Tema 3 El método científico II. Diseño de experimentos

Transcripción

1 Tema 3 El método científico II. Diseño de experimentos. Diseño de un experimento 2. Variables dependientes/ independientes 3. Variables cuantitativas/cualitativas 5. La unidad experimental 6. Replicación 8. Bibliografía 3. Diseño de un experimento Cuál es la variable dependiente Cuáles son las variables independientes (o factores). Qué niveles del factor (o tratamientos) aplicamos Cuál es la unidad experimental Cuántas réplicas de la unidad experimental ponemos en cada tratamiento Cómo se distribuyen las unidades en el espacio 4 2. Variables dependientes/independientes Efecto del tipo de fertilizante sobre la altura de plántulas de encina en un vivero forestal var. depend. var. independ.= FACTOR Respuesta = Constante + Tratamiento + Error Altura de plántulas de encina Altura media de la especie (factor genético) Efecto del fertilizante sobre la altura de las encinas

2 3. Variables discretas/continuas continua (cuantitativa)/ discreta (cualitativa) ALTURA PLANTA COLOR FLORES ÁREA FOLIAR PRESENCIA /AUSENCIA PESO CORPORAL SEXO ph SUELO VIVO / MUERTO [NO 3- ] SUELO Con replicación suficiente se pueden cuantificar como % de cada categoría 3. Variables discretas/continuas Semilla Tª Germ (S/N) 0 Tª = ºC Tª = ºC Variables discretas/continuas Bandeja Tª Germ (%) 5 Tª = ºC Tª = ºC

3 3. Variables discretas/continuas X = concentración de N que aplico a un cultivo (mg/g) Y = cosecha que obtengo (g/m2) QUÉ TIPO DE VARIABLES SON? Cosecha (g m-2) y = a+bx N (mg/g) Cosecha (g m-2) NO SI Fertilización 3. Variables discretas/continuas 5,, 5,, 25, 30ºC 25, 30, 35, 40% C.C. 0, 90, 80, 70, 50% 0, 5, 25, 0, 0 mg N TEMPERATURA HUMEDAD DEL SUELO RADIACIÓN SOLAR FERTILIZACIÓN FUMIGACIÓN, ºC 25, 40% C.C. 0, 50% luz incidente 0, 0 mg N si / no Factores. HUMEDAD DEL SUELO 2. RADIACIÓN SOLAR? Var. indep. % Germinación de semillas de Fraxinus angustifolia Factores independientes Tipos de diseño Factores cruzados Factores anidados

4 Experimento con dos factores independientes Luz alta Luz media Luz baja Riego cte Riego alto Riego medio Riego bajo Luz cte Riego Alto Medio Bajo Alta Luz Media Baja Experimento con dos factores cruzados Luz: A M B Riego: a m b Riego: a m b a m b a m b Luz: A M B A M B A M B INTERACCIONES ENTRE FACTORES % germinación R. alto R. medio R.bajo A M B luz NO HAY INTERACCIÓN R. medio R. alto R.bajo A M B luz HAY INTERACCIÓN

5 Experimento con dos factores anidados Fertilizante: Viejo Nuevo Lote plántulas: A B C D E F Diagrama no reversible No puedo saber si hay interacción 5. La unidad experimental Es la colección de material más pequeña a la que se le aplica un nivel de un factor. Factor Var. indep. Crecimiento plántulas. Fertilizante (nuevo / viejo)? de encina Cómo asigno los niveles de fertilizante a 40 plántulas? 5. La unidad experimental Cómo asigno los niveles de fertilizante a 40 plántulas?

6 5. La unidad experimental. Asigno al azar los dos niveles de fertilizante entre la 40 plántulas ( a cada nivel) Fertilizante viejo Fertilizante nuevo Unidad experimental: plántula Nº réplicas en cada tratamiento = 5. La unidad experimental 2. Asigno al azar los dos niveles de fertilizante entre las 8 filas de plántulas (4 a cada nivel) Fertilizante viejo Fertilizante nuevo Unidad experimental: fila de 5 plántulas Nº réplicas en cada tratamiento: 4 Cada plántula es un elemento 5. La unidad experimental 3. Asigno un nivel de fertilizante a cada bloque de plantas Fertilizante viejo Fertilizante nuevo Unidad experimental: bloque de plántulas Nº réplicas en cada tratamiento:!!! Cada plántula es un elemento

7 6. Replicación El número de réplicas de un tratamiento (o nivel de factor) es el número de unidades experimentales a las que se aplica Por qué es importante replicar? Altura plántulas (cm) Fertilizante Fertilizante viejo nuevo Compro el fertilizante nuevo? 6. Replicación Fert. viejo Fert. nuevo Fila Fila Fila Media (3) Fila Fila 5 5 Media (5) Fila Fila 7 2 Media (7).8.4 p= 0.06 p= 0.08 p= 0.005*** Efecto del tipo de fertilizante sobre la altura de plántulas de encina en un vivero forestal Respuesta = Constante + Tratamiento + Error Altura de plántulas de encina Altura media de la especie (factor genético) Efecto del fertilizante sobre la altura de las encinas

8 Fertilizante viejo Fertilizante nuevo X Diferencias de cantidad de agua entre circuitos: Error técnico: la aplicación de un tratamiento no es idéntico entre las réplicas Diferencias intrínsecas de tamaño entre plántulas (unidad experimental = plántula) Diseño totalmente aleatorizado Error de unidad Aleatorización. Selección al azar de unidades experimentales 2. Asignación aleatoria de tratamientos entre unidades Reducción de variabilidad entre unidades Unidad experimental: fila de 5 plantas

9 Problema: heterogeneidad en el espacio experimental Bloque Bloque 2 Bloque 3 Fert. viejo Fert. nuevo Diseño en bloques. Unidad experimental: la plántula Problema: tengo dos factores y uno no lo puedo aplicar al azar entre unidades experimentales (encinas) Fert. viejo Fert. nuevo Fumigado no fumig. Diseño en parcelas divididas (split-plot). Unidad experimental: la plántula. Recapitulación Diseño completamente aleatorizado: -Unidades iguales -Espacio homogéneo Diseño en bloques: -Espacio y/o unidades heterogéneos Diseño en parcelas divididas: -Dos factores -Uno de ellos no se puede asignar al azar

10 Conceptos clave del tema Saber identificar las variables (dependientes e independientes) de un problema Conocer la naturaleza (continua o discreta) de las variables Si hay más de un factor, decidir la forma más adecuada de combinarlos. Saber identificar la unidad experimental Decidir la unidad experimental que maximice la replicación y minimice el error. Saber minimizar el error experimental con una adecuada distribución de unidades en el espacio Bibliografía Sit, V Analysing ANOVA Designs. Biometrics Information Handbook No.5. B.C. Ministry of Forests Research, Province of British Columbia. 3