เอกสารประกอบการสอนรายวิชา 100302

1. เอกสารประกอบการสอนรายวิชา 100302 STATISTICS FOR AGRICULTURAL RESEARCH สถิติเพื่อการวิจัยทางการเกษตร อ.ดร. พัชริน ส่งศรี ภาควิชาพืชศาสตร์และทรัพยากรการเกษตร คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

2. บทที่ 4 การวางแผนการทดลองเบื้องต้น - องค์ประกอบของงานทดลอง - แผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ (CRD) - การวิเคราะห์ความแปรปรวน - การเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยเบื้องต้น

3. การทดลอง (experiment) • การแสวงหาคำตอบตามที่ได้วางแผนไว้ • เพื่อค้นหาความจริงใหม่ๆ • หรือ ทดสอบผลที่ได้ทำมาแล้วว่าเป็นจริงหรือไม่

4. การวิจัยและการทดลอง • ความหมายคล้ายกัน • แต่การทดลองเป็นระเบียบวิธีวิจัยประเภทหนึ่งในหลายประเภท • การวิจัยเชิงประวัติศาสตร์ • การวิจัยเชิงพรรณนา • การวิจัยเชิงทดลอง

5. สถิติกับการวิจัย

6. สถิติกับการวิจัย • วิจัยเป็นการแสวงหาความรู้ใหม่โดยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ • สถิติเป็นกระบวนการแสวงหาความรู้ใหม่ ที่เกี่ยวกับ • การวางแผนการทดลอง • การเก็บข้อมูล • การวิเคราะห์ข้อมูล • การแปรผลข้อมูล • ซึ่งจะทำให้ผลการทดลองหรือ ผลการวิจัยมีความน่าเชื่อถือ

7. ผลการทดลองไม่น่าเชื่อถือถ้าหาก ผลการทดลองไม่น่าเชื่อถือถ้าหาก • การทดลองขาดการวางแผนการทดลองที่ดี • และขาดการเก็บข้อมูลที่ดี • ขาดความสมบูรณ์ในการวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติ

8. ดังนั้นนักวิจัยต้องมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับสถิติ ก่อนที่จะทำงานวิจัยเรื่องใดเรื่องหนึ่ง

9. หลักการวางแผนการทดลองหลักการวางแผนการทดลอง • นักวิจัยทำงานทดลอง • เพื่อให้ได้ความรู้ใหม่ๆ • และนำความรู้นั้น ไปใช้ให้เป็นประโยชน์ เช่น การพัฒนาพันธุ์พืช และ สัตว์ การจัดการดินและน้ำเพื่อเพิ่มผลผลิต

10. หลักการวางแผนการทดลองหลักการวางแผนการทดลอง ส่วนประกอบในงานทดลอง ทรีตเมนต์ (treatment)คือ สิ่งหรือวิธีการที่นำมาทดลองเปรียบเทียบกัน หน่วยทดลอง (experimental unit)คือ กลุ่มหรือวัตถุทดลองที่ได้รับทรีตเมนต์ใดทรีตเมนต์หนึ่ง

11. ส่วนประกอบในการทดลอง • ทรีตเมนต์ (treatment) คือ สิ่งทดลองหรือวิธีการ ที่นำมาทดลองเปรียบเทียบกัน เช่น

12. ทรีตเมนต์ (treatment) • วิธีการกำจัดแมลง N0

13. ทรีตเมนต์ (treatment) • พันธุ์พืชที่นำมาทดลองเปรียบเทียบ

14. ทรีตเมนต์ (treatment) • การใช้ปุ๋ยในอัตราต่างๆ

15. 2. หน่วยทดลอง (experiment unit) คือกลุ่มของวัตถุทดลองที่ได้รับทรีตเมนต์ใดทรีตเมนต์หนึ่ง เช่น

16. การทดสอบการเปรียบเทียบปุ๋ยสูตรต่างๆ กับต้นหน้าวัวในกระถาง

17. การทดสอบการเปรียบเทียบปุ๋ยสูตรต่างๆ กับต้นหน้าวัวในกระถาง • ปุ๋ยสูตรต่างๆ เป็น tmt • กระถาง ต้นหน้าวัวเป็นหน่วยทดลอง

18. การทดลองเปรียบเทียบสูตรอาหารหมูการทดลองเปรียบเทียบสูตรอาหารหมู

19. การทดลองเปรียบเทียบสูตรอาหารหมูการทดลองเปรียบเทียบสูตรอาหารหมู • อาหารสูตรต่างๆ เป็น tmt • หมูในคอกคือ หน่วยการทดลอง

21. หลักการวางแผนการทดลองหลักการวางแผนการทดลอง ความคลาดเคลื่อนของการทดลอง (Experimental error) ความแตกต่างระหว่างหน่วยทดลองที่ได้รับอิทธิพลของทรีตเมนต์เดียวกัน

22. สาเหตุของความคลาดเคลื่อนของการทดลองสาเหตุของความคลาดเคลื่อนของการทดลอง • ความแตกต่างที่มีอยู่ในวัตถุทดลองก่อนการทดลอง (inherent variability)

23. สาเหตุของความคลาดเคลื่อของการทดลองสาเหตุของความคลาดเคลื่อของการทดลอง 1. ความแตกต่างที่มีอยู่ในวัตถุทดลองก่อนการทดลอง (inherent variability) เช่นการทดลองสูตรอาหารต่างๆ กับการเลี้ยงสุกร ปัญหา พันธุกรรมสุกร

24. สาเหตุของความคลาดเคลื่อนของการทดลองสาเหตุของความคลาดเคลื่อนของการทดลอง 2. ความแตกต่างเนื่องมาจากสิ่งภายนอก(extraneous variability)

25. สาเหตุของความคลาดเคลื่อนของการทดลองสาเหตุของความคลาดเคลื่อนของการทดลอง 2. ความแตกต่างเนื่องมาจากสิ่งภายนอก(extraneous variability) เช่น อิทธิพลของสภาพแวดล้อม การทดลองในสภาพแปลง

26. การทดลองที่มีประสิทธิภาพดีการทดลองที่มีประสิทธิภาพดี • ต้องมีความคลาดเคลื่อนของการทดลองน้อยที่สุด เท่าที่จะทำได้

27. การลดความคลาดเคลื่อนของการทดลองอันเนื่องมาจากความแตกต่างของวัตถุทดลองการลดความคลาดเคลื่อนของการทดลองอันเนื่องมาจากความแตกต่างของวัตถุทดลอง • ทำได้โดยการเลือกวัตถุทดลองให้มีความสม่ำเสมอ หรือเลือกใช้แผนการทดลองที่เหมาะสม

28. สำหรับการลดความคลาดเคลื่อนของการทดลองจากสิ่งภายนอกสำหรับการลดความคลาดเคลื่อนของการทดลองจากสิ่งภายนอก • โดยทดลองอย่างละมัดระวัง • พิถีพิถันในการดูแลงานทดลอง • มีความแม่นยำในการใช้เทคนิคในการเก็บข้อมูล • มีความรอบคอบในการบันทึกข้อมูล

29. การทำซ้ำ (replication) • คือ การที่ให้ทรีตเมนต์หนึ่งๆ กับหน่วยทดลองอย่างน้อย 2 หน่วยทดลอง • เช่น • การทดสอบเปรียบเทียบปุ๋ยสองระดับได้แก่ 25 กก./ไร่ กับ 50 กก./ไร่ • ปลูกทดสอบทั้งหมด 8 แปลง • ทรีตเมนต์ละ 4 แปลง (4 ซ้ำ)

30. การทำซ้ำนั้นเป็นสิ่งที่จำเป็นมากในการทำงานทดลองการทำซ้ำนั้นเป็นสิ่งที่จำเป็นมากในการทำงานทดลอง • เพราะซ้ำนั้น มีบทบาทสำคัญในการทดลองหลายประการ คือ

31. การทำซ้ำ • ทำให้ประมาณค่าความคลาดเคลื่อนของการทดลองได้ • ความคลาดเคลื่อนของการทดลอง คือความแตกต่างกันของหน่วยทดลองที่ได้รับอิทธิพลของ tmtเดียวกัน • ดังนั้นอย่างน้อยต้องมี 2 หน่วยทดลองที่ได้รับอิทธิพลของ tmtเดียวกัน จึงจะประมาณหาค่าความคลาดเคลื่อนของการทดลองได้

32. การทำซ้ำ 2. ทำให้การทดลองมีความเที่ยงตรงมากขึ้นโดยทำให้ standard error ของ treatment mean ลดลงซึ่งแสดงให้เห็นได้จากสูตร

33. สูตร SE = S2/r เมื่อ SE = standard error ของ treatment mean S2 = experimental error และ r = จำนวนซ้ำของการทดลอง

34. การทำซ้ำ 3. เป็นการควบคุมความคลาดเคลื่อนของการทดลองได้

35. การทดลองหนึ่ง ๆ จะมีจำนวนซ้ำเท่าใด ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ • 1. ความแปรปรวนของลักษณะที่ศึกษา • ถ้าความแปรปรวนมาก ควรมีซ้ำมาก • แปรปรวนน้อย ซ้ำน้อย • 2. จำนวนทรีตเมนต์ • - Tmtน้อย ซ้ำมาก เนื่องจากต้องให้มี dfของ error ไม่ควรน้อยกว่า 9 และในช่วงที่เหมาะสมควรจะเป็น 10-12

36. 3. ขนาดของความแตกต่าง หมายถึงความแตกต่างระหว่างค่าเฉลี่ยของทรีตเมนต์ • ถ้าขนาดความแตกต่างของ tmtมีมาก ไม่ต้องทำซ้ำมาก • เช่น การทดสอบวิธีกำจัดวัชพืชกับผลผลิตของข้าวโพดสองการทดลอง • 1 เปรียบเทียบวิธีการกำจัดด้วยมือ กับไม่ดายหญ้า • 2 เปรียบเทียบวิธีการกำจัดวัชพืชด้วยมือกับสารเคมี 5 สาร • การทดลองที่หนึ่งควรมีซ้ำน้อยกว่า

37. การสุ่ม (randomization) • หมายถึง การจัดให้ทรีตเมนต์มีโอกาสที่จะถูกกำหนดให้กับหน่วยทดลองใดเท่าๆ กัน • เพื่อที่จะทำให้ทรีตเมนต์อยู่ในหน่วยทดลองใด โดยไม่ลำเอียง (bias) • การสุ่มจะทำให้ประมาณค่าความคลาดเคลื่อนของการทดลองได้อย่างถูกต้อง • ทำให้การหาค่าเฉลี่ยอิทธิพลของทรีตเมนต์มีความถูกต้อง • ทำให้การเปรียบเทียบทรีตเมนต์อยู่บนพื้นฐานของความยุติธรรม

38. ขั้นตอนและสิ่งที่ควรพิจารณาในการวางแผนทำการทดลองขั้นตอนและสิ่งที่ควรพิจารณาในการวางแผนทำการทดลอง

39. ขั้นตอนและสิ่งที่ควรพิจารณาในการวางแผนทำการทดลองขั้นตอนและสิ่งที่ควรพิจารณาในการวางแผนทำการทดลอง • ขั้นศึกษาปัญหาและวิเคราะห์ปัญหา • ขั้นตั้งวัตถุประสงค์ของการทดลอง • ขั้นการเลือกทรีตเมนต์ • ขั้นการเลือกวัตถุทดลอง • ขั้นการเลือกขนาดการทดลอง • ขั้นการเลือกเทคนิคหรือวิธีการทดลองที่เหมาะสม • ขั้นการเลือกแผนการทดลอง • ขั้นการเลือกลักษณะที่ศึกษา และลักษณะประกอบอื่น ๆ

40. 1. ขั้นศึกษาปัญหาและวิเคราะห์ปัญหา เช่น การปลูกข้าวโพดมีปัญหาเรื่องโรคทำให้โตไม่ดี • การปลูกข้าวมีปัญหาเรื่องดิน • การป้องกันการชะช้างของดิน • การจะตอบคำถามเหล่านี้ได้จะต้องมีการทดลองเพื่อแก้ปัญหา

41. 2. ตั้งวัตถุประสงค์ของการทดลอง • ชัดเจนและเจาะจงว่าจะตอบคำถามอะไร หรือทดสอบสมมุติฐานอะไร • ที่สำคัญต้องระบุว่าจะใช้กับประชากรกลุ่มป้าหมายประชากรใด • เช่น งานทดลองหนึ่ง มีวัตถุประสงค์เพื่อหาอัตราปุ๋ยที่เหมาะสมต่อการปลูกข้าวนาปรังในเขตชลประทานภาคกลาง • ดังนั้นงานทดลองนี้ใช้ได้กับเฉพาะที่ทดลองเท่านั้น

42. 3. การเลือกทรีตเมนต์ ต้องพิจารณาว่า tmtที่เลือกนั้น สามารถทำให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการทดลองหรือสามารถตอบคำถามที่ตั้งเอาไว้ได้ เช่น ปัญหา ข้าวผลผลิตต่ำ นักวิจัยจึงตั้งสมมุติฐานสองอัน ดังนี้ วัชพืช? หากเป็นวัชพืชหามีวิธีการกำจัดอย่างไร 1. tmtควรเป็น กำจัดวัชพืช กับ ไม่กำจัด 2. tmtควรมีหลายวิธี เช่นใช้แรงงานคนกับสารเคมี

43. 4. การเลือกวัตถุทดลอง • วัตถุทดลองควรมีความสม่ำเสมอหรือมีความแปรปรวนน้อย เพราะจะทำให้ความคลาดเคลื่อนของการทดลองน้อยด้วย

44. 5. การเลือกขนาดการทดลอง • เล็กใหญ่ ขึ้นกับ tmt ซ้ำ และขนาดของหน่วยทดลอง • จำนวน tmt ขึ้นกับ วัตถุประสงค์ของการทดลองด้วย • จำนวนซ้ำ ขึ้นกับ • ความแปรปรวนของลักษณะที่ศึกษา • จำนวน tmt • ขนาดของความแตกต่างของ tmt

45. 6. ขั้นการเลือกเทคนิคหรือวิธีการทดลองที่เหมาะสม • ควรควบคุมอิทธิพลจากภายนอกเพียงพอให้ tmt แสดงอิทธิพลได้ในสภาพที่เหมือนกัน 7. ขั้นเลือกแผนการทดลอง 8. เลือกลักษณะที่ศึกษา

46. แผนการทดลองแบบCompletely Randomized Design (CRD)

47. ใช้ในกรณีที่หน่วยทดลองมีความสม่ำเสมอเหมือนกัน • สามารถที่จะควบคุมสภาพแวดล้อมให้หน่วยทดลองมีความเหมือนกันได้

48. งานทดลองในกระถาง

49. งานทดลองในห้องปฏิบัติการงานทดลองในห้องปฏิบัติการ

50. การสุ่ม (randomization) • คือการสุ่มทรีตเมนต์สำหรับหน่วยทดลอง • เป็นลักษณะของการสุ่มแบบสมบูรณ์ • ทุกๆ หน่วยทดลองมีโอกาสที่จะได้รับทรีตเมนต์ใดทรีตเมนต์หนึ่งอย่างยุติธรรม