Aula 2 - Estatística experimental: Conceitos importantes

[Música] Oi pessoal! Vamos começar hoje a nossa aula falando sobre alguns princípios, conceitos e importância da estatística experimental. Nós podemos definir a estatística experimental como sendo uma ciência que tem o objetivo de estudar experimentos englobando várias etapas, desde aquelas iniciais, onde nós estamos planejando o nosso experimento, indo até a instalação do experimento, coleta de dados, análise estatística e interpretação dos resultados, tudo isso englobado na estatística experimental.

Essa ciência é muito importante, pois ela possibilita a otimização de sistemas produtivos, possibilita tomada de decisão de forma segura e padronizada, o planejamento de experimentos e a redação de relatórios técnicos, artigos e dissertações. Então, a estatística experimental é uma das principais disciplinas, uma das principais áreas que nós precisamos ter conhecimento, principalmente quando nós queremos trabalhar como pesquisadores, então nós precisamos falar sobre alguns conceitos importantes. Pesquisa por exemplo, nós podemos definir pesquisa então com uma investigação de algo inédito, de uma coisa nova.

Então sempre quando nós estamos querendo propor metodologias diferentes, produtos diferentes, nós precisamos então fazer uma pesquisa. Mas, muitas vezes, o que que nós queremos fazer é uma experimentação, então existe algo que é pesquisa e outra coisa diferente que é experimentação. A pesquisa, como falei, é a investigação de uma coisa nova.

A experimentação, nada mais é do que a gente verificar a adaptação de conhecimentos, ou tecnologias, em diferentes situações das quais elas foram Desenvolvidas. Então, por exemplo, se eu estou fazendo um trabalho para desenvolver novas variedades, novas cultivares de milho, isso é uma pesquisa. Se eu quero, por exemplo, testar várias cultivares de milho que já existem no mercado em uma determinada região, isso já é uma experimentação.

se eu estou trabalhando, por exemplo, com rações, se eu estou querendo criar uma nova ração, isso é uma pesquisa. Se eu estou querendo testar o desempenho dos meus animais alimentados com diferentes rações, daí é uma experimentação. Outro conceito importante é ensaio, ensaio então é um trabalho previamente planejado que seguem determinados princípios básicos, com a finalidade de fazer referências, com o objetivo de testar hipóteses.

Então pessoal, quando nós queremos então descobrir algo, nós fazemos um ensaio. Ensaio e experimento, nesse sentido então, são palavras sinônimas. Então, no meu experimento, eu quero 72 00:03:34,500 --> 00:03:39,590 estudar algo, eu posso querer estudar por exemplo diferentes variedades de tomate, diferentes raças de animais, isso então seria fator.

Nós definimos então fator como sendo aquilo que a gente tem interesse de estudar o efeito, e o nosso fator, ele pode ter então diferentes manifestações, que nada mais é do que os níveis. Certo? Então o que que seria isso?

Por exemplo, se o meu fator é a adubação, os meus níveis podem ser, por exemplo, adubação química, adubação orgânica. Se eu estou trabalhando com preparo de solo, o nosso nível, nesse fator que é preparo de solos, pode ser por exemplo, o desenvolvimento de solo de uma profundidade de 10 centímetros, desenvolvimento de solo da profundidade de 30 centímetros, plantio direto. Se eu estou trabalhando, por exemplo, com raças de animais, o fator seria raças, mas quais seriam os níveis?

Os níveis seriam poderiam ser, por exemplo, a raça charolesa, raça guzerá, a raça zebu. Nós podemos ter um experimento com um único fator ou podemos ter um experimento com dois ou mais fatores. O experimento que tem um único fator, é um experimento que nós chamamos de experimento unifatorial, e um experimento com mais de um fator é um experimento que nós chamamos de fatorial.

E quando a gente tem um experimento unifatorial, nós podemos então definir tratamentos como sendo cada um dos níveis do nosso fator de interesse. Então, se eu estou trabalhando cinco adubações, eu vou ter então cinco tratamentos, isso em um experimento unifatorial. Eu posso ter um experimento fatorial, imagina que estou querendo estudar o efeito de duas gramíneas, como a braquiarão e a tanzania, sobre quatro níveis de adubação nitrogenada diferente.

Então no caso desse eu vou ter dois fatores: o primeiro então seria as nossas gramíneas e o segundo fator que seriam então as nossas doses de nitrogênio. Se eu tenho dois níveis no primeiro fator e quatro níveis no segundo fator, eu falo que eu tenho um experimento fatorial 2x4. Se eu tenho um experimento em esquema fatorial 2x4, 2 vezes 4 eu vou ter então oito tratamentos.

O termo tratamento, para quando a gente tem um experimento esquema fatorial, nada mais é do que todas as combinações possíveis que nós vamos ter entre os níveis e os nossos fatores. Outro termo que nós utilizamos muito, é o termo testemunha. Testemunha é o nome dado para o tratamento padrão para comparação.

Geralmente, ele é um tratamento utilizado tradicionalmente ou comercialmente. Vamos supor que nós estamos querendo produzir barras de cereais com diferentes sabores, a nossa testemunha pode ser então uma barra de cereal comercial, que nós vamos colocar ela então entre os nossos tratamentos de forma a nós vermos se as barras de cereais que nós estamos criando é de fato melhor ou pior do que aquela já existente comercialmente. Se eu estou tentando propor diferentes fontes de adubação, diferentes formas de adubação, meu tratamento testemunha pode ser uma adubação recomendada.

Em algumas áreas da ciência, é utilizado o termo controle, tratamento cego, entre outros termos que substitui testemunha, às vezes é chamado tratamento branco. Outro termo bastante importante é o termo delineamento experimental. Delineamento experimental nada mais é do que a forma com a qual nós vamos distribuir os nossos tratamentos na área experimental.

Outro termo bastante importante, é o termo unidade experimental ou parcela. Unidade experimental nada mais é do que aquela menor parte do nosso experimento que vai receber o tratamento e fornecer dados para análise estatística. Então dependendo do nosso experimento, unidade experimental pode ser uma planta, ou um conjunto de plantas, ou canteiro, ou um vaso.

Pode ser um animal, pode ser uma baia, pode ser, por exemplo, uma placa de petri quando eu trabalho em laboratório. Outro termo utilizado, principalmente na parte da produção vegetal, é a área útil e bordadura. Então nós temos a nossa parcela, nessa nossa parcela aquelas plantas que nós vamos definitivamente avaliar seria nossa área útil, aquelas plantas laterais, que são plantas que nós utilizamos apenas para amenizar o erro experimental é o que nós chamaríamos de bordadura.

Repetição nada mais é do que o ato de repetir tratamento dentro do experimento. Então, as parcelas que recebem o mesmo tratamento são, nada mais nada menos que, repetições. Bloco, ele é um conjunto ambiental homogêneo que contém todos os tratamentos, ou pelo menos parte deles.

Temos apresentado aqui, alguns exemplos de experimentos onde nós vamos relembrar, revisar, alguns termos bases que nós falamos. Nesse experimento aqui, nós trabalhamos com a cultura da batata doce avaliando dez diferentes herbicidas. Então é um experimento unifatorial, cujo nosso fator então seria herbicida e os níveis então seriam esses dez diferentes tratamentos nesses dez diferentes herbicidas que a gente está utilizando.

Por ser um experimento unifatorial, se nós temos em dez níveis, nós temos dez tratamentos, se nós tínhamos então dez tratamentos, cada um desses tratamentos foram repetidos três vezes. Então dez vezes três nós vamos ter 30 parcelas, 30 unidades experimentais, sendo que cada uma dessas parcelas foram constituídas por dois vasos. Nesse outro exemplo aqui, foi um exemplo com a cultura do algodoeiro, nós temos aqui dois tratamentos, experimento unifatorial também, cujo o nosso fator seria então a presença de um gene para resistência a um determinado patógeno, então a gente tem dois níveis, dois tratamentos, que seria com e sem esse gene de resistência.

Nesse caso aqui nós tínhamos dois tratamentos, e, cada um desses tratamentos, se repetia 30 vezes, dois vezes trinta nós tínhamos então 60 parcelas, nesse caso aqui cada parcela foi constituída de um único vaso. Esse aqui é um outro experimento, que nós conduzimos a condições de campo. Aqueles dois iniciais, o da batata doce e o do algodoeiro, ele foi conduzido em um ambiente controlado, 240 00:11:43,300 --> 00:11:47,890 nesse caso aqui, por ser um experimento de campo, nós tínhamos uma maior variação ambiental.

Nós temos, por exemplo, uma inclinação na área de cultivo, como vocês podem ver, a gente tem uma parte aqui mais baixa e além disso nós temos um sombreamento no início desse experimento. Então, veja só! Eu coloquei linhas aqui para delimitar o que seria então os nossos blocos, só lembrando aqui blocos então são conjuntos ambientais suficientemente homogêneos dentro dos quais nós alocamos todos os nossos tratamentos, ou pelo menos parte deles, então nós dividimos essa área aqui em quatro blocos, quatro conjuntos ambientais homogêneos.

Veja só! Esse primeiro bloco aqui, eu vou estar na parte mais alta do terreno com sombra, nesse outro bloco aqui, na parte mais alta do terreno, sem sombra, esse terceiro bloco na parte mais baixa do terreno sem sombra e nesse quarto bloco aqui, vou estar na parte mais baixa do terreno com sombra. Então, na medida que eu colocar então todos os meus tratamentos dentro desse bloco, e repetir esses mesmos tratamento em cada um desses outros blocos, essa variação ambiental vai ser menos severa no nosso experimento.

Então nós temos aqui um experimento com a cultura da palma, e, nesse experimento aqui nós avaliamos quatro diferentes variedades de palma forrajeira com três métodos de colheita, então no caso, nós temos dois fatores onde é um experimento em esquema fatorial, onde o primeiro fator seria variedades e o segundo fator seria o método de colheita. Quatro níveis o primeiro fator, três níveis no segundo fator, então quatro vezes três eu vou ter então 12 tratamentos. Tenho 12 tratamentos que serão colocados neste primeiro bloco, esses mesmos 12 tratamento será repetido no segundo, no terceiro e no quarto, ou seja, 12 vezes 4, nós vamos ter 48 parcelas, as quais estão delimitadas por essas estacas.

Cada parcela, elas são constituídas de 14 antas e na hora de fazer a análise estatística, vou fazer a análise estatística em nível de total de parcelas, não dependendo da variável nível de média da parcela. Nós falamos sobre o conceito que seria bordadura, ao invés da gente avaliar todas as plantas, a gente avalia apenas as plantas centrais, nesse sentido, as plantas laterais que nós cultivamos apenas a fim de diminuir os efeitos ambientais, nós chamamos de bordadura. Vocês podem imaginar que as plantas laterais muitas vezes elas vão ser beneficiadas, por exemplo, por uma maior iluminação, podem ser também prejudicadas por ventos.

Nesse caso aqui, voltando para o experimento da palma, nós temos aqui no início dessa foto uma cultivar, uma variedade chamada palma miúda, e aqui a gente tem uma outra variedade palma. Vocês podem ver os diferentes tamanhos entre essas duas variedades, então essa primeira planta aqui, por exemplo, ela vai ser beneficiada em detrimento das demais dessa parcela por ela receber uma maior iluminação, já que essas plantas aqui, elas são plantas menores. Nesse sentido então, o que nós fizemos?

Nós consideramos aqui a nossa parcela, como sendo todas as plantas entre essas estacas, e essa primeira planta e a última seria a bordadura, então a gente vai considerar como dados no nosso experimento apenas as plantas centrais, e isso daí vai amenizar então nosso erro experimental. Aqui o último exemplo, uma foto que eu tirei da internet, nesse site citado aqui embaixo, aqui nós temos então animais divididos por essas grades onde nós podemos chamar cada quadrado um deles como sendo uma baia, num caso como esse, nós poderíamos por exemplo alocar cada uma dessas baias uma determinada ração, e nesse caso aí, nós considerarmos como parcela esse conjunto de animais que a gente tem dentro de cada uma das baias. Então esses são só exemplos pra gente conseguir entender como que é conduzido um experimento e resumir também todos aqueles termos que nós falamos inicialmente.