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09/11/09 Pilar Castro, Dpto. Ecología

Tema 3. El método científico II

Tema 3El método científico II. Diseño de

experimentos

1. Diseño de un experimento2. Variables dependientes/ independientes3. Variables cuantitativas/cualitativas4. Experimentos con más de un factor5. La unidad experimental6. Distribución de las unidades en el espacio7. Replicación8. Bibliografía

1



1. Diseño de un experimento

2

• Variables implicadas• Qué 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

¿Qué efecto del tipo de fertilizante utilizado en un vivero forestal sobre la altura de plántulas de encina?



2. Variables dependientes/independientes

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

¿Qué efecto del tipo de fertilizante utilizado en un vivero forestal sobre la altura de plántulas de encina?

var. depend. var. independ.= FACTOR

Variabilidad en la respuesta no explicada por el tratamiento



• Cuantitativa / cualitativa

ALTURA PLANTA

ÁREA FOLIAR

PESO CORPORAL

pH SUELO

[NO3-] SUELO

.....

COLOR FLORES

PRESENCIA /AUSENCIA

SEXO

VIVO / MUERTO

.....

3. Variables cuantitativas/cualitativas



X = concentración de N que aplico a un cultivo (mg/g)Y = cosecha que obtengo (g/m2)

¿QUÉ TIPO DE VARIABLES SON?

N (mg/g)

Cos

echa

(g m

-2) y = a+bx

NO SIFertilización

Cos

echa

(g m

-2)




TEMPERATURA

HUMEDAD DEL SUELO

RADIACIÓN SOLAR

FERTILIZACIÓN

FUMIGACIÓN

5, 10, 15, 20, 25, 30ºC

25, 30, 35, 40% C.C.

100, 90, 80, 70, 50%

0, 5, 25, 100, 200 mg N

10, 20ºC

25, 40% C.C.

100, 50% luz incidente

0, 100 mg N

si / no




Tª = 10ºC

Tª = 20 ºC

12014

...20...

0204

1203

1202

0201

11014

...10...

1105

0104

1103

0102

0101

Germ(S/N)

TªSemilla




Tª = 10ºC

Tª = 20 ºC

62206

59205

31204

42203

38202

50201

23107

8106

20105

16104

10103

12202

15101

Germ(%)

TªBande-ja




4. Experimentos con más de un factor

1. HUMEDAD DEL SUELO

2. RADIACIÓN SOLAR

% Germinación de semillas de Fraxinusangustifolia

Factores Var. dep.

?

Si tengo tres niveles de humedad y tres de radiación

¿Cuántos tratamientos tengo que poner?



Experimento con dos factores independientes

Luz alta

Luz media

Luz baja

Riego alto

Riego medio

Riegobajo

Riego cte

Luz cte




Experimento con dos factores cruzados

Alto

Medio

Bajo

Rie

go

Alta Media Baja

Luz




INTERACCIONES ENTRE FACTORES

A M Bluz

% g

erm

inac

ión

R. altoR. medioR.bajo

A M Bluz

R. medioR. alto R.bajo

HAY INTERACCIÓNNO HAY INTERACCIÓN




5. La unidad experimental

¿Cuál es la unidad experimental?¿Cómo asigno los tratamientos entre unidades?

1. Fertilizante (nuevo / viejo) Crecimiento plántulas de encina

Factor Var. indep.

?




1. Asigno al azar los dos niveles de fertilizante entre la 40 plántulas (20 a cada nivel) Fertilizante viejo

Fertilizante nuevo

Unidad experimental: plántulaNº réplicas en cada tratamiento = 20




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 plántulasNº réplicas en cada tratamiento: 4Cada plántula es un “elemento”




3. Asigno un nivel de fertilizante a cada bloque de 20 plantas Fertilizante viejo

Fertilizante nuevo

Unidad experimental: bloque de 20 plántulasNº réplicas en cada tratamiento: 1Cada plántula es un “elemento”




¿Qué es la “unidad experimental”?

• Es la colección última de material a la que se asigna un tratamiento.

• Cada unidad experimental debe tener la misma probabilidad de ser asignada a cualquier tratamiento

• Cada unidad experimental debe ser igualmente independiente de las demás



Fert. viejoFert. nuevo

Problema: heterogeneidad en el espacio experimental




7. 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?

205Altura plántulas (cm)

Fertilizante nuevo

Fertilizante viejo

15 1818.3 18.5

¿Compro el fertilizante nuevo?



6. Replicación

1521Fila 4

205Fila 5

19.613.2Media (5)

2010Fila 1

2513Fila 2

1817Fila 3

21.013.33Media (3)

Fert. nuevoFert. viejo

p= 0.08

p= 0.06

20.1411.8Media (7)2110Fila 7227Fila 6

p= 0.005***



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 con una adecuada distribución de unidades en el espacio



23

Bibliografía

• Sit, V. 1995. Analysing ANOVA Designs. BiometricsInformation Handbook No.5. B.C. Ministry of ForestsResearch, Province of British Columbia.

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