Tese
Enfoque estatístico na validação de métodos para teste de germinação de sementes florestais
Statistical approach to validation of methods for forest seed germination testing
Registration in:
Author
Nomelini, Quintiliano Siqueira Schroden
Institutions
Abstract
Interlaboratory results obtained by recommended methods for seed germination testing
of 25 native forest species were subjected to different statistical tools. The pre-testing
and re-testing methods for the preparation of germination were conducted at the Federal
University of Uberlândia. In order to validate these methods, seed lots of different
physiological qualities and their randomization diagrams of lots and seeds, and the
repetitions in completely randomized design (CRD), were sent to laboratories. Among
the various statistical methods in the validation process, data outliers were identified by
the study of Boxplots and measure DFFITS. After elimination of the outliers,
discrepancies in variances were studied by the methods of Cochran and Levene for the
mean and median. The consistency and accuracy of results obtained by the laboratories
for each lot was done by the study of repeatability and reproducibility (R&R) by the
method of analysis of variance, which estimated the variance components of these
measures and the their percentage contribution in relation to the total variation. Where it
was possible to identify eventual superestimation of these estimates, the same was done
using the tools of control charts for mean and range, excluding the results from
laboratories identified outside the expected standards. The remaining sets of
observations were used to calculate Mandel's h and k measures. The data obtained from
the study of R&R were subjected to analysis of variance in CRD evaluating the effect of
factors: laboratories, lots and their interaction (laboratory*lots), and their assumptions
tested, and another study by the grouped analysis method. In addition to these, a
comparison between the classical analysis of variance, using the Normal distribution,
with variance analysis by generalized linear models for the Binomial distribution was
done. It was observed that the measure DFFITS found a greater number of outlier points
in relation to Boxplot. In general, most species had homogeneous variances. The study
of R&R by the method of analysis of variance identified, with the aid of control charts,
lots tending to overestimate the variance of repeatability and reproducibility, resulting
in a set of consistent information. There were no major differences between the choice
of experiment analysis by the classic or grouped analysis of variance. However, the
same was not observed when using the Binomial distribution to model the original
variable number of normal seedlings, in which this distribution was best suited for most
species in contrast with the normal distribution. Therefore, the method was validated for
20 species, from a total of 25, and 18 of these using the Binomial distribution.
Moreover, the study of R&R by the method of analysis of variance was more interesting
than the statistics Mandel's h e k. Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Doutor em Agronomia Os resultados interlaboratoriais obtidos pelos métodos sugeridos para teste de
germinação de sementes de 25 espécies florestais nativas foram submetidos a diferentes
ferramentas estatísticas. Os pré-testes e re-testes de germinação para elaboração dos
métodos foram conduzidos na Universidade Federal de Uberlândia. Com o objetivo de
validar estes métodos, foram enviados aos laboratórios lotes de sementes com
qualidades fisiológicas distintas e os respectivos croquis com o sorteio dos lotes e
sementes para formar as repetições de um delineamento inteiramente casualizado (DIC).
Dentre as várias metodologias de estatística no processo de validação, utilizou-se a
identificação de outliers nos dados o estudo gráfico de Boxplot e a medida de DFFITS.
Depois de eliminados, passou-se para a detecção de discrepâncias nas variâncias pelos
métodos de Cochran e Levene centrado na média e mediana. Para verificar a
consistência e precisão dos resultados obtidos pelos laboratórios, para cada lote, foi
realizado o estudo da repetitividade e reprodutibilidade (R&R) pelo método da análise
de variância, o qual estimou as componentes de variância dessas medidas e a
porcentagem de contribuição das mesmas em relação à variação total. Nos casos em que
foi possível identificar possíveis tendências em superestimar essas estimativas, o mesmo
foi feito utilizando as ferramentas de gráficos de controle para média e amplitude,
excluindo-se os resultados dos laboratórios identificados fora dos padrões esperados.
Aos conjuntos de observações restantes foram calculadas às medidas de h e k de
Mandel. Os dados obtidos do estudo de R&R foram submetidos a uma análise de
variância em DIC, avaliando-se o efeito de três fatores, incluindo laboratórios, lote e
interação (laboratório*lote) sendo testadas suas pressuposições. Outro estudo foi feito
pela metodologia da análise conjunta. Além desses, foi feita a comparação entre a
análise de variância clássica, utilizando a distribuição Normal, com a análise de desvios
pelos modelos lineares generalizados para a distribuição Binomial. Na identificação de
outliers, foi observado que a medida DFFITS encontrou maior número de pontos
discrepantes em relação ao Boxplot. No geral, a maioria das espécies teve variâncias
homogêneas. O estudo de R&R pelo método da análise de variância identificou, com
auxilio dos gráficos de controle, lotes tendenciosos a superestimar as variâncias de
repetitividade e reprodutibilidade, chegando-se em um conjunto de informações
consistentes. Não foram observadas grandes diferenças entre a análise dos experimentos
por meio da análise de variância clássica ou a conjunta, mas o mesmo não foi observado
quando utilizada distribuição Binomial na modelagem da variável original número de
plântulas normais, sendo que esta distribuição se adequou melhor na maioria das
espécies quando comparada com a distribuição Normal. Desta forma, foi validado o
método para 20 espécies, de um total de 25, sendo que destas, 18 utilizando-se da
distribuição Binomial. Além disso, o estudo de R&R pelo método da análise de
variância se mostrou mais interessante que as estatísticas h e k de Mandel.
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