El Diseño de Experimentos

CAPITULO I

DISEÑOS EXPERIMENTALES

1.1 ASPECTOS GENERALES

El Diseño de Experimentos tuvo su inicio teórico a partir de 1935 por Sir Ronald A. Fisher,

quién sentó la base de la teoría del Diseño Experimental y que a la fecha se encuentra bastante

desarrollada y ampliada. Actualmente las aplicaciones son múltiples, especialmente en la investigación de las ciencias naturales, ingeniería, laboratorios y casi todas las ramas de las ciencias sociales.

La experimentación proporciona los datos experimentales, en contraste con los datos de la

observación; los datos de la observación se representan como su nombre indica por observaciones

de las unidades elementales de una población o de una muestra, y no deben ser cambiados ni modificados por ningún intento de parte de un investigador en el curso de la observación.

ORIENTACIONES GENERALES EN LA EXPERIMENTACION AGRICOLA

En la planificación agrícola o biológica y en el desarrollo de una investigación en particular,

son de interés las siguientes aspectos:

a. Especificar los problemas, con el fin de probar hipótesis o encontrar respuestas. Es necesario considerar que los experimentos sean:

a.1. Experimentos simples, cuando se estudia un solo factor de variación; por

ejemplo, probar cinco variedades de sorgo, estudiar cinco dosis de nitrógeno

en trigo, etc.

a.2. Experimentos factoriales, cuando se estudian simultáneamente dos o más factores que influyen en la producción; por ejemplo, estudiar tres variedades,

cada una sembrada a tres densidades de siembra, o bien tratamientos de fósforo, nitrógeno y potasio, cada uno a cuatro dosis por unidad de superficie.

b. Ubicar el lugar adecuado para la realización de los experimentos, para lo cual se debe elegir

una localidad accesible y representativa de áreas agrícolas, de suelo uniforme, con unidades

experimentales lo más uniforme posible, y escoger el material adecuado para experimentos,

de manera que pueda estratificarse (agruparse unidades experimentales con características

homogéneas) el terreno correctamente para formar grupos uniformes y de fácil manejo.

c. Reducir las fuentes de error, tanto del experimento como de aquellos errores o equivocaciones operacionales. Es muy importante que en la selección de datos, muestreo, etc., el personal responsable esté constituido por técnicos o personas con entrenamiento.

d. Mantener constante los diversos factores que pueden afectar a la producción o a la calidad

del producto, de manera que los únicos factores de variación sean los tratamientos objeto de

estudio.

e. Extremar precauciones y ser cautos en los resultados experimentales, considerando que un

experimento es una observación de una muestra en una población de experimentos.

f. Repetir experimentos uniformes en diferentes localidades,suelos y años.

g. Tener conocimiento de la tecnología de campo y saber cuáles son los problemas del productor.

En la planeación o diseño de un experimento agronómico, es necesario aplicar un conjunto

de disciplinas y conocimientos biológicos con el fin de encontrar una respuesta correcta a un problema específico. Por ejemplo, si se comparan diversas variedades de trigo, todos los factores de la

producción que influyen en el comportamiento de las variedades deben permanecer constantes y las

únicas fuentes de variación o diferencias serán presentadas por las variedades de trigo, si tales

fuentes existen. Para lograr lo anterior, es necesario contar con ciertos conocimientos sobre:

a. Suelos, a fin de elegir el terreno más uniforme y adecuado para realizar el experimento.

b. Fertilización, para cuando sea necesario planear experimentos con fertilizantes químicos

orgánicos o abonos orgánicos.

c. Topografía e hidráulica, para trazar parcelas, niveles, riegos, etc.

d. Especialidades afines como: Botánica, entomología, fitopatología, fisiología, genética,

ecología, etc. para poder trabajar con seres vivos.

e. Tecnologías de : Cultivos, sistemas agroforestales, agrosilvo pastoriles y zootecnia, para

manejar las unidades experimentales.

f. Estadística (biometría o bioestadística), para evaluar y separar las diversas causas de variación y para realizar la interpretación de los resultados experimentales.

Pasos al planear un experimento:

El método científico sugiere que en el planeamiento de la experimentación se debe tener

presente las siguientes etapas :

a. Definir el problema: En esta etapa se debe determinar los antecedentes, importancia, objetivos, hipótesis a probar y revisión de la bibliografía.

b. Planeamiento y diseño del experimento: En esta etapa se debe tener en cuenta: Lugar de

ejecución del experimento, tamaño de la parcela o unidad experimental, número de repeticiones por tratamiento, equipos e instrumentos a utilizar y métodos de evaluación de los

resultados

c. Ejecución del experimento.

d. Recolección de datos del experimento.

e. Ordenamiento de la información experimental.

f. Discusión de los resultados obtenidos.

g. Análisis económico de los tratamientos que se probaron y utilidad práctica.

h. Conclusión final y recomendación.

DISEÑO DEL EXPERIMENTO

Este término se utiliza para planear un experimento de manera que se pueda obtener la información pertinente a un determinado problema que se investiga y así tomar decisiones correctas.

El diseño adecuado del experimento es una etapa fundamental de la experimentación, que

permite el suministro correcto de datos a posteriori, los que a su vez conducirán a un análisis objetivo y con deducciones válidas del problema.

PROPOSITO DE UN DISEÑO EXPERIMENTAL

El propósito de un diseño experimental es proporcionar métodos que permitan obtener la

mayor cantidad de información válida acerca de una investigación, teniendo en cuenta el factor costo

y el uso adecuado del material disponible mediante métodos que permitan disminuir el error experimental.

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:

Dósis de fertilizante, ración alimenticia, profundidad de sembrado, distanciamiento entre plantas,

variedades de un cultivo.

TESTIGO

El testigo 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. La elección del tratamiento testigo es de gran importancia en cualquier investigación, este se constituye como referencial del experimentoy sirve para la comparación de los

tratamientos en prueba.

UNIDAD EXPERIMENTAL

La unidad experimental, es el objeto o espacio 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 esta conformada por un animal (cuye, cerdo, pato, etc.), en los experimentos forestales la unidad experimental en la mayoría de los casos esta 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; es en este último caso que con frecuencia se presenta lo que se llama efecto de

borde.

Efecto de 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.

El efecto de bordes puede ser causado por:

- Vecindad de las parcelas ó 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.

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

llama PARCELA NETA EXPERIMENTAL.

En el siguiente ejemplo se muestra el croquis de una parcela de maíz con cuatro surcos, donde las

plantas de cabecera y de los dos surcos laterales, se consideran efectos de borde.

Una manera de disminuir el efecto de borde es mediante el uso de Calles que pueden ser: áreas

adyacentes sin sembrar ó el uso de bordes con plantas que no intervendrán en la cosecha del experimento

ANALISIS DE LA VARIANCIA

Es una técnica estadística que sirve para analizar la variación total de los resultados experimentales de un diseño en particular, descomponiéndolo en fuentes de variación independientes

atribuibles a cada uno de los efectos en que constituye el diseño experimental.

Esta técnica tiene como objetivo identificar la importancia

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