema basato su RAS |
| La metodologia | Due sistemi NFT, ciascuno composto da sedici calanchi lunghi 7,7 metri e un contenitore per il ricircolo di 250 litri, sono stati piantati con 38 lattughe per canale, con una densità di impianto di 12 teste di lattuga per metro quadrato. Il serbatoio di trattamento idroponico è stato continuamente riempito con acqua piovana e il serbatoio di trattamento RAS con 30% acqua RAS e 70% acqua piovana. L'analisi delle concentrazioni di micro e macronutrienti nell'acqua è stata effettuata una volta ogni due settimane utilizzando Apparecchiature HPLC secondo la norma ISO 17025. 20 germogli di lattuga sono stati selezionati casualmente, raccolti e pesati individualmente sette settimane dopo la semina. Prima di inviare i germogli di lattuga macinata per l'analisi del piombo, le teste di lattuga di ogni sono stati tagliati in piccoli pezzi ed essiccati (per 24 ore a 103 °C) al fine di determinarne il peso secco. L'analisi del contenuto di nutrienti fogliari è stata eseguita con un ICP-OES da Groen Agro Control secondo il loro protocollo di analisi certificato. Analisi della significatività statistica e ANOVA sono stati condotti in R. Un test non parametrico a due campioni Kolmogorov—Smirnov è stato utilizzato per verificare se le distribuzioni di probabilità di concentrazione Na differiscono tra i sistemi idroponici e RAS. Il software Genstat è stato utilizzato per condurre un'analisi dei componenti principali per quanto riguarda la composizione nutritiva delle lattughe |
*Copyright © Partner del progetto Aqu @teach. Aqu @teach è un partenariato strategico Erasmus+ per l’istruzione superiore (2017-2020) guidato dall’Università di Greenwich, in collaborazione con l’Università di Scienze Applicate di Zurigo (Svizzera), l’Università Tecnica di Madrid (Spagna), l’Università di Lubiana e il Centro Biotecnico Naklo (Slovenia) . *