RANCANGAN SPLIT PLOT
Apa itu rancangan split plot? Rancangan petak terpisah bentuk khusus dari rancangan faktorial, dimana kombinasi perlakuan diacak secara bertahap. Beberapa pertimbangan penerapan RPT, yaitu: 1) Perbedaan kepentingan pengaruh 2) Pengembangan dari percobaan yang telah berjalan 3) Kendala teknis pengacakan dilapangan Rancangan ini dapat diaplikasikan pada berbagai rancangan lingkungan (RAL, RAK, dan RBSL).
Kelemahan split plot • Pengaruh utama dari petak utama diduga dengan tingkat ketelitian yang lebih rendah dibandingkan pengaruh interaksi dan pengaruh utama dari anak petak-nya. Sehingga analisis ini tidak disarankan untuk percobaan yang membutuhkan tingkat ketepatan pendugaan yang sama antar dua faktor • Analisis lebih komplek dibandingkan rancangan faktorial terutama jika diterapkan dalam RAKL. Walaupun tehnik komputer merupakan solusinya namun interpretasi dari output tidak mudah.
SPLIT PLOT RAL
Ilustrasi Percobaan dua faktor (Nitrogen: N0,N1,N2; dan Varietas: V1,V2,V3) dimana nitrogen ditempatkan sebagai petak utama dan varietas sebagai anak petak. (Apa pertimbangannya ???) Setiap perlakuan diulang 3 kali dan unit-unit percobaan diasumsikan homogen. Dengan demikian rancangan yang digunakan adalah rancangan petak terpisah RAL.
Bagan Percobaaan: SPLIT PLOT RAL Petak Utama
N0 V1 V2 V3
N1
N0
N2
N1
N1
N2
N0
N2
V2 V3 V1
V2 V1 V3
V1 V2 V3
V2 V3 V1
V1 V3 V2
V3 V2 V1
V2 V1 V3
V1 V2 V3
Anak petak
Model Linier:Split plot RAL Yijk = µ + α i + δ ik + β j + (αβ )ij + ε ijk dimana: Yijk nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i faktor B taraf ke-j dan ulangan ke k, (µ, αi , βj) merupakan komponen aditif dari rataan, pengaruh utama faktor A dan pengaruh utama faktor B, (αβij) merupakan komponen interaksi dari faktor A dan faktor B sedangkan δik komponen acak dari petak utama yang menyebar normal(0, σδ2) dan εijk merupakan pengaruh acak dari anak petak juga menyebar normal (0, σ2).
ANALISIS DATA
Hipotesis Pengaruh Petak utama (faktor A): H0: α1 = …= αa=0 H1: paling sedikit ada satu i dimana αi ≠ 0 Pengaruh anak petak (faktor B): H0: β1 = …= βb=0 H1: paling sedikit ada satu j dimana βj ≠ 0 Pengaruh sederhana (interaksi) faktor A dengan faktor B: H0: (αβ)11 =(αβ)12 = …= (βα)ab=0 H1: paling sedikit ada sepasang (i,j) dimana (αβ)ij ≠ 0
Struktur Tabel Sidik Ragam Sumber keragaman A Galat (a) B AB Galat (b)
Derajat bebas Jumlah kuadrat (Db) a-1 a(r-1) b-1 (a-1)(b-1) a(b-1)(r-1)
(JK) JKA JKGa JKB JKAB JKGb
Kuadrat tengah (KT) KTA KTGa KTB KTAB KTGb
F-hitung KTA/KTGa KTB/KTGb KTAB/KTGb
Bagaimana cara mengambil keputusan menolak H0 atau tidak ?
Langkah-langkah perhitungan 1. Dari tabel pengamatan data asal, hitung: FK = Faktor koreksi 2
Y FK = ... abr
JKT
= Jumlah kuadrat total a
=
JKT
b
r
∑ ∑ ∑ (Y i=1
j=1
ijk
− Y ...
)
2
=
∑ ∑ ∑
Y ijk
2
− FK
k =1
2. Rekap data berdasarkan taraf faktor pada petak utama dengan ulangan, kemudian hitung: JKST = Jumlah kuadrat sub total a
JKST
=
b
∑ ∑ ∑ (Y i=1
JKA
j =1
i.k
− Y ...
)
2
=
∑ ∑
Y i.k
2
/ b − FK
k =1
= Jumlah kuadrat faktor A a
JKA =
b
r
∑ ∑ ∑ (Y i =1
JKGa
r
j =1 k =1
− Y ... ) = ∑ 2
i ..
2
Y i .. − FK br
= Jumlah kuadrat galat petak utama = JKST – JKA
3. Rekap data berdasarkan struktur perlakuan (AxB), kemudian hitunglah: JKB = Jumlah kuadrat faktor B a
b
r
JKB = ∑ ∑ ∑ (Y. j . − Y... ) = ∑ 2
Y. j .
i =1 j =1 k =1
2
ar
− FK
JKAB = Jumlah kuadrat interaksi faktor A dan B a
b
r
a
b
r
JKAB = ∑ ∑∑ (Yij . − Yi.. − Y. j . + Y... ) =∑ ∑ ∑ (Yij . − Y... ) − JKA − JKB 2
i =1 j =1 k =1
i =1 j =1 k =1
JKAB = JKP − JKA − JKB
dimana: a
b
r
JKP = ∑ ∑ ∑ (Yij . − Y... ) = ∑ ∑ 2
Yij.
i =1 j =1 k =1
JKGb = Jumlah kuadrat galat
JKGb = JKT − JKP − JKGa
r
2
− FK
2
Ilustrasi (1) • Suatu penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh naungan terhadap pertumbuhan dan hasil dua varietas talas (colocasia esculenta (L.) schoot). Naungan sebagai petak utama dan varietas talas sebagai anak petak. Naungan dibedakan tanpa naungan (N0) dan naungan 50% (N1). Sedangkan varietas talas ada dua yaitu varietas bentul dan varietas ioma. Masingmasing kombinasi perlakuan diulang sebanyak 3 kali. Salah satu respon yang dikukur adalah berat kering umbi produksi • Sumber : Marfu’ah P (2003)
• Satuan percobaan yang digunakan adalah petak berukuran 2 x 3.5 m2 dengan jarak tanam 50 x 50 cm2. Sehingga tipa petak terdiri dari 28 tanaman. • Jumlah tanaman yang diamati adalah 5 tanaman/petak
Control local yang dilakukan • Sebelum tanam diberi pupuk kandang 200 gram/tanaman • Disamping bibit diberi larikan untuk pupuk urea, SP 36 dan KCl. • Pemberian pupuk tersebut diberikan dua kali : ½ dosis saat penanaman dan ½ dosis saat 3 bulan setelah tanam • Satu bulan setelah tanam diberikan furadan • Penyiangan gulma mulai 1 minggu setelah tanam • Pembumbunan pada 2 minggu setelah tanam • Pengendalian hama dan penyakit
Lengkapi Tabel ANOVA berikut: Kesimpulan apa yang kita peroleh? Sumber keragaman
db
JK
KT
Fhit
Naungan
…………
…………
1209.4180
…………
Galat a
…………
1119.6600
…………
Talas
…………
280.6230
……….
…………
Naungan*Talas
…………
3654.3790
3654.3790
…………
Galat b
…………
…………
…………
Total
…………
8598.6140
SPLIT PLOT RAK
Perhatikan kembali ilustrasi pada split-plot RAL. Bagaimana jika kondisi lingkungan tidak ? • Kendalikan dengan homogen sistem blocking • Jika sumber keragaman berasal dari satu arah, rancangan lingkungan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok (RAK) • Pengacakan perlakuan dilakukan sebagai berikut: pilihlah secara acak kelompok kemudian acaklah taraf-taraf Nitrogen pada kelompok terpilih dan pada tahap akhir acaklah varietas pada masing-masing taraf nitrogen
Bagan percobaan: Split plot RAK V1 V2 V3 N1
V3 V1 V2 N2
B lok I V3 V1 V2 N0
B lok II V2 V3 V1 N1
V3 V2 V1 N2
V3 V2 V1 N0
V1 V3 V2 N2
B lok III V1 V2 V3 N0
Anak petak
V3 V1 V2 N1
Petak Utama
Model Linier:Split plot RAK Yijk = µ + K k + α i + δ ik + β j + (αβ )ij + ε ijk dimana: Yijk nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i faktor B taraf ke-j dan ulangan ke k, (µ, αi , βj, Kk) merupakan komponen aditif dari rataan, pengaruh utama faktor A, faktor B , dan kelompok, sedangkan (αβij) merupakan komponen interaksi dari faktor A dan faktor B sedangkan δik komponen acak dari petak utama yang menyebar normal(0, σδ2) dan εijk merupakan pengaruh acak dari anak petak juga menyebar normal (0, σ2).
Hipotesis yang diuji sama dengan hipotesis pada split plot RAL. Coba ANDA sebutkan, apa saja hipotesisnya !
Struktur Tabel Sidik Ragam Sumber keragaman Blok A Galat (a) B AB Galat (b)
Derajat bebas Jumlah kuadrat (Db) r-1 a-1 (a-1)(r-1) b-1 (a-1)(b-1) (a-1)(b-1)(r-1)
(JK) JKK JKA JKGa JKB JKAB JKGb
Kuadrat tengah (KT) KTK KTA KTGa KTB KTAB KTGb
F-hitung KTK/KTGa KTA/KTGa KTB/KTGb KTAB/KTGb
Bagaimana cara mengambil keputusan menolak H0 atau tidak ?
Langkah-langkah perhitungan 1. Dari tabel pengamatan data asal, hitung: 2 Y ... FK = Faktor koreksi FK = abr
a
JKT
= Jumlah kuadrat total
JKT
=
b
r
∑ ∑ ∑ (Y i=1
j=1
− Y ...
ijk
)
2
=
∑ ∑ ∑
Y ijk
k =1
2. Rekap data berdasarkan taraf faktor pada petak utama dengan blok, kemudian hitung: JKST= Jumlah kuadrat sub total a
JKST
=
r
∑ ∑ ∑ (Y i=1
JKA
b
j =1
i.k
− Y ...
)
2
=
∑ ∑
Y i.k
= Jumlah kuadrat faktor A
a
JKA =
b
= Jumlah kuadrat blok
a
JKK =
r
∑ ∑ ∑ (Y
− Y ... ) = ∑ 2
i ..
j =1 k =1 b
r
∑ ∑ ∑ (Y i =1
JKGa
/ b − FK
k =1
i =1
JKK
2
j =1 k =1
− Y ... ) = ∑ 2
.. k
2
Y i .. − FK br 2
Y .. k − FK ab
= Jumlah kuadrat galat petak utama = JKST – JKA - JKK
2
− FK
3. Rekap data berdasarkan struktur perlakuan (AxB), kemudian hitunglah: JKB = Jumlah kuadrat faktor B a
b
r
JKB = ∑ ∑ ∑ (Y. j . − Y... ) = ∑ 2
Y. j .
i =1 j =1 k =1
2
ar
− FK
JKAB = Jumlah kuadrat interaksi faktor A dan B a
b
r
a
b
r
JKAB = ∑ ∑∑ (Yij . − Yi.. − Y. j . + Y... ) =∑ ∑ ∑ (Yij . − Y... ) − JKA − JKB 2
i =1 j =1 k =1
i =1 j =1 k =1
JKAB = JKP − JKA − JKB
dimana: a
b
r
JKP = ∑ ∑ ∑ (Yij . − Y... ) = ∑ ∑ 2
Yij.
i =1 j =1 k =1
JKGb = Jumlah kuadrat galat
JKGb = JKT − JKP − JKGa
r
2
− FK
2
Ilustrasi (2) • Jika kondisi lahan tidak homogen, sehingga rancangan pengendalian lingkungan yang digunakan adalah RAKL maka lengkapi Tabel ANOVA berikut:
Kesimpulannya apa ya………? Sumber keragaman
db
JK
KT
Kelompok
………
1862.341 …………
Naungan
………
Galat a
………
1119.6600 …………
Talas
………
280.6230 ……….
Naungan*Talas
………
3654.3790
Galat b
………
…………
Total
………
8598.6140
…………
Fhit …………
1209.4180 …………
…………
3654.3790 ………… …………
Pustaka • Clewer, A. G & Scarisbrick, D.H. 2006. Practical Statistics and Experimental Design for Plant and Crop Science. John Wiley & Sons. West Sussex. • Marfu’ah, P. 2003. Pengaruh Naungan terhadap Pertumbuhan dan Hasil Dua Varietas Talas (Colocasia esculenta (L.) Schoot). Skripsi. Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian IPB. • Matjik, A.A. & Sumertajaya, I. M. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Bogor : IPB PRESS. • Montgomery, C.D. 1991. Design and Analysis of Experiments 3rd Edition. John Wiley & Sons. New York.