บล็อก

การ Blocking หรือการจัดบล็อก คือหัวใจสำคัญของการออกแบบการทดลองเพื่อควบคุมความแปรปรวนจากปัจจัยภายนอก โดยเฉพาะความไม่สม่ำเสมอของดิน (Soil Heterogeneity) เพื่อให้การเปรียบเทียบกรรมวิธีมีความแม่นยำสูงสุด

วัตถุประสงค์และผลของการจัดบล็อก

เพื่อแยกความแปรปรวน : การจัดบล็อกช่วยให้เราสามารถแยกความแตกต่างระหว่างบล็อกออกจาก ค่าความคลาดเคลื่อนของการทดลอง (Experimental Error) ได้ ส่งผลให้ค่า Error ลดลงและเพิ่มความแม่นยำ (Precision) ให้กับงานวิจัย

หลักการสำคัญ : การจัดบล็อกที่ดีต้องทำให้ หน่วยทดลองภายในบล็อกเดียวกันมีความสม่ำเสมอ (Homogeneous) มากที่สุด แต่ให้ มีความแตกต่างระหว่างบล็อกมากที่สุด

วิธีการใช้การจัด blocking

• เมื่อทราบรูปแบบความอุดมสมบูรณ์ของดิน: ให้วางแนวบล็อกเพื่อให้ความแตกต่างของดิน “ระหว่างบล็อก” มีค่าสูงสุด และความแตกต่าง “ภายในบล็อก” มีค่าน้อยที่สุด ตัวอย่างเช่น หากแปลงนามีแนวความอุดมสมบูรณ์ต่างกันในทิศทางเดียวตามความยาวของพื้นที่ การจัดกลุ่มควรทำตามแนวขวางของพื้นที่ หรือกล่าวคือ ตัดขวางหรือตั้งฉากกับแนวความแตกต่างนั้น

• เมื่อไม่ทราบรูปแบบความอุดมสมบูรณ์ของดิน: หลีกเลี่ยงการใช้บล็อกที่มีลักษณะยาวและแคบ แต่ควรใช้บล็อกที่มีความกระชับ (Compact) หรือมีรูปทรงใกล้เคียงสี่เหลี่ยมจัตุรัสมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากแปลงที่อยู่ใกล้กันย่อมมีโอกาสที่จะมีลักษณะเหมือนกันมากกว่าแปลงที่อยู่ห่างกัน

ขนาดบล็อก: บล็อกต้องมีพื้นที่เพียงพอที่จะวางแปลงย่อย (Plots) ของทุกกรรมวิธีในชุดนั้นๆ ได้ครบถ้วน หากมีพื้นที่เหลือไม่ควรนำแปลงย่อยของบล็อกอื่นมาแทรก

• การจัดการแบบ “รายบล็อก” (Per-block basis) : เพื่อควบคุมความแปรปรวนที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการจัดการและการปฏิบัติงาน รวมถึงการเก็บข้อมูล ทุกขั้นตอนควรดำเนินการตามรายบล็อก กล่าวคือ เมื่อใดก็ตามที่มีแหล่งความแปรปรวนเกิดขึ้น ให้พยายามแยกความแปรปรวนส่วนใหญ่นั้นออกด้วยการจัดกลุ่ม

  ยกตัวอย่างเช่น หากการดำเนินงานบางอย่าง (เช่น การใส่ทรีตเมนต์ หรือการวัดข้อมูล) ไม่สามารถทำให้เสร็จสิ้นทั้งการทดลองได้ภายในวันเดียว อย่างน้อยที่สุดก็ควรทำงานของทุกแปลงในหนึ่งบล็อกให้เสร็จในวันนั้น เพื่อให้ความแตกต่างของปัจจัยด้านวันเวลาถูกควบคุมโดย “บล็อก”

  เทคนิคเดียวกันนี้สามารถใช้เพื่อจัดการความแปรปรวนระหว่างผู้ปฏิบัติงานได้ เมื่อใดที่งานนั้นได้รับผลกระทบจากทักษะของผู้ปฏิบัติงาน (เช่น การใส่ปุ๋ย การพ่นสารเคมี หรือการวัดความสูงต้น) ควรแบ่งให้ผู้ปฏิบัติงานแต่ละคนรับผิดชอบบล็อกที่แตกต่างกันไป

ตัวอย่างการจัดบล็อกในการทดลองข้าว

ตัวอย่างที่ 1: การจัดบล็อกตามแนวความอุดมสมบูรณ์ของดิน

สถานการณ์: คุณกำลังวางแผนการทดลองในนาข้าวที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่างกันจากเหนือไปล่าง (North-South gradient)

ข้อมูลเบื้องต้น:

• พื้นที่ทดลอง: 60 m × 100 m
• ทิศทางของความแปรปรวน: เหนือ-ใต้ (ค่าอุดมสมบูรณ์สูงที่สุดทางเหนือ, ต่ำที่สุดทางใต้)
• จำนวนบล็อก: 4 บล็อก (RCBD 4 ซ้ำ)
• จำนวนกรรมวิธี: 6 พันธุ์ข้าว

การจัดบล็อก:

❌ ไม่เหมาะสม: วางแนวบล็อกในแนวเหนือ-ใต้ ทำให้หน่วยที่อยู่ในบล็อกเดียวกันมีความอุดมสมบูรณ์แตกต่างกันมาก

✅ เหมาะสม: วางแนวบล็อกในแนวตะวัน-ตกวัน (East-West) ทำให้หน่วยที่อยู่ในบล็อกเดียวกันมีความอุดมสมบูรณ์ใกล้เคียงกัน

ผล: การจัดบล็อกที่เหมาะสมจะช่วยลดความคลาดเคลื่อนของการทดลองอย่างมีนัยสำคัญ

ตัวอย่างที่ 2: การจัดบล็อกตามการจัดการงาน

สถานการณ์: คุณมีคนงาน 3 คน และต้องการวัดความสูงข้าวในทุก 2 สัปดาห์ แต่คนงานแต่ละคนไม่สามารถช่วยกันวัดในวันเดียวได้ครบ

ข้อมูลเบื้องต้น:

• จำนวนบล็อก: 3 บล็อก (1 บล็อกต่อคนงาน)
• คนงาน A: วัด บล็อกที่ 1, 4, 7, 10
• คนงาน B: วัด บล็อกที่ 2, 5, 8, 11
• คนงาน C: วัด บล็อกที่ 3, 6, 9, 12

วิธีการจัดบล็อก:

1. กำหนดว่าแต่ละคนงานรับผิดชอบบล็อกใด
2. วางแผนผังแปลงโดยสุ่มกรรมวิธีภายในบล็อก (ตามบทที่ 5)
3. ให้คนงานแต่ละคนวัดเฉพาะบล็อกที่ตนรับผิดชอบ

ประโยชน์:

• ลดความแปรปรวนจากความแตกต่างของการวัดระหว่างคนงาน
• คนงานแต่ละคนรับผิดชอบงานของตนเองทั้งหมด
• วิเคราะห์ข้อมูลง่ายกว่า เพราะสามารถคำนวณความแตกต่างระหว่างบล็อกได้โดยตรง

ตัวอย่างที่ 3: การจัดบล็อกตามระยะการเก็บเกี่ยว

สถานการณ์: คุณทำการทดลองเปรียบเทียบผลผลิตของพันธุ์ข้าวที่มีวันเก็บเกี่ยวต่างกัน และต้องการเก็บเกี่ยวในวันที่แตกต่างกัน

ข้อมูลเบื้องต้น:

• พันธุ์ A: วันเก็บเกี่ยว 110 วัน
• พันธุ์ B: วันเก็บเกี่ยว 115 วัน
• พันธุ์ C: วันเก็บเกี่ยว 120 วัน
• พันธุ์ D: วันเก็บเกี่ยว 125 วัน

การจัดบล็อก:

ทางเลือกที่ 1: จัดบล็อกตามวันเก็บเกี่ยว

• บล็อก 1: พันธุ์ที่เก็บเกี่ยว 110 วัน
• บล็อก 2: พันธุ์ที่เก็บเกี่ยว 115 วัน
• บล็อก 3: พันธุ์ที่เก็บเกี่ยว 120 วัน
• บล็อก 4: พันธุ์ที่เก็บเกี่ยว 125 วัน

ปัญหา: ความแปรปรวนระหว่างบล็อกสูง (ทั้งทรีตเมนต์และวันเก็บเกี่ยว)

ทางเลือกที่ 2: จัดบล็อกตามระยะเก็บเกี่ยว (Balanced Blocking)

• แบ่งพันธุ์เป็นกลุ่ม:
  • กลุ่ม 1: 110-112 วัน (พันธุ์ A)
  • กลุ่ม 2: 113-117 วัน (พันธุ์ B)
  • กลุ่ม 3: 118-122 วัน (พันธุ์ C)
  • กลุ่ม 4: 123-125 วัน (พันธุ์ D)
• วางแผนผังแปลงโดยสุ่มกรรมวิธีภายในแต่ละกลุ่ม

ประโยชน์:

• ความแปรปรวนระหว่างบล็อกลดลง
• ความสมดุลของการเก็บเกี่ยวดีขึ้น
• วิเคราะห์ข้อมูลง่ายขึ้น

คำแนะนำสำหรับการจัดบล็อกในนาข้าว

1. ศึกษาแผนที่ก่อนเริ่ม: ใช้ข้อมูลจากงานก่อนหน้า หรือทำ Uniformity Trial เพื่อระบุแนวของความอุดมสมบูรณ์

2. วางแนวบล็อกให้ตั้งฉากกับแนวความแปรปรวน: นี่คือหลักการสำคัญที่สุดในการลดความคลาดเคลื่อน

3. จัดการ “รายบล็อก” ในทุกกิจกรรมที่มีความแปรปรวน: การใส่ปุ๋ย การวัดข้อมูล การเก็บเกี่ยว ฯลฯ

4. บันทึกวิธีการจัดบล็อก: สิ่งที่สำคัญคือการบันทึกวิธีการจัดบล็อกไว้ในสมุดบันทึกงานวิจัย เพื่อให้ผู้อื่นสามารถทำซ้ำได้

5. ใช้ซอฟต์แวร์สร้างแผนผังแปลง: ใช้แพ็กเกจ agricolae ใน R หรือ GenStat เพื่อสร้างแผนผังแปลงที่มีการจัดบล็อกที่เหมาะสม

บทถัดไป: อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ การสุ่ม ในบทที่ 5 ซึ่งจะอธิบายถึงวิธีการสุ่มและเทคโนโลยีสมัยในการสุ่ม