PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN KATA PENGANTAR

Transkripsi

1 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN KATA PENGANTAR Buku ini dibuat untuk membantu mahasiswa dalam mempelajari, melilih dan melakukan prosedur analisis data berdasarkan rancangan percobaan yang telah dipilih. Buku panduan dan latihan praktikum Rancangan Percobaan ini dibuat sangat sederhana dengan maksud agar mahasiswa dapat mengerjakan, memahami dan merancang suatu percobaan yang akan dilakukan. Semoga buku ini bermanfaat. Tuhan memberkati. Malang, Oktober 2013 Penyusun

2 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN DAFTAR ISI KATA PENGANTAR 1 DAFTAR ISI 2 1. PENDAHULUAN RANCANGAN ACAK LENGKAP (RAL) 6 3. RANCANGAN ACAK KELOMPOK (RAK) RANCANGAN BUJUR SANGKAR LATIN (RBSL) RANCANGAN FAKTORIAL RANCANGAN PETAK TERBAGI. 24

3 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN PENDAHULUAN Rancangan Percobaan (experimental design) merupakan : 1. Cara untuk menyelenggarakan percobaan baik di lapangan, rumah kaca atau di laboratorium 2. Cara untuk mengatur pemberian perlakuan kepada satuan-satuan percobaan, sehingga keragaman respon yang ditimbulkan oleh keadaan lingkunan dan keheterogenan bahan percobaan dapat ditampung dan disingkirkan 3. Cara menginterpretasi data yang dikumpulkan melalui analisis statistika. (Sastrosupadi,2000) Soal: 1. Jelaskan (dari berbagai literatur, min 3) pengertian a) Perancangan percobaan b) Galat Percobaan 2. Apakah beda dari Rancangan Perlakuan (Treatment Design) dengan Rancangan Lingkungan (Enviromental Design) 3. Jelaskan istilah di bawah ini a) Keragaman b) Taraf/ selang kepercayaan

4 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN c) Populasi d) Contoh/Sample 4. Jelaskan istilah di bawah ini dan tuliskan rumusnya (berdasarkan Rancangan Acak Kelompok) a) Nilai Tengah (Mean) b) Derajat Bebas (db) dan Jumlah Kuadrat (Sum Square) Ulangan Perlakuan Galat Total c) Kuadrat Tengah (Mean Square) Ulangan Perlakuan d) Simpangan Baku (Standar Deviation) e) Galat Baku (Standar Error) f) Faktor Koreksi (Corection Factor) g) Koefisien Keragaman ( Coeffisient of Variation) h) F. Hitung dan F tabel 5% dan 1% 5. Apakah fungsi dari Pengulangan, Pengacakan dan Local Control dari suatu rancangan percobaan

5 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN LEMBAR KERJA

6 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN RANCANGAN ACAK LENGKAP (Fully Randomized Design/Completely Randomized Design) Rancangan Acak Lengkap (RAL) ialah rancangan yang paling sederhana diantara rancangan rancangan percobaan yang baku. RAL biasanya digunakan untuk percobaan yang dilakukan di laboratorium, ruang kultur jaringan dan tumah kaca atau dalam percobaan percobaan tertentu yang memiliki kondisi lingkungan relative homogen. Soal 1. Jelaskan apa yang dimaksud Rancangan Acak Lengkap dan sebutkan syarat-syarat yang digunakan 2. Sebutkan keuntungan dan kerugian penggunaan RAL 3. Suatu Penelitian ingin mengetahui respon kedelai varietas Anjasmoro terhadap pemupukan K. Penelitian ini akan dilakukan di polibag dan diletakkan di dalam screen house dengan asumsi lingkungan homogen. Perlakuan lemnggunakan 5 Dosis unsur K dan diulang sebanyak 3 kali. Buatlah denah percobaan awal dan denah percobaan setelah pengacakan.

7 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN Isilah tabel Anova parameter tinggi tanaman 10 varietas kedelai hasil percobaan yang diulang sebanyak 3 kali dan disusun berdasarkan RAL. SK db JK KT Fhit F Tab 5% Varietas. 150 Galat Total.. Kesimpulan apa yang dapat anda berikan: 5. Suatu percobaan mengamati perubahan bobot buah melon (g) dengan perlakuan penggunaan 6 pupuk yang berbeda (Pupuk A,B,C,D, E dan F). Tanaman tersebut ditanam pada polibag dan diletakkan di dalam rumah kaca. Masing masing perlakuan terdiri atas 5 polybag tanaman. Hasil pengamatannya ialah sebagai berikut : polybag Perlakuan A B C D E F Total ,2 46, ,5 248,8 2 46,9 37,2 35,2 43,6 43, ,7 3 42,5 39,1 37,8 45,8 43,6 45,8 254,6 4 48,2 37,8 36,5 45,3 41,4 48,6 257, ,8 38,4 44,7 42,4 47,2 259,5 Total 230,6 188,9 185,1 225,5 212,2 232,1 1274,4 Rata-rata 46,12 37,78 37,02 45,1 42,44 46,42 254,88 a) Tunjukkan perhitungan analisis varians FK = JKT = JKP = JKG = db total = db perlakuan = db galat =

8 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN KTP = KTG = F hitung = F tabel 5% = Tabel annova bobot buah melon SK db JK KT Fhit F Tab 5% Perlakuan Galat Total b) Koefisien Keragaman (%) c) Buat hipotesis nol dari percobaan tersebut d) Kesimpulan dan Interpretasi e) SE rata-rata f) Selang Kepercayaan rata-rata (%) g) SE beda dua nilai rata-rata

9 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN h) Lakukan uji beda rata-rata A terhadap perlakuan lain menggunakan uji t (t test) 5% i) Lakukan pembandingan rata-rata menggunakan uji Dunnet (A sebagai control) j) Lakukan pembandingan rata-rata dengan Uji beda nyata terkecil (BNT) dengan α=5%

10 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN LEMBAR KERJA

11 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN RANCANGAN ACAK KELOMPOK (Randomized Block Design) Rancangan Acak Kelompok (RAK) ialah rancangan percobaan yang digunakan pada kondisi tempat yang tidak homogen. Sebagian besar percobaan-percobaan yang dilakukan di lapangan atau di lahan petani menggunakan rancangan lingkungan dalam bentuk RAK. Bila kita menghadapi kondisi lingkungan yang tidak homogen makan prinsip yang digunakan ialah prinsip pengawasan setempat atau local control, artinya tempat percobaan harus dikelompokkan menjadi bagian bagian yang relative homogen. Soal 1. Suatu percobaan dilakukan untuk menguji 12 varietas gandum (Triticum aestivum) pada dataran tinggi. Mempertimbangkan lingkungan yang digunakan untuk percobaan mempunyai gradien perbedaan searah. Saluran irigasi berada pada sebelah kiri lahan percobaan. Maka rancangan yang digunakan ialah RAK yang dibagi menyadi 3 Ulangan. Pengamatan dilakukan pada peubah tinggi tanaman dengan hasil sebagai berikut: No Varietas Ulangan Total Rata-rata 1 A B ,67 3 C ,67 4 D , 67 5 E ,33 6 F ,33 7 G ,67 8 H ,67 9 I J ,33 11 K L ,33 TOTAL Rerata 87,67 89,08 89,67

12 ALIRAN AIR PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN a) Buatlah denah percobaan dan letak perlakuan dan pengacakannya berdasarkan peta lahan berikut ini: b) Tentukan FK,db (total, perlakuan, ulangan, galat), JK (total, perlakuan, ulangan, galat), KT (perlakuan, ulangan, galat). F hitung, F tabel 5% dan 1% dan KK. Tentukan nilai SE ratarataperlakuan dan SE beda dua rata-rata perlakuan. c) Lengkapi tabel anova Tabel Annova tinggi tanaman gandum No SK db JK KT Fhit 1 Perlakuan 2 Ulangan 3 Galat 4 Total d) Hipotesis nol: Ftab 5% 1% e) Kesimpulan dan Interpretasi: f) Uji beda nilai rata-rata perlakuan A dengan perlakuan lain menggunakan uji t: g) Uji perbedaan rata-rata perlakuan menggunakan uji Duncan (DMRT)

13 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN Suatu penelitian pengujian varietas jagung dilakukan di lahan kering. Di bawah ini terdapat data bobot jagung kering (g). Terdapat data perlakuan pada 2 blok yang tidak diamati. perlakuan Ulangan Total A B H1 146 C H D E Total a) Dugalah data yang hilang tersebut b) Buat tabel annova beserta KK c) Buat hipotesis statistic d) Buat kesimpulan dan interpretasi e) Uji nilai rata-rata menggunakan uji t f) Uji beda rata-rata menggunakan BNJ (Beda Nyata Jujur) RAK Sub sample 3. Suatu percobaan dilakukan untuk mengetahui keragaman 4 varietas tembakau (Nicotiana tabacum L.). Pengamatan dilakukan pada peubah kadar nikotin (%) yang diulang 3 kali. Peneliti ingin mengetahui ragam dari contoh yang diambil dari 4 tanaman. Perlakuan A Ulangan Total 37, ,25 103,75 41,25 39,5 37,5 118, ,4 33,75 102, ,25 33, sub total 153,75 143,15 136,25 433,15 B 38,75 35,75 37, , ,25 42,5 40,25 35,5 118,25 32, ,5 sub total 153,75 149, C ,25 40,25 43,75 125,25 36,25 38,75 37,5 112,5 31,25 33, ,75

14 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN sub total 148,75 147,5 156,25 452,5 33, ,5 37,5 33,75 41,25 112,5 42, ,5 120 D 47,5 37,5 47,5 132,5 sub total ,25 171,25 473,5 Total 617,25 581,15 606, ,15 a) Tentukan FK,db (total, perlakuan, ulangan, galatpercobaan dan galat contoh), JK (total, perlakuan, ulangan, galatpercobaan dan galat contoh), KT (, perlakuan, ulangan, galat percobaan dan galat contoh). F hitung, F tabel 5% dan 1% dan KK. Tentukan nilai SE rata-rataperlakuan dan SE beda dua rata-rata perlakuan. Lengkapi tabel annova No SK db JK KT Fhit 1 Perlakuan 2 Ulangan 3 Galat 1 4 Galat 2 5 Total Ftab 5% 1% b) Hipotesis yang diajukan: c) Kesimpulan dan Intepretasi: d) Jika terdapat beda nyata maka lanjutkan dengan uji BNT 5%

15 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN LEMBAR KERJA

16 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN Rancangan Bujur Sangkar Latin (Latin Square Design) Yang dihadapi pada waktu akan melaksanakan percobaan di lapangan ialah tempt percobaan yang tidak homogen. RAK hanya digunakan untuk menghadapi media percobaan yang tidak homogen ke satu arah saja (ex: tingkat kesuburan). Apabila terdapat dua arah gradien yang menyebabkan heterogenitas lingkungan maka RAK tidak dapat digunakan. Dalam kondisi seperti ini maka yang paling cocok adalah menggunakan Rancangan Bujur Sangkar Latin (RSBL). Peralihan kesuburan (arah kolom) Peralihan kesuburan (Arah baris) Prosedur penerapan RSBL : a) Bagilah tempat percobaan ke dalam blok, yang banyaknya blok sama dengan banyaknya ulangan b) Blok-blok ada yang tegak lurus ke arah kolom dan tegak lurus kearah baris dan kolom. Karena itu berlaku aturan dalam RSBL bahwa Banyaknya unit percobaan sama dengan kuadrat dari banyaknya perlakuan (t 2 ) atau banyaknya ulangan sama dengan banyaknya perlakuan (t=r). Jadi apabila ada enam buah perlakuan yang dicoba berarti jumlah ulangan juga sebanyak enam kali, jadi total unitnya 6 2 =36 unit. Dengan adanya bentuk kuadrat ini, maka nama rancangannya menjadi Rancangan Bujur Sangkar. c) Kolom dan baris bertindak sebagai ulangan, jadi pengacakan dilakukan secara khusus yaitu tidak boleh suatu perlakuan muncul dua kali pada arah kolom maupun baris Soal 1. Suatu percobaan untuk menguji produktifitas 5 varietas gandum dilakukan dengan RSBL karena kondisi lahan mempunyai dua arah sumber keragaman. Parameter pengamatan yang diamati ialah hasil penen biji kering (kg/plot) a) Buatlah denah percobaan dan denah pengacakan

17 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN b) Buatlah analisis ragam jika hasil pengamatannya sebagai berikut Baris Total Rerata Kolom B C D E A C E A B D A B E D C D A B C E E D C A B Total Rerata Jumlah perlakuan dan rerata perlakuan Perlakuan A B C D E Jumlah Rerata Annova RSBL Baris Kolom Perlakuan Galat Total Kolom SK db JK KT F hit Jumlah Rerata F tab 5% 1% c) Buatlah hipotesis d) Kesimpulan dan Interpretasi e) Uji bedarata-rata dengan BNJ

18 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN LEMBAR KERJA

19 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN RANCANGAN FAKTORIAL A. Rancangan Faktorial berdasarkan RAL Percobaan factorial dengan rancangan dasar RAL yaitu rancangan yang menggunakan RAL sebagai rancangan percobaannya, sedangkan factor yang dicobakan lebih dari 1 faktor. Dalam percobaan factorial, kita akan berhadapa dengan kombinasi perlakuan yang tidak lain merupakan kombinasi dari taraf factor yang dicobakan. Soal 1. Suatu percobaan tentang respon 3 genotip kacang hijau terhadap frekuensi pemberian air. ( 2 hari sekali = S1, 4 hari sekali = S2 dan 6 hari sekali = S3). Percobaan dilakukan di rumah kaca dan tanamannya ditanaman pada polybag. Data di bawah ini adalah bobot basah total setiap sample perlakuan (gr) Ulangan Genotipe Penyiraman TOTAL G1 S S2 54, ,5 S G2 S S , ,5 196,4 S G3 S S2 54, ,5 54,5 216,5 S TOTAL ,9 437, ,4 RATA-RATA RATA2 Tabel dua arah genotip dan penyiraman Genotipe G1 G2 G3 TOTAL Penyiraman S1 S2 S3 TOTAL RERATA

20 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN a) Susunlah denah percobaan dan pengacakan untuk percobaan factorial berdasarkan RAL b) Tentukan FK,db (total, perlakuan, genotip, penyiraman, genotip x penyiraman dan galat), JK (total, perlakuan, genotip, penyiraman, genotip x penyiraman dan galat), KT (perlakuan, genotip, penyiraman, genotip x penyiraman dan galat). F hitung, F tabel 5% dan 1% dan KK SK db JK KT F HIT Perlakuan Genotip (G) Penyiraman (S) G x S Galat Total FTAB 5% 1% c) Tentukan hipotesis d) Kesimpulan dan Intepretasi e) Hitung SE nilai rata-rata dan SE beda nilai dua rata-rata f) Jika terdapat pengaruh nyata, maka lanjutkan dengan uji BNT

21 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN B. Percobaan Faktorial berdasarkan RAK Percobaan factorial dengan rancangan dasar RAk yaitu rancangan yang menggunakan RAk sebagai rancangan percobaannya, sedangkan factor yang dicobakan lebih dari 1 faktor. Dalam percobaan factorial, kita akan berhadapa dengan kombinasi perlakuan yang tidak lain merupakan kombinasi dari taraf factor yang dicobakan. Soal. Suatu percobaan ingin mengetahui pengaruh pemberian pupuk kotoran sapi dan pupuk NPK terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman jagung (Zea mays L.). Faktor pertama yaitu dosis pupuk NPK yang terdiri dari 4 level yaitu (N1,N2,N3,N4) dan factor kedua ialah pupuk kotoran sapi yang terdiri dari dua level (K1 dan K2). Percobaan dilakukan di lahan sawah dan diulang sebanyak 3 kali. Pengamatan dilakukan pada peubah tinggi tanaman (cm) pada umur 50 hst dengan hasil sebagi berikut ULANGAN PERLAKUAN TOTAL RERATA N1K ,5 66,9 193,4 64,4667 N1K2 62,5 68, N2K1 68,2 68, ,7 66,5667 N2K2 85,7 91,9 83,5 261,1 87,0333 N3K ,9 77,4 225,3 75,1 N3K N4K1 68,5 79, ,7 75,5667 N4K2 80, ,2 239,9 79,9667 TOTAL 587,6 621, ,1 Tabel 2 arah NPK dan pupuk kotoran sapi Genotipe N1 N2 N3 N4 TOTAL Penyiraman K1 K2 TOTAL RERATA

22 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN a) Tentukan FK,db (total,ulangan, perlakuan, Dosis NPK, pupuk kotoran sapi, NPK x pupuk kotoran sapi dan galat), JK (total, ulangan perlakuan, Dosis NPK, pupuk kotoran sapi, NPK x pupuk kotoran sapi dan galat), KT (perlakuan, Dosis NPK, pupuk kotoran sapi, NPK x pupuk kotoran sapi). F hitung, F tabel 5% dan 1% dan KK Ulangan Perlakuan NPK (N) Pupuk K.Sapi(K) N x K Galat Total SK db JK KT F HIT FTAB 5% 1% b) Tentukan hipotesis c) Kesimpulan dan Intepretasi d) Hitung SE nilai rata-rata dan SE beda nilai dua rata-rata e) Jika terdapat pengaruh nyata, maka lanjutkan dengan uji BNJ

23 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN LEMBAR KERJA

24 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN Rancangan Petak Terbagi (Split Plot Design) Rancangan petak terbagi merupakan percobaan faktorial. Tetapi dalam RPT ada factor yang lebih diutamakan dalam tingkat ketelitiannya. Ada dua factor dalam RPT yaitu Perlakuan petak utama = main treatment = main plot factor Ialah factor yang dicoba dengan tingkat ketelitian yang lebih rendah Perlakuan anak petak = sub treatment = sub plot factor Ialah factor yang dicoba dengan tingkat ketelitian yang lebih tinggi Jadi Rancangan Petak terbagi merupakan percobaan factorial, tetapi percobaan faktorial belum tentu RPT Soal 1. Buatlah contoh percobaan yang menggunakan RPT 2. Suatu percobaan untuk mengetahui respon beberapa genotype sorghum (Sorghum bicolor L.) terhadap kekeringan. Percobaan menggunakan RPT dimana pemberian air dijadikan sebagai main plot yang terdiri dari 2 taraf yaitu ( P1 dan P2) sedangkan sub plot yaitu 7 genotip sorghum (S1, S2, S3, S4, S5, S6 dan S7). Pengamatan dilakukan pada peubah bobot biji kering. (g) Pemberian air Ulangan Genotipe S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 TOTAL P SUB TOTAL P SUB TOTAL TOTAL a) Buat tata letak perlakuan di lapang berdasarkan Rancangan petak terbagi

25 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN b) Susunlah analisis ragam untuk percobaan di atas Langkah 1. Susunlah tabel 2 arah Tabel 1. Tabel 2 arah ulangan x pemberian air Pemberian air P1 P2 TOTAL Ulangan total Tabel 2. Tabel 2 arah pemberian air x varietas Pemberian air P1 P2 TOTAL Genotipe S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 total c) Tentukan FK,db (total, pemberian air (P), galat 1, genotip (S), P X S, galat 2, JK (total, pemberian air (P), galat 1, genotip (S), P X S, galat 2, KT. F hitung, F tabel 5% dan 1% dan KK Ulangan Pemberian air (P) Galat 1 Genotip (S) P x S Galat 2 total SK db JK KT F HIT F TAB 5% 1% d) Tentukan hipotesis

26 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN e) Kesimpulan dan Intepretasi f) Hitung SE nilai rata-rata dan SE beda nilai dua rata-rata g) Jika terdapat pengaruh nyata, maka lanjutkan dengan uji DUNCAN

27 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN LEMBAR KERJA

28 PRAKTIKUM RANCANGAN PERCOBAAN