Mądry J. - Doświadczalnictwo rolnicze. Wykłady i ćwiczenia.pdf

(21926 KB) Pobierz
Wiestaw Mq_dry
DoSwiadczalnictwo
rolnicze
Planowanie doswiadczeri
czynnikowych i analiza wynik6w
Wyktady i cwiczen ia
Warszawa 1996
Spis
tresci
Od autora
l. Wprowadzenie
2. Doswiadczenie jednoczynnikowe w uldadzie calkowicie losowym
i ukladzie
losowanych
blok6w
2.1. Og61ne pojcrcia zwüizane z doswiadczeniem czynnikowym
2.2. Losowosc zjawisk i problemy statystyczne w doswiadczeniu
czynnikowym
2.3. Planowanie doswiadczeniajednoczynnikowego
2.4. Statystyczna analiza i interpretacja wynik6w z doswiadczenia
jednoczynnikowego
2.4. l. Zasady analizy wariancji wynik6w z doswiadczeniajedno-
czynnikowego
2.4.2. Por6wnania wielokrotne, kontrasty i wydzielanie grup
jednorodnych srednich obiektowych
2.5. Przyklady doswiadczenjednoczynnikowych
2.5. l
.
Doswiadczeniajednoczynnikowe w ukladzie calkowicie
losowym
2.5.2. Doswiadczeniajednoczynnikowe w ukladzie losowanych
hl~~
7
9
12
12
16
20
26
26
35
43
43
~
3.
Doswiadczenie dwuczynnikowe
w
ukladzie
calkowicie
losowym,
ukladzie losowanych blok6w
i
ukladzie
split
plot
3.1.
Planowanie doswiadczenia dwuczynnikowego
3.2. Statystyczna analiza i interpretacja wynik6w doswiadczenia
dwuczynnikowego
3.2.1.
Zasady analizy wariancji
wynik6w
doswiadczenia
dwuczynnikowego
3.2.2.
Por6wnania
wielokrotne
srednich oraz kontrasty
dla
efekt6w
gl6wnych i
efekt6w
wsp6ldzialan
3
.3
Przy klady doswiadczen dwuczynnikowych
3.3.1. Doswiadczenia dwuczynnikowe w ukladzie losowanych
blok6w
3.3.2. Doswiadczenia dwuczynnikowe w ukladzie
split
plot
53
53
56
56
66
71
71
77
6
4. Doswiadczenie tr6jczynnikowe w ukladzie calkowicie losowym,
ukladzie Iosowanych blok6w i ukladzie
split
plot
4.1. Planowanie doswiadczenia tr6jczynnikowego
4.2. Statystyczna analiza i interpretacja wynik6w z doswiadczenia
tr6jczynnikowego
4.2.1
.
Zasady analizy
wariancji
wynik6w
z
doswiadczenia
tr6jczynnikowego
4.2.2. Por6wnania wielokrotne
srednich
dla
efekt6w
gl6wnych
i efekt6w wsp6ldzialan
4.3.
Przyklady doswiadczen tr6jczynnikowych - Doswiadczenia
tr6jczynnikowe w ukladzie split plot
5. Przeksztakenia zmiennych
losowych
w analizie wariancji
Literatura
82
82
od
autora
Gl6wnymi metodami badawczymi w naukach przyrodniczych i rolniczych oraz
praktyce gospodarczej sii planowane doswiadczenia czynnikowe oraz pozaekspe-
rymentalne pozyskiwanie danych reprezentatywnych dla pewnego
zjawiska
lub
procesu. Poprawne poslugiwanie
si~
tymi
metodami wymaga
stosowania
zasad
doswiadczalnictwa, kt6re
sii
oparte na teorii statystyki
matematycznej.
Dobre zro-
zumienie idei metod doswiadczalnictwa
i nabycie
umiej~tno§ci
ich
odpowiedniego
stosowania staje
si~
obecnie szczeg61nie
wa:Zne
zwlaszcza dla os6b, kt6re
pracuj&
Jub przygotowuj&
si~
do pracy naukowej, pracy w zakresie analizy danych, do-
radztwa i zarzqdzania oraz obslugi
system6w
infonnatycznych w gospodarce. Ros-
n&ce
znaczenie znajomosci statystyki
i doswiadczalnictwa w dobie powszechnego
zastosowania komputer6w
wynika
z latwej i
szerokiej
dost~pnosci
r6znych pakiet6w
statystycznych.
Stwarza
to
duze moi:liwosci nieodpowiedniego poslugiwania
si~
programami statystycznymi w opracowaniu danych doswiadczalnych
lub
danych
z obserwacji. Moze to byc niebezpieczne dla jakosci wnioskowania oraz dla opinii
uzytkownik6w o metodach
statystycznych.
Niniejsza pozycja wydawnicza ma na celu przyblizenie Czytelnikowi pod-
stawowych
poj~c
z zakresu doswiadczalnictwa oraz
najcz~sciej
stosowanych
sta-
tystycznych metod planowania doswiadczen jedno-, dwu- i tr6jczynnikowych a
takze analizy
wynik6w otrzymywanych
w tych doswiadczeniach opartych na ana-
lizie wariancji oraz procedurach
por6wnan
wielokrotnych i wydzielania grnp jed-
norodnych.
Poszczeg6lne zagadnienia s&
przedstawione
w
formie
wykladu
oraz
cwiczen
ilustrowanych odpowiednimi przykladami
doswiadczen
z
r6znych
dziedzin
nauk rolniczych
i
ogrodniczych.
Skrypt ten
zostal
napisany pod
wplywem
do-
swiadczen,
jakie autor zebral w trakcie wieloletniego prowadzenia
wyklad6w
i
cwiczen z
doswiadczalnictwa rolniczego
i
ogrodniczego dla
student6w,
doktorant6w
i pracownik6w
Wydzialu Rolniczego i Ogrodniczego
SGGW
oraz poza
Uczelni&.
Adresowany
jest
on gl6wnie
do
student6w
IV i
V roku
i doktorant6w Wydzialu
Rolniczego
i Ogrodniczego
oraz
do pracownik6w
naukowych
tych
wydzial6w
i
innych
pokrewnych instytucji naukowych.
Efektywne
korzystanie
z
tresci tego
skryptu
wymaga od Czytelnika
znajomosci
teorii zmiennych losowych (zmienna
t i F) oraz podstaw
statystyki
matematycznej,
a w szczeg61nosci zagadnien
estymacji
parametr6w jednej zmiennej w populacji oraz weryfikacji hipotez parametrycznych
za pomocq test6w istotnosci.
87
87
101
106
118
119
8
Od
autora
Wyrai.am
serdeczne
podzivkowania
wszystkim osobom, kt6rzy
przyczynili
siv znacz&co
do
powstania tego
skryptu.
Szczeg61nie
serdeczne
podzivkowania
i wdzivcznosc
kierujv do
Pana Profesora doktora
habilitowanego
Tadeusza Przy-
bysza z
Instytutu Metod
Matematycznych Akademii
Rolniczej
w
Lublinie
za nie-
zwykle
wnikliw& i
starann&
recenzjv, dzivki
kt6rej moglem
ulepszyc
zar6wno
trdc jak
i
formv
skryptu.
Kolegom
z Katedry
Statystyki
Matematycznej
i
Do-
swiadczalnictwa
doktoro
wi
J
anuszowi
G6rczynskiemu i doktorowi
habilitowanemu
Wojciechowi
Zielinskiemu
dzivkujv za
zachv
tv do
napisania
skryptu
z doswiad-
czalnictwa
oraz
rady w trakcie jego pisania. Kolei:ankom i Kolegom
z r6i:nych
katedr Szkoly Gl6wnej
Gospodarstwa
Wiejskiego
jestem
wdzivczny za
udostv-
pnienie danych doswiadczalnych. Osobami tymi
s&:
Doktorzy
habilitowani
Ewa
Jadczuk i Kazimierz
Tomala
z
Katedry Sadownictwa
W
ydzialu
Ogrodniczego,
doktor
Jan
Rozbicki
z
Katedry
Szczeg616wej Uprawy
Roslin
oraz
doktor
W
ieslaw
Szulc z
Katedry
Chernii
Rolniczej
Wydzialu Rolniczego. Dzivkujv
kolei:ance
mgr
ini:
Jolancie Dobiesz
z
Katedry
Szczeg6t6wej
Uprawy
Roslin za
pomoc
przy
skladzie
komputerowym tekstu.
Bvdv
wdzivczny wszystkim osobom, kt6re zglosz& swoje
krytyczne
uwagi
o
skrypcie.
1
Wprowadzenie
Zgromadzona
dotychczas
wiedza przyrodniczo-rolnicza
pochodzi
z trzech pod-
stawowych ir6del:
1)
z praktyki rolniczej,
kt6rej
swiadome
uprawianie
od
pocz&tku
cywilizacji
pozwolilo
ludziom
obserwowac
zjawiska
przyrodnicze i
stwierdzac zwi&zane z
nirni
prawidlowosci
(niekiedy formulowane taki:e
w
postaci przysl6w
i porzekadel
ludowych),
2)
z obserwacji
i
opis6w jakosciowych
i
ilosciowych zjawisk oraz obiekt6w
przyrodniczych
wzi~tych
z natury,
3)
z
bio/ogicznych
i
rolniczych
badan
i
obserwacji naukowych,
kt6rych
celem
jest obiektywne, wszechstronne
i
moi:liwie
precyzyjne poznanie
oraz logiczne
wyjasnienie
nowych fakt6w
i zjawisk jakosciowych
i
ilosciowych
zachodz&cych
w
przyrodzie i
gospodarce
rolniczej.
W
przeszlosci wiedza rolnicza
pochodzila
gl6wnie
z dw6ch
pierwszych
ir6del,
jednak
jui.
od
pocz&tku
XX wieku zaczvto dominowac trzecie
ir6dlo.
Obecnie
najwai:niejszym
ir6dtem wiedzy
(nie
tylko w rolnictwie, ale w
kai.dej dziedzinie
dzialalnosci czlowieka) Set
badania i
obserwacje, prowadz&ce
do gromadzenia
wie-
dzy
naukowej.
Rolnicze
i pokrewne
badania
naukowe
mog&
byc wykonywane
r6i.nymi
me-
todami. Niekt6re z nich oparte Sll
tylko
na
dedukcj i i
indukcji
matematycznej
,
inne
tylko
na
eksperymencie
i
pozyskiwaniu wynik6w
reprezentatywnych
dla ba-
danego
zjawiska.
Czvsto
stosuje siv
metody
badawcze
l<iczqce
w sobie zar6wno
elementy dedukcji i indukcji,
jak
i
eksperymentu,
kt6rego
wy
niki
s<i zar6wno
inspiracjq do badan
matematycznych
nad danym
zjawiskiem,
jak i
podstaw:i do
weryfikacji
teorii. Metody
te
Sq stosowane gl6wnie w odkrywaniu i
tlumaczeniu
praw przyczynowo-skutkowych
zjawisk
deterministycznych,
czyli
takich,
kt6rych
uwarunkowanie przyczynowe jest
calkowicie
poznawalne, a wyniki
sq w pelni
przewidywalne
(z dokladnosci:i
do
blvdu
pomiaru). Zjawiska deterministyczne
roz-
patrywane
Sq
w fizyce, i chemii oraz
naukach
technicznych.
Prawie
wszystkie
zjawiska
biologiczne i rolnicze, ze wzglvdu
na ich
przyczynowq
zloi:onosc, s:i zar6wno
deterministyczne,
jak
i
indeterministyczne,
czyli losowe.
Jak pisze Rao
(1994),
Sll one mieszanin&
determinizmu
i
indeterminizmu.
Ich
przebieg
jest
deterministyczno-/osowy.
Wynika to
St(!d,
ze sposr6d
nieskonczenie
wielu Jub skonczonej ,
ale
wielkiej
liczby
przyczyn
tych
zjawisk, tylko niekt6re
przyczyny
s:i poznawalne.
Wobec tego przebieg
omawianych zjawisk i ich
wynik
10
Rozdzial
1
Rozdzial
J
11
ilosciowy
S'I
tylko
cz~sciowo
przewidywalne,
a
cz~Sciowo
nieprzewidywalne, czyli
losowe.
W
badaniu zjawisk
biologicznych i rolniczych
stosuje
si~
gl6wnie metody
doswiadczalne i
pozyskiwanie
reprezentatywnych wynik6w z obserwacji przebiegu
i rezultat6w
zjawisk
zachodz<1cych w przyrodzie lub proces6w produkcyjnych.
Naukowo-badawcze metody doswiadczalne
w
rolnictwie
zacz~to
wprowadzac
od
polowy
XIX wieku.
Jedn<t
z
pierwszych
naukowo-eksperymentalnych
instytucji
rolniczych
jest
slynna
dzis
Stacja
Doswiadczalna
w
Rothamsted
(Angl ia), kt6r<1
zaloi.ono w 1843 roku
(w roku
1993
obchodzono
uroczyscie 150-lecie jej
dzia-
lalnosci). W
P
olsee
zacz~to
prowadzic doswiadczenia rolnicze na przelomie XIX
i
XX wieku. Ich prekursorami
byli
E.
Zal~ski
i
J
.
Przyborowski.
Wi~kszosc
doswiadczen rolniczych
z
zakresu produkcji roSlinnej
i
zwierz~cej
1)
statystyczne
p~anowanie
doswiadczen
roslinnych
i
zwierz~cych
w
r6i.nych
warunkach
przyrodniczych
oraz sposoby
pozadoswiadczalnegopozyskiwaniarepre-
zentatywnych
wynik6w
o
przebiegu
zjawisk przyrodniczych
i
rolniczych,
2) opracowywanie metod
statystycznych
oraz doskonalenie i upowszechnianie
i~h
:astosowan w analizie
i
interpreta~ji
wynik6w
doswiadczalnych i
innych
wy-
mkow
reprezentatywnych
dla badaneJ
prawidtowofoi.
Kl asyc~ny
rozw6j doswiadczalnictwa rolniczego
zostal
skierowany
na
opra-
c?'?wame. c?raz
doskonalszych metod
umoi.liwiaj:tcych
badanie
wplywu czyn-
mkow
z
nummalnym
bl~dem
oraz
oszacowanie zmiennosci
tego
bl~du.
W
niniejszym
opracowaniu
b~dziemy
omawiac
zar6wno
planowanie doswiad-
czen,
jak.
i
anali z~ wyni~6w.
Zaktadamy,
ze
Czytelnik
przyswoH
sobie podstawy
statystyk1
matematyczneJ
,
a w
szczeg61nosc i
takie
dzialy,
jak:
0
rozklady
zmiennych losowych,
ma na celu okreslenie wplywu
czynnik6w
na
cechy
ilo§ciowe roslin lub
zwierzqt
w scisle
kontrolowanych
warunkach
§rodowiskowych.
Przy
ich
prowadzeniu
po-
jawiaj:t
si~
problemy
wynikajt}ce z
cz~sciowej
losowosci zjawisk
biologicznych,
kt6ra zwi<1zana jest
z
brakiem wiedzy o wszystkich przyczynach tych
zjawisk
oraz brakiem
moi.liwosci
ich
technicznego kontrolowania.
Problemy
te dotycz<i
zaplanowania doswiadczenia
w
taki
spos6b, aby
mimo losowosci
zjawisk
bio-
logicznych, mofoa bylo
na
podstawie wynik6w stwierdzic z zaloi.onym prawdopo-
dobieflstwem
popelnienia
bl~du,
ze
badane
czynniki wplywaj(l
na dan(l
cech~
roslin
,
zwierz<it lub ich srodowiska albo
i.e
nie
moi.na
dopatrzec
si~
ich
wplywu. Podane
problemy mog:t byc rozwi<1zywane
za pomoc<1
metod
statystyki
matematycznej.
Pocz(ltek
rozwoju
eksperymentalnych
metod statystycznych,
inspirowany
przez
potrzeby prowadzonych na
coraz
wi~ksz<i
skal~
doswiadczefl,
datuje
si~
na
lata
dwudzieste
XX wieku. Statystycy wsp61nie z
naukowcami
rolnikami
zacz~li
opra-
cowywac odpowiednie
metody
zakladania
i
prowadzenia doswiadczen
oraz metody
analizy
i
interpretacji wynik6w
oparte na intensywnie rozwijanej
teorii
statystyki
matematycznej.
W
ten
spos6b
wyodr~bnila
si~
nowa
d
ziedzina
nauki i wiedzy
nazwana w
j~zyku
polskim
doswiadczalnictwem rolniczym lub
kr6tko doswiad-
czalnictwem (w
j~zyku
angielskim
ui.ywana
jest zwykle
nazwa
experimental
de-
sign).
Jest
to
dziedzina
interdyscyplinarna, obejmuj(lca przede wszystkim problemy
czysto
statystyczne.
Dlatego
doswiadczalnictwo jest
cz~sto
traktowane
jako
gal<ti
stosowanej
statystyki
matematycznej. Jednak poprawne uprawianie tej dziedziny
nauki i wiedzy musi
skupiac
i
l(lczyc
wysilki
specjalist6w
z
r6foych
dyscyplin
statystycznych i
przyrodniczo-rolniczych.
St<td odpowiedniejsze jest traktowanie
doswiadczalnictwajako dziedziny interdyscyplinarnej,
zaliczanej do nauk
zar6wno
rolniczych jak
i matematycznych.
Przedmiotem zainteresowan doswiadczalnictwa rolniczego
s:t dwa podsta-
wowe
zagadnienia:
0
estymacja
punktowa
i przedziatowa parametr6w zmiennej w populacji
oraz
0
weryfikacja
parametrycznych
hipotez
statystycznych za
pomoq
test6w
istot-
nosci.
~ymi.:nio~e
zaga.d
nienia
sii przedstawione w dw6ch
poprzednich
skryptach
z
teJ sem. Nie
b~dz1emy
wivc
definiowac podstawowych
poj~c
statystycznych
wykorzystywanych
w
tym
skrypcie.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin