Diseño en Cuadrados de Youden

Cuando el número de columnas no es igual al número de filas se habla de un diseño cuadrado latino incompleto (Cuadrado de Youden). Número de columnas es igual al número de tratamientos menos 1. Se dice que el cuadrado de Youden es siempre un cuadrado latino con al menos una columna o renglón o diagonal faltante. En general un cuadrado de Youden es un diseño balanceado por bloques incompletos, simétrico.

En este diseño cada tratamiento ocurre una vez en cada columna; la posición del tratamiento dentro de un bloque indica el nivel del factor secundario correspondiente a las columnas; y el número de réplicas de un tratamiento dado es igual al número de tratamientos por bloque.

Modelo lineal estadístico

\[\\ y_{ijk} = \mu + \tau_i+\beta_j+\alpha_k+\epsilon_{ijk} \\ i=1,2..I \\j=1,2..J \\k=1,2..K \\ I=J; K<I \\y \ sus \ condiciones \ laterales\]

Diseño de Youden con la librería agricolae

Uso

design.youden(trt, r, serie = 2, seed = 0, kinds = “Super-Duper”,first=TRUE ,randomization=TRUE)

Argumentos

trt: Tratamientos

r: Replicaciones o número de columnas

serie: Número del gráfico 1: 11,12; 2: 101,102; 3: 1001,1002

seed: semilla

kinds: Metodo para aleatorizar

first: TRUE o FALSE - aleatorizar rep 1

randomization: TRUE or FALSE = aleatorizar

Ejemplo con la librería agricolae

library(agricolae)
## Warning: package 'agricolae' was built under R version 4.0.3
variedad<-c("Colicero","Pigmeo","Indio","Bocadillo")
variedad
## [1] "Colicero"  "Pigmeo"    "Indio"     "Bocadillo"
r<-3
outdesign <-design.youden(variedad,r,serie=1,seed=20)
outdesign
## $parameters
## $parameters$design
## [1] "youden"
## 
## $parameters$trt
## [1] "Colicero"  "Pigmeo"    "Indio"     "Bocadillo"
## 
## $parameters$r
## [1] 3
## 
## $parameters$serie
## [1] 1
## 
## $parameters$seed
## [1] 20
## 
## $parameters$kinds
## [1] "Super-Duper"
## 
## 
## $sketch
##      [,1]        [,2]        [,3]       
## [1,] "Colicero"  "Pigmeo"    "Indio"    
## [2,] "Bocadillo" "Indio"     "Pigmeo"   
## [3,] "Pigmeo"    "Bocadillo" "Colicero" 
## [4,] "Indio"     "Colicero"  "Bocadillo"
## 
## $book
##    plots row col  variedad
## 1     11   1   1  Colicero
## 2     12   1   2    Pigmeo
## 3     13   1   3     Indio
## 4     21   2   1 Bocadillo
## 5     22   2   2     Indio
## 6     23   2   3    Pigmeo
## 7     31   3   1    Pigmeo
## 8     32   3   2 Bocadillo
## 9     33   3   3  Colicero
## 10    41   4   1     Indio
## 11    42   4   2  Colicero
## 12    43   4   3 Bocadillo
youden <- outdesign$book
youden
##    plots row col  variedad
## 1     11   1   1  Colicero
## 2     12   1   2    Pigmeo
## 3     13   1   3     Indio
## 4     21   2   1 Bocadillo
## 5     22   2   2     Indio
## 6     23   2   3    Pigmeo
## 7     31   3   1    Pigmeo
## 8     32   3   2 Bocadillo
## 9     33   3   3  Colicero
## 10    41   4   1     Indio
## 11    42   4   2  Colicero
## 12    43   4   3 Bocadillo
print(outdesign$sketch)
##      [,1]        [,2]        [,3]       
## [1,] "Colicero"  "Pigmeo"    "Indio"    
## [2,] "Bocadillo" "Indio"     "Pigmeo"   
## [3,] "Pigmeo"    "Bocadillo" "Colicero" 
## [4,] "Indio"     "Colicero"  "Bocadillo"
plots <-as.numeric(youden[,1])
plots
##  [1] 11 12 13 21 22 23 31 32 33 41 42 43
print(matrix(plots,byrow=TRUE,ncol=r))
##      [,1] [,2] [,3]
## [1,]   11   12   13
## [2,]   21   22   23
## [3,]   31   32   33
## [4,]   41   42   43
print(youden) # field book.
##    plots row col  variedad
## 1     11   1   1  Colicero
## 2     12   1   2    Pigmeo
## 3     13   1   3     Indio
## 4     21   2   1 Bocadillo
## 5     22   2   2     Indio
## 6     23   2   3    Pigmeo
## 7     31   3   1    Pigmeo
## 8     32   3   2 Bocadillo
## 9     33   3   3  Colicero
## 10    41   4   1     Indio
## 11    42   4   2  Colicero
## 12    43   4   3 Bocadillo

Ejemplo:

Se está interesado en estudiar el rendimiento (en kg/parcela) de cuatro tipos de semillas de avena, y se necesita eliminar estadísticamente el efecto del relieve, en este caso la pendiente, y del pH del suelo (los cuales actúan como bloques). Suponga que solo se presentan tres gradientes de pendiente. Para analizar el experimento se usó un cuadrado de Youden con cuatro filas, los pH (pH1, pH2, pH3, pH4); tres columnas, los tres gradientes de la pendiente (P1, P2, P3) y cuatro letras latinas que serían los tipos de semilla (G,D,L,E).Se aleatorizó.

Tabla 1. Tabla de datos

Modelo estadístico

\[\\ y_{ijk} = \mu + \tau_i+\beta_j+\alpha_k+\epsilon_{ijk} \\ i=1,2,3,4 \\j=1,2,3,4 \\k=1,2,3 \\ y \ sus \ condiciones \ laterales\]

\[H_o:\mu_G=\mu_D=\mu_E=\mu_L \\H_a: Ho \ es \ Falsa\]

library(readxl)
youden1 <- read_excel("~/UNAL/R/Tabla1.xlsx", 
    sheet = "Hoja2")
youden1
## # A tibble: 12 x 4
##    Rendimiento pH    Pendiente Semilla
##          <dbl> <chr> <chr>     <chr>  
##  1        1210 pH1   P1        G      
##  2        1335 pH2   P1        D      
##  3        1442 pH3   P1        L      
##  4        1129 pH4   P1        E      
##  5        1450 pH1   P2        L      
##  6        1337 pH2   P2        G      
##  7        1120 pH3   P2        E      
##  8        1240 pH4   P2        D      
##  9        1116 pH1   P3        E      
## 10        1463 pH2   P3        L      
## 11        1256 pH3   P3        D      
## 12        1320 pH4   P3        G
Youden = data.frame(youden1)
Youden
##    Rendimiento  pH Pendiente Semilla
## 1         1210 pH1        P1       G
## 2         1335 pH2        P1       D
## 3         1442 pH3        P1       L
## 4         1129 pH4        P1       E
## 5         1450 pH1        P2       L
## 6         1337 pH2        P2       G
## 7         1120 pH3        P2       E
## 8         1240 pH4        P2       D
## 9         1116 pH1        P3       E
## 10        1463 pH2        P3       L
## 11        1256 pH3        P3       D
## 12        1320 pH4        P3       G

Ahora se transformará la columna de los tratamientos y bloques en factores para realizar los cálculos.

Youden$Rendimiento=factor(Youden$Rendimiento)
Youden$Rendimiento
##  [1] 1210 1335 1442 1129 1450 1337 1120 1240 1116 1463 1256 1320
## Levels: 1116 1120 1129 1210 1240 1256 1320 1335 1337 1442 1450 1463
Youden$pH = factor(Youden$pH)
Youden$pH
##  [1] pH1 pH2 pH3 pH4 pH1 pH2 pH3 pH4 pH1 pH2 pH3 pH4
## Levels: pH1 pH2 pH3 pH4
Youden$Pendiente = factor(Youden$Pendiente)
Youden$Pendiente
##  [1] P1 P1 P1 P1 P2 P2 P2 P2 P3 P3 P3 P3
## Levels: P1 P2 P3
Youden$Semilla = factor(Youden$Semilla)
Youden$Semilla
##  [1] G D L E L G E D E L D G
## Levels: D E G L

Para cada factor se realizará su respectivo Análisis de Varianza.

\(Factor \ Principal: Semilla\)

Primero se introducen los factores bloques y después los tratamientos.

mod1 <- aov(Rendimiento~  pH + Pendiente+ Semilla, data = youden1)
summary(mod1)
##             Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)  
## pH           3  37855   12618   5.887 0.0897 .
## Pendiente    2    212     106   0.049 0.9525  
## Semilla      3 134102   44701  20.853 0.0164 *
## Residuals    3   6431    2144                 
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1

Como se puede observar en la tabla el p.valor de Semilla 0.0164 dio menor a 0.05 o al 5% lo que significa que este factor principal o los efectos de los tratamientos (tipo de semilla) son significativos.

\(Fctor \ Bloque: pH\)

Para evaluar el efecto del primer bloque, la suma de cuadrados de bloques debe ajustarse por los tratamientos, por lo tanto primero se colocan los tratamientos y después los factores bloques.

mod2=aov(Rendimiento~Semilla+Pendiente+pH, data=youden1)
summary(mod2)
##             Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)  
## Semilla      3 163606   54535  25.441 0.0123 *
## Pendiente    2    212     106   0.049 0.9525  
## pH           3   8350    2783   1.299 0.4176  
## Residuals    3   6431    2144                 
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1

Como se puede observar en la tabla el p.valor del pH dio 0.4176 mayor a 0.05 o al 5%, lo que significa que el efecto del factor bloque de pH no es significativo. Esto no es de gran relevancia debido a que lo que interesa es el efecto de los tratamientos (semilla) y no de los bloques.Sin embargo se hizo su análisis para más adelante sacar su conclusión.

\(Fctor \ Bloque: Pendiente\)

Luego, para evaluar el efecto del segundo bloque, la suma de cuadrados de bloques debe ajustarse por los tratamientos, por lo tanto primero se colocan los tratamientos y después los bloques.

mod3=aov(Rendimiento~Semilla+pH+Pendiente, data=youden1)
summary(mod3)
##             Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)  
## Semilla      3 163606   54535  25.441 0.0123 *
## pH           3   8350    2783   1.299 0.4176  
## Pendiente    2    212     106   0.049 0.9525  
## Residuals    3   6431    2144                 
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1

Como se puede observar en la tabla el p.valor de la pendiente dio 0.9525, mayor al nivel de significancia del 5%, lo que se deduce que el efecto del factor bloque pendiente no es significativo.Esto no es de gran relevancia debido a que lo que interesa es el efecto de los tratamientos (semilla) y no de los bloques.Sin embargo se hizo su análisis para más adelante sacar su conclusión.

Ahora un análisis general

modC=lm(aov(Rendimiento~Semilla+pH+Pendiente, data=youden1))
summary(modC)
## 
## Call:
## lm(formula = aov(Rendimiento ~ Semilla + pH + Pendiente, data = youden1))
## 
## Residuals:
##       1       2       3       4       5       6       7       8       9      10 
## -36.750  30.625   8.125  -2.000  28.625   6.125  -6.125 -28.625   8.125 -36.750 
##      11      12 
##  -2.000  30.625 
## 
## Coefficients:
##             Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)    
## (Intercept)  1228.00      46.30  26.523 0.000118 ***
## SemillaE     -129.88      40.10  -3.239 0.047884 *  
## SemillaG       18.75      40.10   0.468 0.671924    
## SemillaL      185.62      40.10   4.630 0.018982 *  
## pHpH2          76.38      40.10   1.905 0.152906    
## pHpH3          20.25      40.10   0.505 0.648297    
## pHpH4          32.88      40.10   0.820 0.472345    
## PendienteP2     7.75      32.74   0.237 0.828113    
## PendienteP3     9.75      32.74   0.298 0.785277    
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 
## Residual standard error: 46.3 on 3 degrees of freedom
## Multiple R-squared:  0.964,  Adjusted R-squared:  0.868 
## F-statistic: 10.04 on 8 and 3 DF,  p-value: 0.04201

Como se puede observar, y con lo presentado anteriormente, se deben tener en cuenta los p.valores del factor semilla (tratamientos) los cuales dieron significativos (el rendimiento de las semillas de avena se comportó diferente) y no los p.valores de los bloques. Esto último lo que indica es que valió la pena bloquear por pH y pendiente. Los p.valores de las semillas E y L dieron significativos.

Revisión de supuestos

Prueba de residuales

modC$residuals
##       1       2       3       4       5       6       7       8       9      10 
## -36.750  30.625   8.125  -2.000  28.625   6.125  -6.125 -28.625   8.125 -36.750 
##      11      12 
##  -2.000  30.625
shapiro.test(modC$residuals)
## 
##  Shapiro-Wilk normality test
## 
## data:  modC$residuals
## W = 0.90208, p-value = 0.1687

Como se puede observar los residuales son normales debido a que el p.valor dio mayor al nivel de significancia del 5%

Igualdad de varianzas

bartlett.test(modC$residuals~youden1$Semilla)
## 
##  Bartlett test of homogeneity of variances
## 
## data:  modC$residuals by youden1$Semilla
## Bartlett's K-squared = 3.1685, df = 3, p-value = 0.3664

Como se puede observar el p.valor dio mayor al nivel de significancia del 5%, de ahí que las varianzas son estadísticamente iguales. Se cumple el supuesto de homocedasticidad.

Gráfico de residuales

plot(modC$residuals)

No se observa un patron en los residuales por lo cual se concluye que si son independientes.

Pruebas de comparaciones multiples

Sirve para probar las diferencias existentes entre las medias de los tratamientos

mod1 = aov(youden1$Rendimiento ~ youden1$Semilla)
mod1
## Call:
##    aov(formula = youden1$Rendimiento ~ youden1$Semilla)
## 
## Terms:
##                 youden1$Semilla Residuals
## Sum of Squares        163606.33  14993.33
## Deg. of Freedom               3         8
## 
## Residual standard error: 43.29165
## Estimated effects may be unbalanced
smod1 = summary(mod1)
tukey =TukeyHSD(mod1)
tukey
##   Tukey multiple comparisons of means
##     95% family-wise confidence level
## 
## Fit: aov(formula = youden1$Rendimiento ~ youden1$Semilla)
## 
## $`youden1$Semilla`
##          diff        lwr       upr     p adj
## E-D -155.3333 -268.52841 -42.13826 0.0099008
## G-D   12.0000 -101.19508 125.19508 0.9855486
## L-D  174.6667   61.47159 287.86174 0.0049679
## G-E  167.3333   54.13826 280.52841 0.0064248
## L-E  330.0000  216.80492 443.19508 0.0000657
## L-G  162.6667   49.47159 275.86174 0.0075885
plot(tukey, col="red", las=1,cex.axis=0.5, cex.lab=0.5, cex=0.5)

Se observa que todas las comparaciones (5), menos la comparación entre semillas G y D, fueron significativas lo que indica que hay diferencias en el rendimiento entre esos tipos de semillas comparadas.

library(agricolae)

d=duncan.test(modC, "Semilla")
d
## $statistics
##    MSerror Df     Mean       CV
##   2143.583  3 1284.833 3.603491
## 
## $parameters
##     test  name.t ntr alpha
##   Duncan Semilla   4  0.05
## 
## $duncan
##      Table CriticalRange
## 2 4.500659      120.3055
## 3 4.515652      120.7063
## 4 4.472854      119.5623
## 
## $means
##   Rendimiento       std r  Min  Max  Q25  Q50    Q75
## D    1277.000 50.862560 3 1240 1335 1248 1256 1295.5
## E    1121.667  6.658328 3 1116 1129 1118 1120 1124.5
## G    1289.000 68.942005 3 1210 1337 1265 1320 1328.5
## L    1451.667 10.598742 3 1442 1463 1446 1450 1456.5
## 
## $comparison
## NULL
## 
## $groups
##   Rendimiento groups
## L    1451.667      a
## G    1289.000      b
## D    1277.000      b
## E    1121.667      c
## 
## attr(,"class")
## [1] "group"

Por tanto, con la prueba de Duncan se observa que el mayor rendimiento de avena se obtuvo con el tipo de semilla L con 1451.667 kg/parcela y el menor rendimiento se obtuvo con el tipo de semilla E con 1121,667 kg/parcela. Se recomienda el uso de la semilla L.

Diseño ab

Genera un diseño de bloques, aleatorio y cuadrado latino para n factores combinados, utiliza los métodos de generación numérica en R.

Uso: design.ab(trt, r, serie = 2, design=c(“rcbd”,“crd”,“lsd”), seed = 0, kinds = “Super-Duper”,first=TRUE,randomization=TRUE)

Argumentos:

trt: n niveles del factor

r: replicaciones o bloques

serie: número del gráfico, 1: 11,12; 2: 101,102; 3: 1001,1002

design: tipo

seed: semilla

kinds: Método de aleatorizar

first: TRUE o FALSE = aleatoriza rep 1

randomization: TRUE o FALSE = aleatoriza

Detalles: kinds <- c(“Wichmann-Hill”, “Marsaglia-Multicarry”, “Super-Duper”, “Mersenne-Twister”, “KnuthTAOCP”, “user-supplied”, “Knuth-TAOCP-2002”, “default” )

Valor: parameters: Diseños paramétricos
book; Libro de campo

Ejemplo

# factorial 3 x 2 con 3 bloques
library(agricolae)
trt<-c(3,2) # factorial 3x2
outdesign <-design.ab(trt, r=3, serie=2)
book<-outdesign$book
head(book,10) 
##    plots block A B
## 1    101     1 3 1
## 2    102     1 1 1
## 3    103     1 2 1
## 4    104     1 2 2
## 5    105     1 1 2
## 6    106     1 3 2
## 7    107     2 1 2
## 8    108     2 3 1
## 9    109     2 1 1
## 10   110     2 2 2
#  diseño factorial 2 x 2 x 2 con 5 replicaciones completamente al azar
trt<-c(2,2,2)
outdesign<-design.ab(trt, r=5, serie=2,design="crd")
book<-outdesign$book
print(book)
##    plots r A B C
## 1    101 1 1 1 2
## 2    102 1 2 1 2
## 3    103 1 1 2 2
## 4    104 1 1 2 1
## 5    105 1 2 1 1
## 6    106 2 1 1 2
## 7    107 2 1 2 2
## 8    108 1 2 2 1
## 9    109 1 1 1 1
## 10   110 3 1 2 2
## 11   111 2 2 1 2
## 12   112 3 1 1 2
## 13   113 1 2 2 2
## 14   114 2 2 1 1
## 15   115 4 1 1 2
## 16   116 2 2 2 1
## 17   117 3 2 1 1
## 18   118 3 2 2 1
## 19   119 2 1 2 1
## 20   120 2 2 2 2
## 21   121 4 1 2 2
## 22   122 3 2 1 2
## 23   123 2 1 1 1
## 24   124 4 2 1 1
## 25   125 3 1 1 1
## 26   126 3 2 2 2
## 27   127 4 2 1 2
## 28   128 3 1 2 1
## 29   129 5 2 1 1
## 30   130 4 2 2 2
## 31   131 5 2 1 2
## 32   132 5 2 2 2
## 33   133 4 2 2 1
## 34   134 4 1 1 1
## 35   135 5 1 1 2
## 36   136 5 2 2 1
## 37   137 4 1 2 1
## 38   138 5 1 2 2
## 39   139 5 1 2 1
## 40   140 5 1 1 1
# factorial 3 x 3 en diseño cuadrado latino.
trt <-c(3,3)
outdesign<-design.ab(trt, serie=2, design="lsd")
book<-outdesign$book
print(book)
##    plots row col A B
## 1    101   1   1 1 1
## 2    102   1   2 1 2
## 3    103   1   3 3 1
## 4    104   1   4 2 1
## 5    105   1   5 2 3
## 6    106   1   6 2 2
## 7    107   1   7 3 3
## 8    108   1   8 3 2
## 9    109   1   9 1 3
## 10   201   2   1 2 2
## 11   202   2   2 2 3
## 12   203   2   3 1 2
## 13   204   2   4 3 2
## 14   205   2   5 1 1
## 15   206   2   6 3 3
## 16   207   2   7 2 1
## 17   208   2   8 1 3
## 18   209   2   9 3 1
## 19   301   3   1 1 2
## 20   302   3   2 1 3
## 21   303   3   3 3 2
## 22   304   3   4 2 2
## 23   305   3   5 3 1
## 24   306   3   6 2 3
## 25   307   3   7 1 1
## 26   308   3   8 3 3
## 27   309   3   9 2 1
## 28   401   4   1 3 3
## 29   402   4   2 1 1
## 30   403   4   3 2 3
## 31   404   4   4 1 3
## 32   405   4   5 2 2
## 33   406   4   6 2 1
## 34   407   4   7 3 2
## 35   408   4   8 3 1
## 36   409   4   9 1 2
## 37   501   5   1 1 3
## 38   502   5   2 2 1
## 39   503   5   3 3 3
## 40   504   5   4 2 3
## 41   505   5   5 3 2
## 42   506   5   6 3 1
## 43   507   5   7 1 2
## 44   508   5   8 1 1
## 45   509   5   9 2 2
## 46   601   6   1 2 3
## 47   602   6   2 3 1
## 48   603   6   3 1 3
## 49   604   6   4 3 3
## 50   605   6   5 1 2
## 51   606   6   6 1 1
## 52   607   6   7 2 2
## 53   608   6   8 2 1
## 54   609   6   9 3 2
## 55   701   7   1 3 2
## 56   702   7   2 3 3
## 57   703   7   3 2 2
## 58   704   7   4 1 2
## 59   705   7   5 2 1
## 60   706   7   6 1 3
## 61   707   7   7 3 1
## 62   708   7   8 2 3
## 63   709   7   9 1 1
## 64   801   8   1 3 1
## 65   802   8   2 3 2
## 66   803   8   3 2 1
## 67   804   8   4 1 1
## 68   805   8   5 1 3
## 69   806   8   6 1 2
## 70   807   8   7 2 3
## 71   808   8   8 2 2
## 72   809   8   9 3 3
## 73   901   9   1 2 1
## 74   902   9   2 2 2
## 75   903   9   3 1 1
## 76   904   9   4 3 1
## 77   905   9   5 3 3
## 78   906   9   6 3 2
## 79   907   9   7 1 3
## 80   908   9   8 1 2
## 81   909   9   9 2 3

Diseño Lattice

Existen los diseños lattice simple y triple. Este aleatoriza tratamientos en lattice arreglo k x k.

Uso: design.lattice(trt, r=3, serie = 2, seed = 0, kinds = “Super-Duper”,randomization=TRUE)

Argumentos:

trt: tratamientos

r: r=2(simple) o r=3(triple) lattice

serie: número del gráfico, 1: 11,12; 2: 101,102; 3: 1001,1002

seed: semilla

kinds: método para aleatorizar

randomization TRUE or FALSE = aleatorizar

Detalles:

kinds <- c(“Wichmann-Hill”, “Marsaglia-Multicarry”, “Super-Duper”, “Mersenne-Twister”, “KnuthTAOCP”, “user-supplied”, “Knuth-TAOCP-2002”, “default” )

Valor: parameters: Diseños paramétricos

statistics: Diseños estadísticos

sketch: Diseños boceto

book: libro de campo

Ejemplo

library(agricolae)
# Lattice triple
trt<-LETTERS[1:9]
outdesign<-design.lattice(trt,r=3,serie=2) # diseño lattice triple ( 9 trt)
## 
## Lattice design,  triple   3 x 3 
## 
## Efficiency factor
## (E ) 0.7272727 
## 
## <<< Book >>>
# Lattice simple
trt<-1:100
outdesign<-design.lattice(trt,r=2,serie=3) # diseño lattice simple, 10x10
## 
## Lattice design,  simple   10 x 10 
## 
## Efficiency factor
## (E ) 0.8461538 
## 
## <<< Book >>>

Diseño Carolina

Diseñados por Comstock y Robinson en 1948 en Carolina del Norte.Relacionado con la técnica de apareamiento entre progenitores (DISEÑOS GENÉTICOS) y puede ser de 3 formas el diseño:

\(Diseño \ Carolina \ I\)

También conocido domo diseño jerárquico o anidado. Acá cada macho se aparea con un grupo de hembras, las cuales estas tienen la restricción de que cada una solo participa en un solo cruzamiento (Morales, 2001).

\(Diseño \ Carolina \ II\)

También conocido como diseño cruzado o factorial. Un ejemplo es que en términos genéticos el apareamiento se da entre el cruce de un grupo de progenitores machos con un grupo de hembras y se dan en todas las combinaciones posibles (Morales, 2001).

\(Diseño \ Carolina \ III\)

Se crearon con el fin de estimar el grado de dominancia de los genes que controlan los rasgos de estudio. Este diseño tiene la finalidad de estimar la varianza aditiva y la de dominancia (Morales, 2001).

Uso: carolina(model,data) Argumentos:

model: Constant

data: Data frame

Detalles: model = 1,2 and 3 is I, II and III ver carolina1,2 and 3. Valor model: análisis del modelo (I, II or III) del diseño de carolina y varianza y varianza aditiva de macho, hembra e interacción macho hembra.

Ejemplo

library(agricolae)
data(DC)
carolina1 <- DC$carolina1
# str(carolina1)
output<-carolina(model=1,carolina1)
## Response(y):  yield 
## 
## Analysis of Variance Table
## 
## Response: y
##                             Df  Sum Sq Mean Sq F value    Pr(>F)    
## set                          1  0.5339  0.5339  7.2120 0.0099144 ** 
## set:replication              2  2.9894  1.4947 20.1914 4.335e-07 ***
## set:male                     4 22.1711  5.5428 74.8743 < 2.2e-16 ***
## set:male:female              6  4.8250  0.8042 10.8630 1.311e-07 ***
## set:replication:male:female 10  3.2072  0.3207  4.3325 0.0002462 ***
## Residuals                   48  3.5533  0.0740                      
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 
## CV: 8.286715     Mean: 3.283333
output[][-1]
## $var.m
## [1] 0.3948843
## 
## $var.f
## [1] 0.08057407
## 
## $var.A
## [1] 1.579537
## 
## $var.D
## [1] -1.257241
carolina2 <- DC$carolina2

# str(carolina2)
majes<-subset(carolina2,carolina2[,1]==1)
majes<-majes[,c(2,5,4,3,6:8)]
output<-carolina(model=2,majes[,c(1:4,6)])
## Response(y):  yield 
## 
## Analysis of Variance Table
## 
## Response: y
##                 Df  Sum Sq Mean Sq F value    Pr(>F)    
## set              1  847836  847836 45.6296 1.097e-09 ***
## set:replication  4  144345   36086  1.9421  0.109652    
## set:male         8  861053  107632  5.7926 5.032e-06 ***
## set:female       8  527023   65878  3.5455  0.001227 ** 
## set:male:female 32  807267   25227  1.3577  0.129527    
## Residuals       96 1783762   18581                      
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 
## CV: 19.08779     Mean: 714.1301
output[][-1]
## $var.m
## [1] 2746.815
## 
## $var.f
## [1] 1355.024
## 
## $var.mf
## [1] 2215.415
## 
## $var.Am
## [1] 10987.26
## 
## $var.Af
## [1] 5420.096
## 
## $var.D
## [1] 8861.659
carolina3 <- DC$carolina3
# str(carolina3)
output<-carolina(model=3,carolina3)
## Response(y):  yield 
## 
## Analysis of Variance Table
## 
## Response: y
##                 Df Sum Sq Mean Sq F value   Pr(>F)   
## set              3  2.795 0.93167  1.2784 0.300965   
## set:replication  4  3.205 0.80125  1.0995 0.376215   
## set:female       4  1.930 0.48250  0.6621 0.623525   
## set:male        12 20.970 1.74750  2.3979 0.027770 * 
## set:female:male 12 27.965 2.33042  3.1978 0.005493 **
## Residuals       28 20.405 0.72875                    
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 
## CV: 21.95932     Mean: 3.8875
output[][-1]
## $var.mi
## [1] 0.8008333
## 
## $var.m
## [1] 0.2546875
## 
## $var.A
## [1] 1.01875
## 
## $var.D
## [1] 1.601667

REFERENCIAS:

Mendiburu, F. 2020. Statistical Procedures for Agricultural Research. En: https://cran.r-project.org/web/packages/agricolae/agricolae.pdf

Mendoza, H.2016. Diseño experimental. En: http://red.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000352/html/un7/cont_702-99.html

Morales, P. 2001. Comparación de dos diseños genéticos en la estimación de los componentes de varianza en una población de maíz enano. En http://repositorio.uaaan.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/123456789/1203/COMPARACION%20DE%20DOS%20DISE%D1OS%20GENETICOS%20EN%20LA%20ESTIMACION%20DE%20LOS%20COMPONENTES%20DE%20VARIANZA%20EN%20UNA%20POBLACION%20DE%20MAIZ%20ENANO.pdf?sequence=1

Loza, A.2013. B.I.B & Cuadrado de Youden. En:https://prezi.com/p6v6fzxathfm/bib-cuadrado-de-youden/

Universidad de Granada.2020. Diseño estadístico de experimentos.En:https://wpd.ugr.es/~bioestad/guia-de-r/practica-7/