Efecto de la Humedad del Suelo y la Cobertura sobre la Germinación de Semillas
Informe de Análisis de Varianza (ANOVA) — Diseño Experimental
David Arango
2026-09-10
1 Introducción
Contexto del experimento La germinación de semillas es un proceso biológico sensible a las condiciones del sustrato en el que se desarrolla. Dos factores frecuentemente evaluados en agronomía son la humedad del suelo y la cobertura del terreno, ya que ambos regulan la disponibilidad de agua y oxígeno para el embrión durante la fase de germinación.
Este informe analiza los resultados de un experimento diseñado para
evaluar si el porcentaje de germinación
(germ) de las semillas depende del nivel
de humedad del suelo (moisture) y de si el terreno
se encuentra cubierto o no (covered). El
objetivo es identificar si existen diferencias estadísticamente
significativas entre los tratamientos y, de ser así, determinar cuáles
combinaciones favorecen una mayor germinación.
Objetivos específicos:
- Describir y explorar visualmente el comportamiento de la germinación bajo los distintos niveles de humedad y cobertura.
- Evaluar mediante un Análisis de Varianza (ANOVA) si la humedad y la cobertura tienen un efecto significativo sobre la germinación.
- Identificar, mediante pruebas de comparación múltiple (LSD), qué niveles de humedad y qué condición de cobertura difieren entre sí.
- Formular conclusiones y recomendaciones prácticas a partir de la evidencia estadística.
1.1 Carga de los datos
Los datos corresponden al conjunto seeds, disponible en
el paquete faraway de R.
data(seeds)
kable(head(seeds, 10), caption = "Primeras observaciones del conjunto de datos 'seeds'")| germ | moisture | covered |
|---|---|---|
| 22 | 1 | no |
| 41 | 3 | no |
| 66 | 5 | no |
| 82 | 7 | no |
| 79 | 9 | no |
| 0 | 11 | no |
| 25 | 1 | no |
| 46 | 3 | no |
| 72 | 5 | no |
| 73 | 7 | no |
Descripción de las variables -
germ: porcentaje (o conteo) de germinación observado.
- moisture: nivel de humedad del suelo aplicado al
tratamiento.
- covered: indica si el terreno
estaba cubierto o descubierto durante el experimento.
2 Análisis exploratorio de los datos
En esta sección se describe el comportamiento general de la germinación antes de realizar pruebas formales de hipótesis, con el fin de identificar patrones, posibles valores atípicos y diferencias visuales entre grupos.
2.1 Estadística descriptiva
| 1 (N=8) |
3 (N=8) |
5 (N=8) |
7 (N=8) |
9 (N=8) |
11 (N=8) |
Overall (N=48) |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| germ | |||||||
| Mean (SD) | 33.5 (10.1) | 60.6 (17.4) | 71.4 (9.35) | 65.0 (15.6) | 57.6 (19.7) | 0 (0) | 47.8 (28.0) |
| Median [Min, Max] | 34.0 [22.0, 45.0] | 62.0 [38.0, 80.0] | 73.5 [51.0, 81.0] | 67.5 [40.0, 84.0] | 68.0 [31.0, 79.0] | 0 [0, 0] | 51.0 [0, 84.0] |
| Missing | 0 (0%) | 0 (0%) | 0 (0%) | 0 (0%) | 1 (12.5%) | 0 (0%) | 1 (2.1%) |
Interpretación La tabla anterior resume la distribución del porcentaje de germinación (media, desviación estándar y rango) para cada nivel de humedad del suelo. Diferencias notorias entre las medias de los grupos son un primer indicio —aunque no una confirmación estadística— de que la humedad podría estar afectando la germinación; esto se contrasta formalmente en la sección de ANOVA.
2.2 Comparación visual por humedad
ggplot(data = seeds, aes(x = as.factor(moisture), y = germ, fill = as.factor(moisture))) +
geom_boxplot(alpha = 0.85, outlier.color = "#cb4335") +
scale_fill_brewer(palette = "Blues") +
labs(
title = "Germinación según nivel de humedad",
x = "Nivel de humedad",
y = "Porcentaje de germinación",
fill = "Humedad"
) +
theme_minimal(base_size = 12) +
theme(plot.title = element_text(face = "bold", color = "#1a5276"))
Distribución de la germinación según el nivel de humedad del suelo
2.3 Comparación visual por cobertura
ggplot(data = seeds, aes(x = as.factor(covered), y = germ, fill = as.factor(covered))) +
geom_boxplot(alpha = 0.85, outlier.color = "#cb4335") +
scale_fill_brewer(palette = "Oranges") +
labs(
title = "Germinación según cobertura del terreno",
x = "Cobertura",
y = "Porcentaje de germinación",
fill = "Cobertura"
) +
theme_minimal(base_size = 12) +
theme(plot.title = element_text(face = "bold", color = "#1a5276"))
Distribución de la germinación según la cobertura del terreno
Interpretación Los diagramas de caja permiten comparar visualmente la dispersión y la tendencia central de la germinación entre tratamientos. Cajas ubicadas en posiciones más altas sugieren mayor germinación promedio, mientras que cajas más anchas o con bigotes largos indican mayor variabilidad dentro del tratamiento. Estos patrones visuales se validan a continuación con el Análisis de Varianza.
3 Análisis de Varianza (ANOVA)
El ANOVA permite determinar si las diferencias observadas entre los grupos (humedad y cobertura) son estadísticamente significativas o si, por el contrario, pueden atribuirse al azar.
## Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)
## as.factor(moisture) 5 28712 5742 30.776 1.04e-12 ***
## covered 1 0 0 0.001 0.978
## Residuals 40 7463 187
## ---
## Signif. codes: 0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 1 observation deleted due to missingnessInterpretación El efecto de la humedad del suelo sobre la germinación resultó estadísticamente significativo (p < 0.05), con un valor p = 1.04e-12. El efecto de la cobertura del terreno resultó no estadísticamente significativo (p ≥ 0.05), con un valor p = 0.978.
En términos prácticos, esto indica que el nivel de humedad sí influye de manera relevante en el porcentaje de germinación de las semillas, mientras que la cobertura del terreno no muestra un efecto relevante adicional sobre la germinación.
4 Pruebas de comparación múltiple (Post-ANOVA)
Cuando el ANOVA detecta diferencias significativas, es necesario identificar entre qué niveles específicos ocurren dichas diferencias. Para ello se aplica la prueba de Diferencia Mínima Significativa (LSD).
4.1 Comparaciones entre niveles de humedad
## $statistics
## MSerror Df Mean CV
## 186.5831 40 47.80851 28.57136
##
## $parameters
## test p.ajusted name.t ntr alpha
## Fisher-LSD none as.factor(moisture) 6 0.05
##
## $means
## germ std r se LCL UCL Min Max Q25 Q50 Q75
## 1 33.50000 10.05698 8 4.829377 23.739464 43.260536 22 45 24.50 34.0 42.25
## 11 0.00000 0.00000 8 4.829377 -9.760536 9.760536 0 0 0.00 0.0 0.00
## 3 60.62500 17.37763 8 4.829377 50.864464 70.385536 38 80 44.75 62.0 77.50
## 5 71.37500 9.34937 8 4.829377 61.614464 81.135536 51 81 70.50 73.5 76.50
## 7 65.00000 15.62050 8 4.829377 55.239464 74.760536 40 84 54.00 67.5 75.25
## 9 57.57143 19.67111 7 5.162821 47.136977 68.005880 31 79 40.50 68.0 72.00
##
## $comparison
## NULL
##
## $groups
## germ groups
## 5 71.37500 a
## 7 65.00000 a
## 3 60.62500 a
## 9 57.57143 a
## 1 33.50000 b
## 11 0.00000 c
##
## attr(,"class")
## [1] "group"| germ | groups | |
|---|---|---|
| 5 | 71.37500 | a |
| 7 | 65.00000 | a |
| 3 | 60.62500 | a |
| 9 | 57.57143 | a |
| 1 | 33.50000 | b |
| 11 | 0.00000 | c |
4.2 Comparaciones entre niveles de cobertura
## $statistics
## MSerror Df Mean CV
## 186.5831 40 47.80851 28.57136
##
## $parameters
## test p.ajusted name.t ntr alpha
## Fisher-LSD none covered 2 0.05
##
## $means
## germ std r se LCL UCL Min Max Q25 Q50 Q75
## no 47.95833 29.33536 24 2.788242 42.32309 53.59358 0 84 24.5 55 73.0
## yes 47.65217 27.28737 23 2.848211 41.89572 53.40862 0 81 38.0 45 73.5
##
## $comparison
## NULL
##
## $groups
## germ groups
## no 47.95833 a
## yes 47.65217 a
##
## attr(,"class")
## [1] "group"| germ | groups | |
|---|---|---|
| no | 47.95833 | a |
| yes | 47.65217 | a |
Interpretación Los tratamientos que comparten la misma letra en la columna de agrupamiento no presentan diferencias estadísticamente significativas entre sí; los que tienen letras distintas sí difieren. Esto permite ordenar los niveles de humedad (y las condiciones de cobertura) de mejor a peor desempeño en germinación, identificando el o los tratamientos más favorables.
5 Conclusiones
Conclusiones - El Análisis de Varianza mostró que el efecto de la humedad del suelo sobre la germinación fue estadísticamente significativo (p < 0.05). - El efecto de la cobertura del terreno sobre la germinación fue no estadísticamente significativo (p ≥ 0.05). - La prueba de comparación múltiple (LSD) permitió identificar qué niveles de humedad y qué condición de cobertura generan diferencias reales en la germinación, más allá de la variabilidad natural de los datos. - En conjunto, la evidencia estadística respalda que las condiciones del sustrato —particularmente la humedad— son un factor relevante a considerar en el manejo de la germinación de semillas.
6 Recomendaciones
Recomendaciones 1. Priorizar el/los niveles de humedad que, según el agrupamiento LSD, presentaron la mayor germinación promedio, ya que constituyen la condición más favorable identificada en este experimento. 2. Evaluar la cobertura del terreno en futuros experimentos con un mayor número de réplicas, ya que en este estudio no se encontró un efecto estadísticamente significativo, lo cual no descarta un efecto real de menor magnitud. 3. Ampliar el experimento con más réplicas por tratamiento y, de ser posible, registrar variables adicionales (temperatura, tipo de semilla, textura del suelo) para verificar la robustez de los resultados obtenidos. 4. Validar los supuestos del modelo ANOVA (normalidad y homogeneidad de varianzas de los residuos) en estudios posteriores, con el fin de confirmar la validez de las conclusiones estadísticas presentadas. 5. Utilizar los hallazgos de este informe como base para diseñar protocolos de siembra que maximicen el porcentaje de germinación en condiciones similares.