EXPERIMENTAÇÃO ZOOTÉCNICA - Unesp...Ao planejar um experimento, o pesquisador deve utilizar alguns princípios básicos para que os dados a serem obtidos permitam uma análise correta

EXPERIMENTAÇÃO ZOOTÉCNICA Profa. Dra. Amanda Liz Pacífico Manfrim Perticarrari

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Ao planejar um experimento, o pesquisador deve utilizar

alguns princípios básicos para que os dados a serem

obtidos permitam uma análise correta e levem a

conclusões válidas em relação ao problema em estudo.

PRINCÍPIOS BÁSICOS DA EXPERIMENTAÇÃO

Os princípios que norteiam a experimentação visam:

Garantir a estimativa da variação individual evitando outros

fatores que possam infiltrar durante a condução do experimento.

São eles, com igual importância:

1. Princípio da repetição

2. Princípio da casualização

3. Princípio do controle local

A observação desses princípios básicos definirá um ensaio mais

eficiente e sensível por resultar em valor mais realístico da

variação individual.






Este princípio consiste em terem várias parcelas com o mesmo tratamento.

Assim, procura-se confirmar a resposta que o indivíduo (animal) dá a um

determinado tratamento.

• Exemplo. Um experimento realizado no setor de

avicultura do CEFET-Bambuí, no período

12/04/2008 a 04/07/2008 utilizando 300 poedeiras

da linhagem comercial Isa Brown com 26 semanas

de idade. Foram utilizados 5 tratamentos, 6

repetições – 10 aves por repetição – totalizando 30

parcelas.

É preciso deixar claro que na experimentação animal, geralmente cada

indivíduo ou um conjunto de indivíduos semelhantes é uma repetição.

Note que todos os cinco tratamentos formam repetidos 6 vezes.

Assim, procura-se:

• Estimar o Erro Experimental

• Aumentar a precisão das estimativas (ex: erro e médias),

elevando o poder dos testes estatísticos (caso haja diferenças

reais)

• Aumentar o alcance das inferências.


Tratamento I Tratamento II Tratamento III Tratamento IV Tratamento V

Repetição 1 Tratamento I Tratamento I Tratamento I Tratamento I Tratamento I

Repetição 2 Tratamento II Tratamento II Tratamento II Tratamento II Tratamento II

Repetição 3 Tratamento III Tratamento III Tratamento III Tratamento III Tratamento III

Repetição 4 Tratamento IV Tratamento IV Tratamento IV Tratamento IV Tratamento IV

Repetição 5 Tratamento V Tratamento V Tratamento V Tratamento V Tratamento V

Repetição 6 Tratamento V Tratamento V Tratamento V Tratamento V Tratamento V

Apenas este princípio não é o

suficiente, pois todas as

repetições devem receber todos os

tratamentos para que o resultado

obtido não seja influenciando por

efeito de fatores não controlados.






Observação. Avaliações concomitantes de um mesmo

animal

• por exemplo, duas ou três alíquotas de seu soro, não

fornecerão duas ou três repetições da resposta estudada,

e sim duas ou três réplicas (sem valor algum como

repetições experimentais) cuja média definirá a resposta

única daquele animal.

As réplicas são utilizadas quando a mensuração de uma

resposta está sujeita a erros de manipulação (laboratorial

ou humana), justificando que o seu valor médio retrataria

melhor aquela resposta para um animal.








Amostra total disponível UNIFORME

• O princípio da casualização consiste na distribuição ao acaso

dos tratamentos às parcelas.

Assim, estaremos oferecendo a mesma chance a todos os

tratamentos de ocuparem determinada posição ou parcela

na área experimental

Elimina-se assim a intuição ou desejo involuntário de

priorizar determinado(s) tratamento(s).

Tanto o princípio da repetição quanto o princípio da casualização

são obrigatórios em todos os experimentos.







• Assim, cada animal deve ser direcionado a um

TRATAMENTO POR SORTEIO.

Não se deve escolher os que se deixam capturar mais facilmente,

pois pode-se comprometer o estudo confundindo o

temperamento deles à alguma patologia, por exemplo.

• As respostas biológicas são variáveis em magnitude,

dependendo dos indivíduos onde foram colhidas essa

respostas.

É preciso dar a cada grupo experimental a mesma chance de

arrebanhar indivíduos com variações semelhantes (ou não).

Isto apenas será obtido através da casualização.






Repetição 1 Tratamento I Tratamento II Tratamento III Tratamento IV Tratamento V

Repetição 2 Tratamento V Tratamento I Tratamento II Tratamento III Tratamento IV

Repetição 3 Tratamento IV Tratamento V Tratamento I Tratamento II Tratamento III

Repetição 4 Tratamento III Tratamento IV Tratamento V Tratamento I Tratamento II

Repetição 5 Tratamento II Tratamento III Tratamento IV Tratamento V Tratamento I

Repetição 6 Tratamento I Tratamento II Tratamento III Tratamento IV Tratamento V

Assim, o princípio da casualização consiste na distribuição dos tratamentos

pelas parcelas através de sorteio (ao acaso), para se evitar que um

tratamento venha a ser beneficiado por sucessivas repetições.

• Exemplo. No exemplo anterior teríamos:

• Um experimento realizado no setor de avicultura do CEFET-Bambuí, no

período 12/04/2008 a 04/07/2008 utilizando 300 poedeiras da linhagem

comercial Isa B rown com 26 semanas de idade. O delineamento

experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com 5 tratamentos, 6

repetições e 10 aves por repetição, totalizando 30 parcelas.

Assim poderíamos ter o

seguinte delineamento

experimental








• O controle local consiste na formação de grupos de parcelas o mais

homogêneo possível, com o objetivo de reduzir o erro experimental.

• Cada grupo constitui um bloco, sendo que os tratamentos devem

ser sorteados dentro de cada bloco.

Exemplo. Existem dois galpões com 10 boxes cada onde cinco linhagens de corte

(sexados, machos) serão testados. Cada box é uma unidade experimental, da qual

será tirado o peso médio das aves com 38 dias de idade. Três boxes do segundo

galpão estão ocupados com a ração que manterá as aves durante o ensaio.


Galpão 1 L1 L5 L3 L2 L4 L3 L5 L1 L4 L2

Galpão 2 L5 L1 L3 L4 L2 R R R X X





Exemplo. Existem dois galpões com 10 boxes cada onde cinco linhagens de corte

(sexados, machos) serão testados. Cada box é uma unidade experimental, da qual

será tirado o peso médio das aves com 38 dias de idade. Três boxes do segundo

galpão estão ocupados com a ração que manterá as aves durante o ensaio.

• Designe a linhagem por sorteio, sendo: dois boxes para cada uma das

cinco linhagens no 1º Galpão e apenas um box por linhagem no 2º

Galpão. Note que 2 boxes do 2º Galpão ficarão vazios!!!

Dessa maneira, as linhagens poderão ser comparadas entre si

por terem sido criadas sob as mesmas condições, ainda que não

uniformes.


Galpão 1 L1 L5 L3 L2 L4 L3 L5 L1 L4 L2

Galpão 2 L5 L1 L3 L4 L2 R R R X X


Outras Considerações

Importantes


Uniformidade dos animais experimental

• Cada fator presente no lote disponível, então heterogêneo, implica em um

EFEITO adicional sobre a resposta medida, superestimando a variação

individual, já que atuam independente sobre cada indivíduo.

• Como corrigir esta influência para manter o princípio da uniformidade?

• Controle desses fatores pela escolha de um delineamento adequado pode ser a

solução. Para isso, cada tratamento deverá reunir uma amostra equivalente,

ainda que não uniforme.

Exemplo: Se em um grupo experimental tiver 6 machos e 4 fêmeas, todos os

demais grupos deverão ser igualmente constituídos.

Este procedimento garantirá uma comparação justa de

médias e possibilitará a estimativa da variação individual,

uma vez que o efeito dos fatores circunstanciais (no caso,

sexo) poderá ser controlado pela análise.






Uniformidade na aplicação dos tratamentos

• Às vezes parece que um tratamento pode ser aplicado sem maiores

problemas e que os animais irão desfrutá-lo igualmente.

• É preciso um pouco de experiência para verificar que nem sempre isto é

alcançado, face a algum tipo de problema técnico ou de infraestrutura.

Exemplo: Em uma baia com 16 leitões (onde cada um

será uma repetição).

• Um comedouro mal projetado não proporcionará a

mesma facilidade de alimentação a todos os animais da

baia.

• Logo, a variação individual será superestimada por

conter o efeito individual que normalmente existiria

acrescido da hierarquia observada entre eles.






Uniformidade na aplicação dos tratamentos

• Se os tratamentos são impostos por injeções, o grupo

controle precisa receber de igual volume, de material inerte

(soro fisiológico). Assim todos os animais sofrerão o mesmo

estresse, sem que haja o confundimento deste com o efeito

de cada tratamento.

• Os diferentes anestésicos testados em um ensaio, precisam guardar a

devida proporção dose/peso do animal para cada indivíduo. Obedecer

à mesma quantidade de anestésico para animais de pesos distintos

dentro do mesmo tratamento superestimará a variação individual

onde, por definição, o tratamento é aplicado por unidade de peso

vivo.

• Este princípio visa garantir as mesmas condições do agente causador de resposta sobre

cada animal (O não atendimento deste princípio não pode ser corrigido por estratégia alguma porque o fator

externo atuante confunde-se com cada tratamento)






Uniformidade do meio

• Pode-se ocorrer problemas de infraestrutura ou temporais para a instalação de um

ensaio.

• Todas as repetições podem não caber em um mesmo recinto

• As repetições podem não estão totalmente disponíveis ao mesmo tempo.

• O problema poderá ser resolvido se todos os tratamentos testados estiverem sempre

sob as diversas condições de meio ou temporais.

• Cada tratamento deverá estar igualmente representado em cada recinto ou em cada

tempo.

• Assim, as comparações de suas médias serão justas já que os mesmos estiveram

sob as mesmas condições.

• Através de um delineamento adequado, os efeitos de recinto ou temporais poderão

ser medidos e as estimativas da variação individual será obtida sem o curso dos

mesmos.

Relação entre os princípios básicos da

experimentação e os delineamentos

experimentais





• A análise de variância consiste na:

decomposição da variância total de um material

heterogêneo em partes atribuídas a causas conhecidas e

independentes

e a uma porção residual de origem desconhecida e de

natureza aleatória.

PRINCÍPIOS BÁSICOS VS. DELINEAMENTOS





• Quando planejamos um experimento utilizando apenas os princípios da

repetição e da casualização, temos o Delineamento Inteiramente Casualizado

(DIC) ou Delineamento Inteiramente ao acaso.

• Neste delineamento, as causas conhecidas são representadas pelo efeito de

tratamentos e as causas de origem desconhecidas e de natureza aleatória são

representadas pelo resíduo da análise de variância.

• Só devemos utilizar esse delineamento, quando temos certeza da

homogeneidade das condições experimentais. Ele é frequentemente utilizado

em experimentos de laboratório, onde as condições experimentais podem ser

facilmente controladas. Causas de

Variação Graus de Liberdade (𝑮𝑳)

Tratamento 𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 − 1 = 6 − 1 = 5

Resíduo 𝐺𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝐺𝐿𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 29 − 5 = 24

Total

𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 × 𝑛𝑟𝑒𝑝𝑒𝑡𝑖çõ𝑒𝑠 − 1

= 6 × 5 − 1 = 30 − 1 = 29

Em um experimento inteiramente

casualizado, com 6 tratamentos e cada um

dos quais foi repetido 5 vezes, teremos o

seguinte esquema de análise de variância.


• Quando não há homogeneidade entre as parcelas, devemos utilizar o

princípio do controle local, estabelecendo os blocos (grupos de parcelas

homogêneas.

• Neste caso, o delineamento a ser utilizado é o Delineamento em Blocos

Casualizados (DBC).

• O esquema da análise de variância de um experimento em blocos

casualizados com 6 tratamentos e 5 blocos é dado por:

Causas de Variação Graus de Liberdade (𝑮𝑳)


Bloco 𝑛𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜 − 1 = 5 − 1 = 4

Resíduo 𝐺𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝐺𝐿𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 + 𝐺𝐿𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜 =

= 29 − 5 + 4 = 20

Total

𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 × 𝑛𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜𝑠 − 1 =

= 6 × 5 − 1 = 30 − 1 = 29


• Quando necessitamos controlar 2 tipos de heterogeneidade, devemos utilizar

o Delineamento em Quadrado Latino (DQL).

• Neste delineamento utiliza-se um duplo controle local, sendo os

tratamentos dispostos em linhas e colunas.

• Para um experimento em quadrado latino com 6 tratamentos, o esquema

da análise de variância será:

Causas de Variação Graus de Liberdade (𝑮𝑳)


Linhas 𝑛𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎𝑠 − 1 = 6 − 1 = 5

Colunas 𝑛𝑐𝑜𝑙𝑢𝑛𝑎𝑠 − 1 = 6 − 1 = 5

Resíduo 𝐺𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝐺𝐿𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 + 𝐺𝐿𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 + 𝐺𝐿𝑐𝑜𝑙𝑢𝑛𝑎 =

= 35 − 5 + 5 + 5 = 20

Total

𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 × 𝑛𝑟𝑒𝑝𝑒𝑡𝑖çõ𝑒𝑠 − 1 =

= 6 × 6 − 1 = 36 − 1 = 35


Exercício

ALGUNS CONCEITOS BÁSICOS

Exercícios

Exercício 1. Para um ensaio de nutrição que testará

quatro formulações proteicas para suínos, a

amostragem disponível era de 24 leitões de

mesma idade, desmamados no mesmo dia.

Desses animais 15 são machos e os demais são

fêmeas.

• Obedecendo o princípio de casualização, o pesquisador sorteou seis animais para

cada grupo experimental.

• Note que por este procedimento, um tratamento poderá, eventualmente, ter mais

animais de um só sexo, violando assim o princípio de uniformidade amostral.

• Qual seria então o procedimento correto para a distribuição dos animais aos

tratamentos?

RESOLUÇÃO EXERCÍCIO 1

Estruturação do E1:

Teste de quatro formulações proteicas para suínos

Amostra: 24 leitões

de mesma idade

desmamados no mesmo dia.

15 são machos e 09 são fêmeas

Obedecendo o princípio de casualização

sorteio seis animais para cada grupo experimental.

Neste procedimento, um tratamento poderá eventualmente

mais animais de um só sexo (15 e 09 não são múltiplos de 4)

Violação do princípio de uniformidade amostral.

Qual seria então o procedimento correto para a distribuição

dos animais aos tratamentos?

Resolução do E1: Procedimento correto:

Separar 2 subuniversos amostrais – 15 machos e 9 fêmeas

Dentro de cada um deles efetuar o sorteio dos animais para

cada um dos quatro tratamento.

Serão utilizados 12 dos 15 machos e 8 das 9 fêmeas, pois

existirão apenas 3 machos e 2 fêmeas para cada tratamento

os demais serão desprezados.

Cada grupo experimental, embora sem uniformidade

amostral, será composto de 5 animais (3 machos e 2 fêmeas)

Possibilitando retirar da análise estatística o EFEITO sexo

sobre a variação da resposta observada

Sexo passa a ser um efeito igualmente distribuído em cada

grupo experimental.

RESOLUÇÃO EXERCÍCIO 1

ALGUNS CONCEITOS BÁSICOS

Exercícios

Exercício 2. Três concentrações de um extrato

vegetal com reconhecimento poder de

ação sobre a proliferação celular irão ser

testadas sobre placas de cultura de tecido

animal em metástase. Para cada

concentração serão preparadas cinco

placas obtidas de uma única cultura mãe.

Critique esta técnica de preparação das

amostras.

RESOLUÇÃO EXERCÍCIO

Estrutura do Exercício.

Três concentrações de um extrato vegetal

testadas sobre placas de cultura de tecido animal em

metástase.

Para cada concentração serão preparadas cinco

placas

obtidas de uma única cultura mãe.

Critique esta técnica de preparação das amostras.

RESOLUÇÃO EXERCÍCIO

Solução do Exercício.

Principio de uniformidade está aparentemente sendo aplicado,

o princípio de repetições está sendo VIOLADO.

Entende-se como variação entre repetições a variação entre

indivíduos.

Não há indivíduos neste ensaio e sim réplicas do mesmo

indivíduo, o que subestimará o valor da instabilidade amostral

O procedimento correto seria obter várias culturas mães de

diferentes origens (seis ou mais), replicá-las em três placas e

sobre cada uma delas aplicar uma concentração do extrato

vegetal.

Então teríamos seis condições de meio e três tratamentos aplicados

sobre indivíduos idênticos (réplicas).

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