Control local de errores experimentales

1-Mencione Tres textos y sus respectivos autores de “Diseños de Experimentos Agropecuarios”

1. MANUAL PRÁCTICO PARA EL MANEJO DE EXPERIMENTOS AGRÍCOLAS Y PECUARIOS… Luis Carlos Salazar, Panamá.

2. ESTADÍSTICA Murray R. Spiegel.

3. MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN PECUARIA. Jaime moisés Rodriguez Del Angel.

2- Fundamente tres razones por la que es necesario el Diseño de Experimentos en el sector agropecuario. Ver pág. 1 y 2

1. Desarrollo de agroquímicos para el control de plagas y enfermedades más eficaces y menos tóxicos a los seres vivos y el ambiente.

2. Obtención de nuevas variedades de cultivo o razas de animales con resistencia o mejor tolerancia a las plagas y enfermedades, mejor rendimiento y/o mejores atributos de calidad.

3. Generar mejores prácticas de labores de producción (distancias de siembra, fertilización, irrigación, cosecha, etc.)

3- Mencione los elementos de la investigación científica. Ver página 2

1. HECHOS OBSERVADOS. La ciencia empieza con la observación.

2. HIPÓTESIS. Es la idea provisional de como los hechos han de ser interpretados y explicados.

3. EXPERIMENTOS. Es un ensayo destinado a probar la validez de la hipótesis propuesta.

4. RESULTADOS Y SU INTERPRETACIÓN. Aportan hechos adicionales a los cuales conducen al rechazo, alteración o aceptación de la hipótesis.

4- Mencione en forma general los tipos de experimentos mas utilizados en el sector agropecuario. Ver páginas 4-7

1. Ensayo de variedades

2. Estudio de prácticas agronómicas.

3. Ensayos de fertilización

4. Experimentos con plaguicidas

5. Evaluación de raciones para animales

6. Pruebas de rotación de cultivos

7. Experimentos con pastos

8. Experimentos con cultivos perennes

5- Mencione los principios básicos de la Experimentación Agrícola, Ver páginas 8-15

REPETICION (un tratamiento se efectúa dos o más veces. Su función es suministrar una estimación del error experimental y brindar una medición más precisa de los efectos de los tratamientos).
ALEATORIZACION (es la asignación de tratamientos a unidades experimentales, de modo que todas las unidades experimentales tengan iguales probabilidades de ser asignado a cualquier unidad experimental, su función es asegurar estimaciones imparciales de medias de tratamientos y del error experimental.

CONTROL LOCAL

Permite ciertas restricciones sobre la selección aleatoria a fin de reducir el error experimental, hace más extensiva cualquier prueba de significancia.

1. Heterogeneidad o variabilidad del suelo

   
   : puede tener gradiente de fertilidad lo que afectará los rendimientos de las parcelas.

2. Repetición

   
   : establecer varias parcelas para obtener una media de rendimientos por tratamiento más confiable.

3. Aleatorización

   
   : distribuir al azar los tratamientos para obtener mejor precisión de las medias y el error experimental.

4. Ensayos en blanco

   
   : previo al ensayo principal hacer pruebas con variedades locales o adaptadas para determinar sus rendimientos y ubicar y desestimar parcelas no adecuadas para el experimento principal.

5. Mapa de fertilidad

   
   : se marcan los centros de parcelitas considerando los % (5. 10, 15 y 20%) por arriba o debajo de la media y se unen estos puntos para formar el mapa de contorno.

6. Tamaños de las parcelas

   
   : lo suficientemente grandes como para producir una muestra representativa del cultivo en estudio.El tamaño depende de:

• Tipo del cultivo (intensivos o extensivos): por ejemplo Maíz y papa

• Número de tratamientos: a mayor número de tratamientos se usan parcelas más pequeñas y menor número de tratamientos, parcelas más grandes.

• Maquinaria a usar en la siembra y cosecha: manual o mecanizada

• Objetivos del experimento: experimentos preliminares requieren menos terreno que una prueba demostrativa de una práctica agrícola innovadora.

• Área disponible

• Recursos disponibles para el experimento.

1. Formas de las parcelas en el campo

   
   : rectangulares o cuadradas.Si son rectangulares su lado más largo debe ir en sentido de la gradiente de fertilidad.

6- Asegúrese comprender los términos, definiciones y conceptos fundamentales de la Experimentación Agropecuaria. Ver páginas 17-25.

• Tratamiento

  
  : Los tratamientos vienen a constituir los diferentes procedimientos, procesos, factores o materiales y cuyos efectos van a ser medidos y comparados.El tratamiento establece un conjunto de condiciones experimentales que deben imponerse a una unidad experimental dentro de los confines del diseño seleccionado. Ejemplos: Dosis de fertilizante, ración alimenticia, profundidad de sembrado, distanciamiento entre plantas, variedades de un cultivo.

• Unidad experimental (UE)

  
  : es la parte más pequeña del material experimental al cual se aplica el tratamiento y donde se mide y analiza la variable que se investiga. En los experimentos pecuarios la unidad experimental por lo general está conformada por un animal (vaca, cerdo, pato, etc.), en los experimentos forestales la unidad experimental en la mayoría de los casos está conformado por un árbol y en la mayor parte de las pruebas de campo agrícolas, la unidad experimental es una parcela de tierra en lugar de una planta individual.

• Agrupamiento

  
  : es una estrategia para reducir el error experimental que consiste en colocar unidades experimentales homogéneas dentro de cada grupo.

• Anidamiento o Jerarquización

  
  : es una estrategia para reducir el error experimental que consiste en colocar dentro de un tratamiento o combinación de tratamiento las unidades experimentales a las cuales interesa medir el efecto del tratamiento.

• Sensibilidad

  
  : es la capacidad que tiene el diseño experimental de detectar pequeñas diferencias entre los tratamientos, por pequeñas que estas sean.

• Ortogonalidad

  
  : es le independencia entre tratamientos o efectos de tratamientos.

• Eficiencia

  
  : es la comparación entre las varianza del erros de dos o más diseños experimentales, para expresar mediante este criterio cuál de los dos es más eficiente.

• Confundido

  
  : es una estrategia para reducir el error experimental y permitir el menor uso posible de unidades experimentales en algunos diseños.Consiste en confundir unos factores con otros para utilizar un menor número de unidades experimentales.

• Aditivo lineal

  
  : es una expresión algebraica que resumen todos los componentes que están participando en un experimento: tratamientos, bloques, efectos confundidos, efectos aleatorios y otros.Permite la expresión de la naturaleza de los efectos y las restricciones del modelo matemático.

• Bloque

  
  : es un conjunto de unidades experimentales más o menos homogéneas cuyo objetivo es eliminar la variabilidad del material experimental.

• Testigo o Control

  
  : es el tratamiento de comparación adicional, que no debe faltar en un experimento; por ejemplo, si se usan cinco tratamientos con fertilizante, el testigo puede ser aquel tratamiento que no incluye fertilizante. Este se constituye como referencial del experimento y sirve para la comparación de los tratamientos en prueba.

• Variable repuesta:

  
  es la medición de la repuesta de los tratamientos conocida como variable dependiente.

• Variable independiente:

  
  es el conjunto de factores cuyo efecto sobre la variable dependiente se desea medir.

• Muestra:

  
  grupo relativamente pequeño de individuos u observaciones tomadas de una población grande.

• Muestra tomada al azar:

  
  muestra que se toma indiscriminadamente de una población.

• Al Azar o Aleatorio:

  
  no existe criterio definido para hacer la selección de la muestra u otra cosa.Se realiza usando la tabla de números aleatorios, tarjetas numeradas o una calculadora de bolsillo o un programa que genere números aleatorios.

• Balanceo

  
  : es la asignación de igual número de unidades experimentales por tratamiento.Su uso aumento la precisión del ensayo.

• Control local

  
  : es el conjunto de estrategias que permite reducir la varianza del error experimental.Se hace con el bloqueo, anidamiento, balanceo, apareamiento, compensación, mediciones repetidas, grupos aleatorios y homogéneos, uso de variables concomitantes o covariables y la confusión.

• Muestra representativa:

  
  es una muestra típica de una población.Dicha muestra incluye la mayoría de las características de una determinada población.

• Diseño experimental:

  
  es el arreglo de las unidades experimentales utilizado para controlar el error experimental, a la vez que acomoda los tratamientos.El logro de la máxima información, precisión y exactitud en los resultados,junto con el uso más eficiente de los recursos existentes, es un principio a seguir en la elección del diseño adecuado del experimento.La selección de un determinado diseño en un experimento depende del objetivo de la investigación, de los factores a evaluar y de las fuentes de variación que deseamos disminuir para aumentar la precisión del experimento, es decir disminuir el error experimental.Son modelos estadísticos cuyo objetivo es averiguar si unos determinados factores influyen en una variable de interés y, si existe influencia de algún factor, cuantificar dicha influencia

• Experimento:

  
  es un estudio de investigación en el que se manipulan deliberadamente una o más variables independientes (supuestas causas) para analizar las consecuencias de esa manipulación sobre una o más variables dependientes (supuestos efectos), dentro de una situación de control para el investigador.

• Experimento preliminares:

  
  son de naturaleza exploratoria donde se prueba un número grande de tratamientos con el objeto de obtener indicios para futuros trabajos; la mayoría de los tratamientos aparecen solamente una vez.

• Experimento crítico

  
  : son planeados con menor número de tratamientos pero con suficiente número de observaciones por tratamiento con el propósito de obtener diferencias significativas.

• Experimento demostrativo

  
  : son realizados con parcelas de gran tamaño para comparar nuevos tratamientos con el testigo.

• Error experimental

  
  : Es un error estadístico e indica que se origina por la variación que no está bajo control. Los distintos orígenes del error experimental son:

1. 1. La variación natural entre las unidades experimentales. Las diferencias genéticas y variaciones ambientales están más allá del control razonable del investigador.

   2. La variabilidad en la medición de la respuesta.

   3. La imposibilidad de reproducir las condiciones del tratamiento con exactitud de una unidad a otra.

   4. La interacción de los tratamientos con las unidades experimentales.

   5. Cualquier otro factor externo que influya en las características medidas.

      Recomendaciones para reducir el Error Experimental:

• Utilizar unidades experimentales tan uniformes como sea posible.

• Tamaño adecuado de las unidades experimentales.

• Manejo uniforme de las unidades experimentales (riego, fertilización, distancias de siembra, control de plagas y enfermedades, etc.)

• Eliminación del efecto borde y competencia entre tratamientos.

• Ubicar los tratamientos en igualdad de condiciones para que si alguno es superior pueda manifestarlo.

El investigador debe centrarse en reducir el error experimental.

Los efectos de los tratamientos son estimados aplicándolos a las unidades experimentales y promediando los resultados de cada tratamiento.

Las pruebas de significancia determinan la probabilidad de que las diferencias de los tratamientos pudieran haber ocurrido solamente por casualidad o azar.

• Fuente de variación:

  
  es cualquier “cosa” que pueda generar variabilidad en la respuesta. Se distinguen dos tipos: aquellas cuyo efecto sobre la respuesta es de particular interés para el experimentador (factores tratamiento)
  Y aquellas que no son de interés directo pero que se contemplan en el diseño para reducir la variabilidad no planificada (factores “nuisance”)
  .

• Repetición

  
  : es el número de veces que se repite el experimento básico (aplicar aleatoriamente los tratamientos a las unidades experimentales).En experimentación agrícola se suele llamar así a los BLOQUES de un experimento.

• Repeticiones en tiempo y espacio:

  
  son necesarias con la finalidad de aumentar el grado de veracidad y confiabilidad de los ensayos agropecuarios.

• Repeticiones en tiempo:

  
  ensayos que se realizan en la misma localidad por varios años.Son adecuados por muestrear diferentes condiciones edáficas, ambientales y climáticas.

• Repeticiones en espacio

  
  Cuando se requiere un experimento en otras regiones agropecuarias para muestrear diferentes condiciones edáficas, climáticas y ecológicas para obtener un criterio mucho más amplio de generalización.

• Efecto borde

  
  : en los experimentos agrícolas, muchas veces existen diferencias en el crecimiento y la producción de las plantas que están situadas en los perímetros de la parcela en relación con aquellas plantas situadas en la parte central; esta diferencia es llamado efecto de borde y puede causar sobre-estimación o sub-estimación de las respuestas de los tratamientos, llegando con esto a comparaciones sesgadas entre ellos.

  • Vecindad de las parcelas o áreas no cultivadas, que hace que las plantas en los perímetros tengan menor competencia de luz y nutrientes.
    

  • Competencia entre tratamientos, que depende de la naturaleza de los tratamientos vecinos.

• Parcela Neta Experimental:

  
  para controlar el efecto de borde se acostumbra a evaluar solamente las plantas centrales para los fines experimentales. Estas plantas centrales constituyen lo que sellama.

• Coeficiente de variación (CV)

  
  : da una idea de la precisión lograda durante la realización del experimento.En ensayos de campo o invernadero los CV bajos si son menores del 10%, CV Medios entre 11 y 35% y CV Altos mayores del 35%Un coeficiente de variación alto no siempre indica pobre manejo del experimento sino a la naturaleza de las unidades experimentales.

• Experimentos simples

  
  : aquellos donde se estudia solamente un factor.Ejemplo, seis variedades de arroz, cuatro dosis de N en tomate, tres dosis de nematicida en maíz.

• Experimentos factoriales

  
  : se estudian dos o más factores al mismo tiempo.Ejemplos: tres variedades de tomate con tres distancias de siembra, niveles de N, P, K a cuatro dosis cada uno.

• Experimentos complejos

  
  : se estudian factores de la producción tomando en cuenta la acción conjunta o la interacción de los factores y el efecto de cada factor independientemente.Estos estudios requieren espacio, tiempo y condiciones agroecológicas.Ejemplo, estudiar ocho variedades de frijol en cinco localidades durante cuatro años.

7- Asegúrese comprender el procedimiento para Análisis de experimentos con DOS tratamientos apareados.
Ver Páginas 26-30

• Consiste en aparear las unidades experimentales contiguas o muy similares y asignarle a cada uno el tratamiento que se evalúa y el azar.Es recomendable usar el mayor número de pares posibles para posteriormente analizar las diferencias de los pares.

Aquí tomar un ejemplo de un Experimento con DOS tratamientos Apareados y hacer el ANOVA

8- Asegúrese comprender el procedimiento para Análisis de experimentos con DOS tratamientos NO pareados.
Ver Páginas 30-36

Son experimentos donde:

• Se evalúan dos tratamientos

• Se aparean los tratamientos sin criterio alguno.

• Se asignan los tratamientos por azar a las unidades experimentales.

• Se comparan las Medias de dos poblaciones independientes.Esta comparación se puede hacer de dos maneras: con la Prueba deT y el análisis de Varianza.En ambos casos se asumen varianzas poblacionales homogéneas con distribución normal.

Aquí tomar un ejemplo de un Experimento con DOS tratamientos NO Apareados y hacer el ANOVA

9- Asegúrese comprender el procedimiento para Análisis de experimentos con TRATAMIENTOS COMPLETAMENTE ALAZAR (TCA).
Ver Páginas 37-51.

10- ¿Cuándo y cómo se aplican pruebas de significancia?: DMS=LSD, Ver páginas 51-58

• Son los procedimientos que permiten determinar si las muestras observadas difieren significativamente de los resultados esperados, ayudando así a decidir si se acepta o rechaza la hipótesis

• Cuándo: en los experimentos que tienen más de un tratamiento y es necesario comparar las medias de los tratamientos a fin de elegir el mejor de los tratamientos y llegar a conclusiones más acertadas.

• La Prueba DMS o LSD utiliza el error estándar de la diferenciay el valor de Tt al 5% y 1%

11- Procedimiento, ventajas y desventajas de DBCA, Prueba de comparaciones Múltiples de Duncan, Datos perdidos, Ver pág. 59-80.

El investigador utiliza el DBCA para ejercer control local sobre la variación por tener unidades experimentales heterogéneas.

Pasos:

• Formar los “bloques o repeticiones”de unidades experimentales homogéneas según algún criterio de bloqueo o agrupamiento (raza, época, edad, sexo, variedades, etc.)

• Fuentes Grados de Libertad Tratamiento = (t – 1) Bloques = (r-1) Error = (t-1) (r-1)

  Formados los bloques se asignan al azar los tratamientos a las unidades experimentales de cada bloque.

12- Procedimiento, ventajas y desventajas del Cuadrado latino (DCL,)

El Cuadrado Latino (o Doble Bloqueo) su utiliza cuando se sabe que hay dos factores que afectan las unidades experimentales. Por ejemplo, parcelas en distinto tipos de suelo y distinto pH

1) Las unidades experimentales se distribuyen en grupos, bajo dos criterios de homogeneidad dentro de la fila y dentro de la columna y heterogeneidad en otra forma.

2) En cada fila y en cada columna, el número de unidades es igual al número de tratamientos

3) Los tratamientos son asignados al azar en las unidades experimentales dentro de cada fila y dentro de cada columna.

4) El número de filas = al número de columnas = al número de tratamientos

5) Cada tratamiento aparece una vez en cada fila y en cada columna

6) Los análisis estadísticos T-student, Duncan, Tuckey y en pruebas de contraste se procede como el diseño completo al azar y el diseño de bloques.

7) La desviación estándar de la diferencia de promedios y la desviación estándar del promedio, están en función del cuadrado medio del error experimental

13- Procedimiento, ventajas y desventajas del Cuadrado Greco Latino (DCGL)

• Se controlan tres factores de bloque, además del factor de tratamiento.

• Se llama cuadro grecolatino porque los cuatro factores involucrados se prueban en la misma cantidad de niveles, de aquí que se pueda escribir como un cuadro.

• Se utilizan letras latinas para denotar a los tratamientos y letras griegas para nombrar a los niveles del tercer factor de bloque

• Al igual que en el cuadro latino, cada letra (latinas y griegas) debe aparecer sólo una vez en cada renglón y en cada columna.

• Además, cada par de letras debe aparecer sólo una vez en todo el arreglo.

• El modelo estadístico que describe a las mediciones en un cuadro grecolatino está dado por:

14- Procedimiento, ventajas y desventajas, de los Diseños Factoriales. Ver pág 94-112

Son los experimentos que estudian simultáneamente dos o más factores u cada uno de estos con diferentes niveles.

Ejemplos:

Variedades y densidades de siembra

Razas de animales y raciones

Los experimentos factoriales no son diseños experimentales sino un Diseño de Tratamiento (un arreglo de tratamiento es una disposición geométrica de ellos bien en el espacio o en el tiempo y que deben ser llevados en cualquiera de los diseños experimentales clásicos tal como el DCA, DCA, DCL.

15- Procedimiento, ventajas y desventajas, de los Diseños de Parcelas Divididas.
Ver pág 113-128

16- Procedimiento, ventajas y desventajas, de Experimentos en Series.
Ver pág 129-139.

17- Mencione tres programas computacionales confiables que le permitan a usted realizar análisis estadísticos de los diseños experimentales.

18- Describa como instalar y como usar las ventanas del ambiente SAS.

19- Cómo impartiría usted un seminario de Diseños de experimentos utilizando SAS. Descríbalo brevemente.

20- Ventajas y desventajas del curso: MPV 780 –
DISEÑOS EXPERIMENTALES – impartido del 29-11-14 hasta el 17-1-15.

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