ANLAGEMETHODEN FÜR ON-FARM EXPERIMENTE

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Jan Krüger
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1 ANLAGEMETHODEN FÜR ON-FARM EXPERIMENTE Christel Richter Department Nutzpflanzen- und Tierwissenschaften Fachgebiet Biometrie und Versuchswesen Humboldt-Universität zu Berlin

2 . Überblick über geeignete Anlagemethoden. Umsetzung in Einzelversuchen. OFE in Serie

3 . Überblick ANLAGEMETHODEN ohne RANDOMISATION mit Systematische Anlagen Randomisierte Anlagen. Standardmethoden. Anbauvergleich. Vollständig randomisierte Anlage. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in einer Richtung vollständige Blocks. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in zwei Richtungen vollständige Blocks und Säulen. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in ein oder zwei Richtungen unvollständige Blocks und/oder Säulen

4 Systematische Anlagen. Standardmethoden Langparzellenanlage r 8 r 7 a a 6 6 Prüfglieder St Standardprüfglied r 6 r 5 r r r Historische Auswertungsempfehlungen: Schätzung des Ertragspotenzials jeder PG- Parzelle (a) aus benachbarten Standard- Parzellen oder (b) polynomiale Regression für die Parzellen -Werte des Standardprüfglieds f(x,y) über gesamte Fläche Korrektur der beobachteten PG-Werte VA als Blockanlage mit korrigierten Daten r St a a St a a St a 5 a 6 St

5 Systematische Anlagen. Standardmethoden Langparzellenanlage r 8 r 7 r 6 r 5 für jedes Prüfglied nur eine Randomisationseinheit nur Pseudowiederholungen, keine echten Wiederholungen keine echten Blocks r r r Lackmus-Test nicht bestanden r St a a St a a St a 5 a 6 St 5

6 Systematische Anlagen.. Anbauvergleiche Kontrollierter Anbauvergleich Historische Auswertungsempfehlung: Betrachtung als Blocks VA als Blockanlage a a a 6

7 Systematische Anlagen.. Anbauvergleiche Kontrollierter Anbauvergleich für a echte Wiederholungen, für a nur eine Wiederholung (eine Randomisationseinheit) innerhalb der Parzellen Pseudowiederholungen keine echten Blocks Lackmus-Test nicht bestanden a a a 7

8 Systematische Anlagen.. Anbauvergleiche Faktorieller Anbauvergleich Historische Auswertungsempfehlung: b Betrachtung als Blocks VA als Blockanlage b analog zum kontrollierten Anbauvergleich b Lackmus-Test nicht bestanden a a a 8

9 . Überblick ANLAGEMETHODEN ohne RANDOMISATION mit Systematische Anlagen Randomisierte Anlagen. Standardmethoden mit und ohne Wiederholungen. Anbauvergleich. Vollständig randomisierte Anlage. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in einer Richtung vollständige Blocks. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in zwei Richtungen vollständige Blocks und Säulen. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in ein oder zwei Richtungen unvollständige Blocks und/oder 9 Säulen

10 Randomisierte Anlagen. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in einer Richtung vollständige Blocks so: + Verlauf der Bodengüte Block Block Block BODEN- GÜTE - a a a a a a a a a BLOCK - Block - + a a a BODEN- GÜTE so nicht! + 0

11 Randomisierte Anlagen. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in einer Richtung vollständige Blocks so: Block a a a BLOCK Block a a a Block a a a Block a a a so nicht!

12 y (m) Blindversuche Blumberg b. Berlin Parzellengröße: m xm Hanf 95 Winterroggen 955 Rüben 956 Hafer 957 Hanf 958 Klassenbreite = / des arithmetischen Mittels (Klassenanzahl berechnet) 8 y (m) x (m) Klassen (Klassenbreite berechnet) x (m)

13 Wie geeignet oder ungeeignet kann man die Blocks wählen? Sei v = und Teilstück: 0 m x m y (m) y (m) y (m)

14 8 8 8 y (m) y (m) y (m) s% (Rest) für v = Teilstück Block Hanf 95 0x 0x8 9.6 Roggen Ruebe Hafer Hanf x x

15 . Überblick ANLAGEMETHODEN ohne RANDOMISATION mit Systematische Anlagen Randomisierte Anlagen. Standardmethoden mit und ohne Wiederholungen. Anbauvergleich. Vollständig randomisierte Anlage. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in einer Richtung vollständige Blocks. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in zwei Richtungen vollständige Blocks und Säulen. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in ein oder zwei Richtungen unvollständige Blocks und/oder 5 Säulen

16 Randomisierte Anlagen. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in zwei Richtungen vollständige Blocks und Säulen + Verlauf der Bodengüte - Block Block Block Block Lateinisches Quadrat SÄULE BLOCK () () () () () () () () Säule Säule Säule Säule - + zweite systematische Störgröße 6

17 . Überblick ANLAGEMETHODEN ohne RANDOMISATION mit Systematische Anlagen Randomisierte Anlagen. Standardmethoden mit und ohne Wiederholungen. Anbauvergleich. Vollständig randomisierte Anlage. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in einer Richtung vollständige Blocks. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in zwei Richtungen vollständige Blocks und Säulen. Blockanlagen mit Störgrößenerfassung in ein oder zwei Richtungen unvollständige Blocks und/oder 7 Säulen

18 Randomisierte Anlagen.. Blockanlagen - eine Richtung unvollständige Blocks Balancierte unvollständige Blockanlage (BUB) / (balanced incomplete block design BIB) Beispiel: v = k = r = b = 6 WiEDERHOLUNG I II III BLOCK BLOCK BLOCK () () (5) () () (6) Beispiel: v = 6 k = r = 5 b = 5 WiEDERHOLUNG I II III IV V 6 BLOCK BLOCK BLOCK BLOCK BLOCK () () (7) (0) 5 () 6 5 () (5) 5 (8) 6 () () () 5 6 (6) 6 (9) 5 () 6 (5) 5 8

19 .. Blockanlagen - eine Richtung unvollständige Blocks Teilweise balancierte unvollständige Blockanlage (TBUB) / (partially balanced incomplete block design PBIB) Beispiel: v = 6 k = r = b = 6 mit Assoziationsklassen WiEDERHOLUNG I II BLOCK BLOCK 6 () () () (5) 5 () 5 6 (6) 6 5 9

20 .. Blockanlagen - eine Richtung unvollständige Blocks v = 6 k = r = b = 6 mit Assoziationsklassen WiEDERHOLUNG I II BLOCK BLOCK () () () (5) () 5 6 (6) Ass. Klasse mit Pfadlängen und 5 - : und 6 5 -: und 5 6-5: 5 und 6 5 -: und 5 6-6: 6 und : 5 6 und 5 6. Ass. Klasse mit Pfadlängen und - : und 5 6-5: 5 und 6 5 -: und 5 6-6: 5 6 und 6-6: 6 und 5 6-5: 6 5 und Ass. Klasse mit Pfadlängen zweimal 6 : 5 6 und 6 : 5 6 und 5 : 5 und 6 5 0

21 .. Blockanlagen - zwei Richtungen unvollständige Blocks und vollständige Säulen Beispiel: Youden Anlage (unvollständiges Lateinisches Quadrat) v = b = r = ausgehend von Lateinischem Quadrat mit v = SÄULE BLOCK () () () () () () () () Bedingung für die Anlage: v = b und r = k

23 Allgemein zum Blockbildungsprinzip Bildung von Blocks in einer oder mehreren Richtungen als räumlich homogene Einheit ein Versuchsort ein Jahr Säule Säule Säule Säule Block Block Block Block Block Block Block Block Block Block Block Block als homogene Organisationseinheit zur Ausschaltung personeller Effekte zeitlicher Effekte

24 . Überblick über geeignete Anlagemethoden. Umsetzung in Einzelversuchen. OFE in Serie

25 . Umsetzung in Einzelversuchen Anlage mit vollständigen Blocks Block Block Block Block Block Block Block Block Begriff: Streifenversuch? Streifenanlage? strip trial? hier: Versuch mit wiederholten Messungen Versuch Goldbach 00 (A. Kunick, Agri Con GmbH) 5

26 . Umsetzung in Einzelversuchen WiEDERHOLUNG I II III BLOCK BLOCK BLOCK () () (5) () () (6) Anlage mit unvollständigen Blocks Versuch mit wiederholten Messungen 6

27 Einschub: Die Tatsche, dass je Parzelle mehrere Beobachtungswerte vorliegen, ist keine Spezifik des On Farm Experiments! Erfassung von Prüfmerkmalen im Feldversuch 7

28 Erfassung von Prüfmerkmalen im Feldversuch ein Versuchsort ein Termin ERFASSUNGSARTEN ERFASSUNGSARTEN Versuch standortbezogen meteorologische Daten versuchsbezogen Aufgang vor Behandlung teilstückausschnitt- (pflanzen-)bezogen Bestandesdichte, Wuchshöhe Block Prüfglied Block Block prüfgliedbezogen Block TS-Gehalt, Inhaltsstoffe Block Block Block Block Prüfglied teilstückbezogen Ertrag pflanzenteilbezogen Krankheits-, Schädlingsbefall 8

29 Einschub: Blockversuch mit teilstückausschnittbezogener Erfassung Besonderheit ergibt sich bei Berücksichtigung der Georeferenzierung 9

30 . Umsetzung in Einzelversuchen Schlag Block ein Versuchsort/ ein Jahr Was ist vorzuziehen? ceteris paribus Prinzip! Block + Schläge Block + Wechselwirkung SchlagxPG gibt es nicht (bzw. nicht schätzbar) Block Schläge Block Block Block Wechselwirkung SchlagxPG schätzbar Schlagunterschiede = Blockunterschiede Wechselwirkung SchlagxPG nicht schätzbar 0

31 . Umsetzung in Einzelversuchen ein Versuchsort/ ein Jahr Schläge PG PG PG Auf keinen Fall!!! PG Schlagunterschiede = PGunterschiede

32 . Überblick über geeignete Anlagemethoden. Umsetzung in Einzelversuchen. OFE in Serie

33 . OFE in Serie mehrortige Serie mehrjährige Serie mehrortige und mehrjährige Serie Alle empfohlenen Anlagen können für jeden Einzelversuch der Serie genutzt werden. Achtung: Je Ort und Jahr neu randomisieren!

34 . OFE in Serie Die Art der Auswahl der Orte (Jahre) entscheidet über den Aussagebereich der Serie. Die Verteilung der Blocks auf die Schläge/Orte/Jahre entscheidet darüber, welche Wirkungen geprüft werden können.

35 . OFE in Serie Beispiel: ein Anbaugebiet mit mehreren Versuchsorten Anbaugebiet Ort Schlag=Block Ort Schlag=Block! Schlag Ort Schlag=Block Ort Schlag=Block Ort 0 Schlag=Block Orte mit möglichst ähnlichen Umweltund Produktionsbedingungen, da Wechselwirkung PGxOrt nicht schätzbar 5

36 Beispiel: ein Anbaugebiet mit mehreren Versuchsorten Anbaugebiet Ort Schlag > Block/Schlag Ort Schlag >Block/Schlag! Schlag Ort Schlag >Block/Schlag Ort Schlag >Block/Schlag Ort 0 Schlag >Block/Schlag Anbaugebiet Ort > Schlag Block/Schlag Ort > Schlag Block/Schlag! Schlag Ort > Schlag Block/Schlag Ort > Schlag Block/Schlag Ort 0 > Schlag Block/Schlag Anbaugebiet Ort > Schlag > Block/Schlag Ort > Schlag >Block/Schlag! Schlag Ort > Schlag >Block/Schlag Ort > Schlag >Block/Schlag Ort 0 > Schlag >Block/Schlag Wechselwirkung PG x Ort schätzbar 6

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