Metodología de la Investigación Universidad de Cienfuegos CETAS Metodología de la Investigación Tema 2: Investigación Experimental Agropecuaria. CONFERENCIA 2

SUMARIO: Elementos fundamentales de un diseño experimental Diseños experimentales con plantas y animales. Conceptos. Clasificación

ELEMENTOS DE UN EXPERIMENTO DE CAMPO Del problema científico Del grado de información De las condiciones dadas TRATAMIENTOS Terreno disponible y calidad del mismo Objeto perseguido Método de cultivo Cultivo y material disponible Número de réplicas Tamaño PARCELA EXPERMIENTAL Forma Orientación

Tamaños de parcelas experimentales: Cutivos Superficie (m2) Caña de azúcar 24-128 Arroz 8-24 Tabaco 18-54 Frijol 25-50 Papa 15-35 Hierba elefante 60-100 Pasto Guinea y Bermuda 22-34

Incrementa la fertilidad Orientación incorrecta Orientación correcta

Precisión necesaria Características del cultivo y variabilidad de los factores a estudiar Número de tratamientos Grado de homogeneidad del suelo Tamaño de las parcelas Disponibilidad de los materiales necesarios REPLICAS

Efecto variantes vecinas INTERNA Efecto de borde Efecto variantes vecinas DEFENSA DE LOS EXPERIMENTOS EXTERNA

ELEMENTOS DE UN EXPERIMENTO CON ANIMALES Objetivo de la investigación Recursos humanos y materiales disponibles Condiciones de investigación TRATAMIENTOS Tipo de experimento Características de la especie o categoría animal Tipicidad sobre el manejo de los animales Nivel de precisión deseado UNIDAD EXPERIMENTAL RÉPLICA

Especies y categorías Tamaño unidad experimental Vacas lecheras 1 animal Toros de ceba 2-6 animales Toros sementales Terneros Cerdas reproductoras Verracos sementales Cerdos de ceba Crías 6-10 animales Gallinas ponedoras 4-6 animales Pollos de ceba 10-20 animales Reproductoras 10-15 animales

CLASIFICACIÓN: VIA INVESTIGATIVA DE SELECCIÓN TECNOLÓGICOS TAMAÑO DE PARCELA MICRO-EXPERIMENTOS (hasta 10 m 2) REGULARES (hasta 20 m2) MACRO-EXPERIMENTO (más de 100 m2) TIEMPO DE DURACIÓN ANUALES MULTIANUALES NÚMERO DE FACTORES UNIFACTORIALES MULTIFACTORIALES

Diseño experimental CLASIFICACIÓN SISTEMÁTICOS NO SISTEMÁTICOS (ALEATORIOS) O DISEÑOS DE BLOQUES

SISTEMÁTICOS CARACTERÍSTICAS: Ubicación de las parcelas de forma sistemática No puede aplicarse el ANOVA No permite evadir el efecto del error experimental por la variabilidad del suelo. CLASIFICACIÓN CON TESTIGOS: ZADE KONSTANTINOV SIN TESTIGOS :RUNKER AJEDREZ

NO SISTEMÁTICOS (ALEATORIOS) O DISEÑOS DE BLOQUES CARACTERÍSTICAS: REPLICACIÓN CONTROL LOCAL O TÉCNICA DE LOS BLOQUES ALEATORIZACIÓN ANOVA

DISEÑO COMPLETAMENTE ALEATORIO: Aleatorización tanto de los tratamientos o variantes como de sus repeticiones Es una excepción dentro de los diseños de bloques,no existe una organización de bloques. No deben estudiarse muchos tratamientos. Apropiado para experimentos en condiciones de laboratorio o semi- laboratorio. El material experimental a emplear debe poseer la mayor uniformidad posible Modelo matemático: Y ij = m +t i + e ij Donde: m es la media t i : es el efecto del i-ésimo tratamiento e ij : es la variación aleatoria del i-ésimo tratamiento y la j- ésima observación o repetición.

DISEÑO DE BLOQUES COMPLETOS AL AZAR El diseño mas universalmente utilizado en experimentos con plantas y animales. Cada bloque contiene todos los tratamientos ,cada bloque constituye una réplica del experimento. Tiene tantos bloques como réplicas tenga el experimento, los cuales son ubicados de forma aleatoria e independientemente un bloque de otro según las características del lugar. Es importante la orientación correcta de los bloques que asegure la mayor homogeneidad dentro del mismo. Modelo matemático: Y ij = m +t i + r j + e ij Donde: m es la media t i : es el efecto del i-ésimo tratamiento r j : es el efecto de la j-ésima réplica o bloque e ij : es la variación aleatoria del i-ésimo tratamiento y la j- ésima réplica (error experimental).

DISEÑO CUADRADO LATINO: Es una modificación del diseño de bloques al azar Tiene una estructura bidireccional. Todos los tratamientos se ubican aleatoriamente en cada fila y en cada columna. Se emplea en lugares donde se espera variaciones de la fertilidad del suelo en dos sentidos perpendiculares. Es útil cuando se estudian entre 4 y 8 tratamientos Modelo matemático: Y ij = m +t i + f j + c k + e ij Donde: m es la media t i : es el efecto del i-ésimo tratamiento f j : es el efecto de la j-ésima fila c k: es el efecto de la k – ésima columna e ijk : es la variación aleatoria del i-ésimo tratamiento y la j- ésima réplica (error experimental).

DISEÑO RECTÁNGULO LATINO: Es un diseño de bloques completo y se considera una derivación del diseño cuadrado latino. Permite estudiar un número mayor de tratamientos o variantes que con el diseño cuadrado latino. El número de replicas debe ser siempre un submúltiplo del número de tratamientos, por ello no puede ser un número primo. Los tratamientos se ubican aleatoriamente en filas y columnas pero a diferencia del diseño cuadrado latino, las columnas están conformadas por dos o mas hileras de parcelas

DISEÑO LÁTICES Pertenecen a los diseños de bloques incompleto. El número de tratamientos debe ser un cuadrado perfecto. Se forman dos grupos X y Y que constituyen las réplicas Tienen usos muy específicos en los trabajos de mejoramiento genético.

DISEÑO PARCELAS DIVIDIDAS: Pertenece a los diseños de bloques y se creó para experimentos multifactoriales Se emplea cuando: se requiere un ahorro de la superficie experimental, ahorrar recursos o se dispone de pocos animales, se requieren parcelas de diferentes dimensiones para los factores en estudio o con distintos grados de precisión. Tiene dos tipos de parcelas: Parcelas y subparcelas Modelo matemático: Y ijk= m +r i + f1 j + e ij + f2 j + Int. f1 f2jk + e ijk Donde: m es la media r i : es el efecto del i-ésimo réplica f1 j: es el efecto del j-ésimo nivel del primer factor e ij : es la variación aleatoria asociada al primer factor (error A) f2 j: es el efecto del k-ésimo nivel del segundo factor Int. f1 f2jk: es el efecto de la interacción del j-ésimo nivel del primer factor con el k-ésimo nivel del segundo factor e ijk : es la variación aleatoria asociada al segundo factor y a la interacción entre los dos factores. (error b)

DISEÑO DE EXPERIMENTOS CON ANIMALES Diseños de grupo Se utilizan para experimentos donde se evalúan tratamientos en períodos largos. Permite estudiar sus efectos en el ciclo completo del animal. Cada unidad experimental permanece durante todo el período del experimento bajo el efecto de un mismo tratamiento. Los animales que conforman los grupos deben reunir características muy similares para evitar la introducción de errores. Pueden emplearse los diseños de bloques al azar o cuadrado latino.

Tratamientos (niveles) EJEMPLOS: DISEÑO COMPLETAMENTE AL AZAR: Corderos alimentados durante 90 días con una ración de 14 % de proteina Tratamientos: 1.Castrados 2. Enteros 3.Implantados con Sinovex S 4. Implantados con Estil Bestrol Fuentes de Variación: Tratamientos,error y total. DISEÑO BLOQUES AL AZAR Bloques: Grupos de animales que pueden manipularse de modo uniforme. Evaluación de 4 niveles de pollinaza para novillos, que se organizan según peso inicial de los mismos. Tratamiento Bloques Peso 1 Peso 2 Peso 3 Peso 4 Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Fuentes de variación: Tratamientos (niveles) Bloques Error Exp. Total

Diseños de cambio Se emplean en experimentos de corta duración Sobre las unidades experimentales se aplican los distintos tratamientos en diferentes momentos o sea en cada subperíodo Desventajas : efectos residuales por lo que hay que incluir períodos de reposo o adaptación. El tamaño de las unidades experimentales puede ser menor Son de uso común los diseño de cuadrado latino balanceado y diseños reversibles (doble reverso o switch back)

CUADRADO LATINO: Estudio de tres dietas (A,B,C) para ver el efecto en la producción de leche en 3 vacas en 3 períodos de lactancia. Período Vaca I A B C II B C A III C A B El número de hileras y el de columna debe ser igual al número de tratamientos Fuentes de Variación: Periodos, Dietas,Vacas (Bloques o réplicas),Error Experimental y total

Se recomienda para el estudio del tema: Haga un cuadro resumen de los principales elementos de un experimento e identifique cuál de ellos influye más sobre la precisión experimental. Mediante la lectura de cinco artículos de trabajos científicos identifique los tipos de diseños experimentales mas empleados y las principales características del experimento. Trabajo independiente: Propuesta del diseño experimental a emplear en su trabajo investigativo. Textos: Experimentación Agrícola.Dra. Felicita E. Fuentes y colaboradores,1999 La experimentación en las ciencias biológicas y agrícolas.Gerhard Lerch,1977