Γεωργικός Πειραµατικός Σχεδιασµός: Εισαγωγή

Transcript

1 Γεωργικός Πειραµατικός Σχεδιασµός: Εισαγωγή Επιστηµονική Επιµέλεια ρ. Γεώργιος Μενεξές Τοµέας Φυτών Μεγάλης Καλλιέργειας και Οικολογίας, Εργαστήριο Γεωργίας Viola adorata

2 Πείραµα Προσχεδιασµένη διαδικασία που διεξάγεται µε ορισµένους κανόνες µε σκοπό να επιβεβαιώσει ή να απορρίψει µια θεωρία ή να δηµιουργήσει νέα γνώση Αποδεκτός µηχανισµός για την µελέτη σχέσεων αιτίας-αποτελέσµατος αποτελέσµατος Τα πειράµατα διακρίνονται σε φυσικά και τυχαία

3 Γεωργικός Πειραµατισµός Αναφέρεται στις διαδικασίες που ακολουθούνται κατά τη σχεδίαση, εκτέλεση, ανάλυση και ερµηνεία των πειραµάτων που αφορούν στις Γεωπονικές Επιστήµες Αποσκοπεί στην αξιολόγηση πειραµατικών επεµβάσεων σε φυτά, ζώα και µικροοργανισµούς Τα γεωργικά πειράµατα µπορούν να εγκατασταθούν στο χωράφι, στο θερµοκήπιο και στο εργαστήριο Τα πειράµατα στο χωράφι αποσκοπούν στη µίµηση των συνθηκών του γεωργού

4 Συνθήκες Γεωργού Κλιµατικές (µεταβολή από χρονιά σε χρονιά) Οι ποικιλίες δοκιµάζονται επί σειρά ετών ώστε να εξασφαλιστεί η σταθερότητα της συµπεριφοράς τους στα επόµενα χρόνια Εδαφικές (µεταβολή από τοποθεσία σε τοποθεσία) Εγκαθιστούµε τα πειράµατα σε διάφορες αντιπροσωπευτικές περιοχές ώστε η εκτίµηση της αξίας µιας ποικιλίας να γίνει µε µεγαλύτερη ασφάλεια

5 Πειραµατικό Σφάλµα Το είδος της παραλλακτικότητας που ξεφεύγει από τον έλεγχο του ερευνητή Τα άγνωστα αίτια που δεν γνωρίζουµε την κατεύθυνση της επίδρασής τους, δεν µπορούµε να τα µετρήσουµε και δεν µπορούµε να τα ελέγξουµε Ειδικός στόχος του πειραµατικού σχεδιασµού: η µείωση του πειραµατικού σφάλµατος

6 Πειραµατικός Σχεδιασµός Αναφέρεται: στη διαδικασία ή στο µεθοδολογικό σχέδιο σύµφωνα µε το οποίο οι διαθέσιµες πειραµατικές µονάδες (π.χ. αντικείµενα ή υποκείµενα) εντάσσονται σε διάφορες πειραµατικές συνθήκες (επεµβάσεις, µεταχειρίσεις ή αγωγές) στην κατάλληλη στατιστική ανάλυση των δεδοµένων

7 Βασικές Αρχές του Πειραµατισµού α) Σύγκριση των επεµβάσεων β) Τυχαία επιλογή ή ανάθεση των πειραµατικών µονάδων στις επεµβάσεις (αξιόπιστη εκτίµηση του πειραµατικού σφάλµατος) γ) Επανάληψη των µετρήσεων για όλους ή µερικούς από τους δυνατούς συνδυασµούς των επεµβάσεων (τοπικός έλεγχος, µείωση του πειραµατικού σφάλµατος)

8 οµηµένη πορεία στο σχεδιασµό ενός πειράµατος Σαφής διατύπωση µιας ή περισσότερων ερευνητικών υποθέσεων που αντιστοιχούν σε στατιστικές υποθέσεις Καθορισµός µεταβλητών (ανεξάρτητες, εξαρτηµένες, θορύβου) Καθορισµός του πληθυσµού και του µεγέθους δείγµατος Καθορισµός της διαδικασίας τυχαιοποίησης των πειραµατικών µονάδων στις επεµβάσεις Καθορισµός της στατιστικής ανάλυσης

9 Επέµβαση 2 Παράδειγµα Τυχαιοποίησης Επέµβαση 3 ιαδικασία Τυχαιοποίησης R Επέµβαση Πειραµατικές Μονάδες 3 6 9

10 Παράδειγµα: Completely Randomized Design (CRD) Ποικιλία Α Ποικιλία Β Ποικιλία Β Ποικιλία Α Ποικιλία Γ Ποικιλία Α Ποικιλία Β Ποικιλία Γ Ποικιλία Β Ποικιλία Γ Ποικιλία Α Ποικιλία Γ

11 Παράδειγµα: Randomized Complete-Block Design (RCBD) Οµάδα 1 Οµάδα 2 Οµάδα 3 Ποικιλία Β Ποικιλία Α Ποικιλία Γ Ποικιλία Α Ποικιλία Γ Ποικιλία Β Ποικιλία Γ Ποικιλία Β Ποικιλία Α

12 Παράδειγµα Παράδειγµα: Split Split-Plot Design Plot Design (1 (1 οµάδα οµάδα-επανάληψη επανάληψη) Agrostis Agrostis Trifolium Trifolium Poa Poa Fragaria Fragaria Prunella Prunella Festuca Festuca Plantago Plantago Galium Galium P Dorignium Dorignium Poa Poa Dorignium Dorignium Prunella Prunella Galium Galium Fragaria Fragaria Plantago Plantago Trifolium Trifolium Festuca Festuca N Agrostis Agrostis Dorignium Dorignium Galium Galium Plantago Plantago Festuca Festuca Agrostis Agrostis Trifolium Trifolium Fragaria Fragaria Prunella Prunella C Poa Poa

13 Παράδειγµα 1 Προκαταρκτικό Πείραµα ιατοπικά σε 6 Περιοχές Κριθάρι (F6) ύο Γραµµές, δύο µέτρων / Πειραµ. Τεµάχιο

14 3 Ποικιλίες Κριθαριού Παράδειγµα 2

15 Παράδειγµα 2 (συνέχεια( συνέχεια) 3 Ποικιλίες Βρώµης

16 Παράδειγµα 2 (συνέχεια( συνέχεια) 3 Ποικιλίες Σιταριού

17 Παράδειγµα 2 (συνέχεια( συνέχεια) Το πείραµα από άλλη οπτική γωνία

18 Παράδειγµα 2 (συνέχεια( συνέχεια) ύο Επαναλήψεις του Πειράµατος

19 Παράδειγµα 2 (συνέχεια( συνέχεια) 7 Γραµµές, 4 Μέτρα Η διαφορά ύψους µεταξύ των ποικιλιών οφείλεται στην πρώιµη ευρωστία της κάθε ποικιλίας

20 Παράδειγµα 3 Αποδεικτικός (demo) Πειραµατικός Αγρός (1 στρ.) Σιτάρι

21 Πέρασε ψεκαστικό για τα ζιζάνια Παράδειγµα 4

22 Παράδειγµα 5 Αποδεικτικό Πείραµα Σιταρόβριζα (triticale) στην ωρίµανση

23 Παράδειγµα 6 Πείραµα µε προστατευτικό Για τα πουλιά Για πιθανή µόλυνση

24 Παράδειγµα 7 Αραιό Παγετός Λάθος της σπαρτικής Κακή επεξεργασία του χωραφιού πριν τη σπορά

25 Παράδειγµα 8 Τούφες Ένδειξη κακής σποράς

26 Παράδειγµα 9 Κριθάρι Αλωνισµός πειραµατικού τεµαχίου Αλωνίστηκαν µόνο οι 5 µεσαίες γραµµές του plot από τις 7 Μέτρηση απόδοσης και ποιοτικών χαρακτηριστικών (πρωτεΐνη, εκατολιτρικό βάρος, βάρος κόκου)

27 Παράδειγµα 10 ίκταµο (ΕΘΙΑΓΕ-Πιλοτικός Αγρός)

28 Παράδειγµα 10 (συνέχεια( συνέχεια)

29 Παράδειγµα 11 Μελισσόχορτο (ΕΘΙΑΓΕ-Πιλοτικός Αγρός)

30 Παράδειγµα 11 (συνέχεια( συνέχεια) Πιλοτικός αγρός µελισσόχορτου Μάιος 2007 Πιλοτικός αγρός µελισσόχορτου Οκτώβριος 2006

31 Παράδειγµα 12 Κρίταµο (ΕΘΙΑΓΕ-Πιλοτικός Αγρός)

32 Παράδειγµα 13 Εγκατάσταση Υδροπονικής Καλλιέργειας ίκταµου (ΕΘΙΑΓΕ)

33 Παράδειγµα 14

34 Παράδειγµα 15

35 Παράδειγµα 16

36 Αντιπροσωπευτικότητα των Αποτελεσµάτων Συγκρίσεις διαχρονικές και διατοπικές Καθορισµός Τυχαίων (Random) και Προκαθορισµένων (Fixed) Επεµβάσεων Καθορισµός του βαθµού γενίκευσης των αποτελεσµάτων

37 οµηµένη Προσέγγιση στη Μεθοδολογία Έρευνας και στη Στατιστική Ανάλυση Γενικός Σκοπός και Ειδικοί Στόχοι της Έρευνας Επιλογή ή Κατασκευή Οργάνων Μέτρησης Επικύρωση Εγκυρότητας Αποτελεσµάτων Μέθοδος Συλλογής εδοµένων Αποτελέσµατα Συλλογή εδοµένων Στατιστική Ανάλυση

38 Βιβλιογραφία Φασούλας, Α. Κ.. (ανατ( ανατ ). Στοιχεία Πειραµατικής Στατιστικής. Θεσσαλονίκη: Άγις-Σάββας. Γαρταγάνης. Καλτσίκης, Π. Ι.. (1997). Απλά Πειραµατικά Σχέδια. Αθήνα: Εκδόσεις Α. Σταµούλη. Μιχαηλίδης, Ζ.. (2005). Βιοµετρία-Γεωργικός Πειραµατισµός. ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης. Μενεξές, Γ.. (2006). Πειραµατικοί Σχεδιασµοί στην Ανάλυση εδοµένων. ιδακτορική ιατριβή, Πανεπιστήµιο Μακεδονίας, Τµήµα Εφαρµοσµένης Πληροφορικής. Μενεξές, Γ.. (2008). Μια δοµηµένη προσέγγιση στην πολυµεταβλητή στατιστική ανάλυση βιολογικών, περιβαλλοντικών, κοινωνικών και οικονοµικών δεδοµένων. Στο Γ. Αραµπατζής και Σ. Πολύζος (eds), Φυσικοί Πόροι, Περιβάλλον και Ανάπτυξη (σσ ) Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Τζιόλα

39 Viola adorata