Dokumen tersebut membahas tentang mata kuliah Perancangan Percobaan yang mencakup tujuan, manfaat, pokok bahasan, dan rancangan percobaan untuk meminimalkan keragaman yang mengganggu hasil penelitian."

1. Perancangan Percobaan

2. SUB POKOK BAHASAN
Mata kuliah dan SKS
Manfaat
Deskripsi
Tujuan instruksional
umum
Pokok bahasan
Pendahuluan

3. MATA KULIAH DAN SKS
 Mata kuliah Wajib
 3 SKS, terdiri :
- Kuliah 2 sks
- Praktikum 1 sks
- Tugas terstruktur
 Dosen pengasuh untuk kelas ini


4. MANFAAT MATA KULIAH
 Mata kuliah Perancangan Percobaan I memberikan
pengetahuan dasar tentang percobaan dan cara
perancangan berbagai percobaan, sehingga
bermanfaat untuk :
– Merancang suatu percobaan atau
penelitian,
 Menempatkan perlakuan pada lingkungan

5. Deskripsi Singkat
 Kuliah diselenggarakan dalam 14 kali tatap muka, tugas
terstruktur, praktikum dan 2 kali ujian.
 Selama tatap muka diberikan wawasan tentang
percobaan, cara merancang sebuah percobaan, analisis
dan interpretasi data.
 Pemahaman percobaan meliputi, pengertian, berbagai
jenis percobaan dan berbagai metode perancangan.
 Cara perancangan meliputi RAL, RAK, RBL, rancangan
perlakuan, faktorial, RPT dan cara uji perbandingan
 Pada setiap materi diberikan wawasan tentang teknik
operasional penempatan di lapang dan evaluasi terhadap
hasil yang dicapai.

6. Tujuan Instruksional Umum
 Pada akhir penyajian mata kuliah ini
mahasiswa akan dapat menguasai
dengan benar tentang cara
perancangan percobaan, analisis dan
interpretasinya, serta dapat menyusun
sebuah rencana penelitian lengkap
dengan metode analisis dan uji
lanjutnya

7. Pokok Bahasan
1. Pendahuluan
2. Rancangan acak lengkap
3. Perbandingan berganda
4. Rancangan acak kelompok
5. Rancangan bujur sangkar latin
6. Ortogonal kontras
7. Asumsi yang harus dipenuhi dalam anova
8. Transformasi data
9. Percobaan faktorial
10. Percobaan lebih dari 2 faktor
11. Rancangan petak terbagi

8. Kontrak perkuliahan
 Kuliah menggunakan LCD, file dapat
dicopy atau dapat diunduh di blog
 Datang tepat waktu
 Mengerjakan dan mengumpulkan semua
tugas terstruktur tepat waktu
 Mengikuti responsi
 Mengikuti semua ujian

9. 1. Pendahuluan
Perancangan Percobaan

10. Pokok Bahasan 1
Pendahuluan
 Tujuan Instruksional Khusus :
Mahasiswa dapat mengerti dengan benar
tentang percobaan, penelitian dan
rancangan percobaan, serta peranan
rancangan percobaan terhadap penelitian
pertanian

11.  Metode Ilmiah
adalah studi
terhadap
kebenaran yang
diatur oleh
pertimbangan
logis.
 Metode Percobaan
adalah salah satu
metode ilmiah dalam
pengumpulan data
empiris untuk
memperoleh
pengetahuan baru. Jadi
metode ilmiah itu
bermacam-macam
jenisnya salah satunya
adalah metode
percobaan.

12. Metode Ilmiah
• Penerapan logika dan objektivitas dalam
mempelajari (atau usaha untuk mengerti)
tentang fenomena
• Beberapa contoh kesimpulan yang diambil
berdasarkan logita dan objektivitas :
– Tanaman yang diberi pupuk kandang,
hasilnya meningkat
– Harga pokok gabah mahal, pendapatan petani
meningkat

13. Pengertian
 Perancangan  Proses, cara atau
perbuatan merancang
 Rancangan  sesuatu yang sudah
dirancang, hasil merancang, rencana,
program
 Merancang  mengatur segala sesuatu
(sebelum bertindak, mengerjakan atau
melakukan sesuatu), merencanakan.

14. Istilah-istilah dalam
Perancangan Percobaan
 Percobaan :
 Suatu keadaan yg dicoba pada kondisi/situasi tertentu yg tetapkan oleh si
pencoba.
 Suatu uji atau sederetan uji yang bertujuan merubah peubah input menjadi
suatu output yang merupakan respon dari percobaan tersebut
 Suatu kegiatan yang dilakukan untuk membangkitkan data yang merupakan
respon dari objek/individu/unit yang dikondisikan tertentu
 Perancangan : Usaha atau seluk beluk pembuatan rancangan.
 Rancangan : Wujud/hasil dari merancang.
 Uji Coba : Digunakan untuk masalah situasi yang bersifat periodik atau tidak terus
menerus. Ex. KIR mobil.
 Pengujian : Diarahkan terhadap keberhasilan, bukan untuk menjawab bagaimana
keberhasilanl itu terjadi. Ex. Pengujian daya tumbuh benih.
 Percobaan : Diarahkan untuk memahami masalah melalui struktur-struktur uji yg
dianalisis secara keseluruhan. Ex. Percobaan pemupukan.

15. Hal-hal yg perlu dalam melakukan
percobaan
 Apa yg menjadi tujuan percobaan
 Apa yg menjadi perlakuan?
 Metode
 Apa yg menjadi Satuan Percobaan?
 Apa yg menjadi Satuan Pengamatan?
 Ukuran apa yg akan dicatat?
 Apa rancangannya?
 Justifikasi untuk rancangan → Ulangan
 Pengacakan
 Rencana
 Analisis Statistik yg diusulkan

16. Percobaan
 Pemberian perlakuan pada suatu bahan (mis :
tanaman, tanah)
 Tujuan  untuk mengetahui perilaku atau
perubahan yang terjadi pada bahan
 Percobaan perlu dirancang agar hasil yang
diperoleh sesuai dengan tujuan
 Berdasarkan hasil yang telah ada, perubahan
yang terjadi dapat diduga dalam hipotesis
 Penelitian : rangkaian kegiatan (statistik) secara
sistematis dan objektif untuk memecahkan
persoalan atau menguji hipotesis
 Satu penelitian dapat terdiri atas 1 atau lebih
percobaan

17. I. FALSAFAH PERCOBAAN
 PERCOBAAN (experiment) adalah suatu pengamatan atau PENYELIDI-
KAN terencana (planned inquiry) untuk memperoleh ketera-
ngan bagaimana respon yang ingin dikaji diberikan oleh su-
atu objek pada berbagai KEADAAN TERTENTU yang di-
tentukan.
 PENYELIDIKAN disini bermakna:
 baru sama sekali, artinya sebelumnya belum ada FAKTA;
 menemukan fakta baru untuk mendukung/memperkuat atau menolak
hasil-hasil percobaan sebelumnya.
 KEADAAN TERTENTU bermakna sengaja diciptakan atau ditimbulkan
melalui:
1. pemberian PERLAKUAN atau
2. pengaturan KEADAAN LINGKUNGAN.

18. Merancang percobaan melibatkan 3 hal penting yang perlu dipahami hubungannya :
Rancangan Perlakuan - Rancangan Percobaan - Rancangan Respons
Keragaman Yang
MenggangguTujuan Umum
Penelitian
Keragaman
Antar Unit
Percobaan
Masalah
Tujuan
Percobaan
Pengukuran/
Penilaian
Generalisasi KESIMPULAN
4
Analisis DATA
Pengumpulan
DATA
Percobaan
Rancangan
Percobaan
Rancangan
Respons
Rancangan
Perlakuan

19.  ADA 3 (TIGA) HAL PENTING DALAM PERCOBAAN:
1. RANCANGAN PERLAKUAN (treatment designs), meliputi:
a. perlakuan apa saja yang diselidiki?
Macam perlakuan sangat ditentukan oleh TUJUAN PERCOBAAN/
PENELITIAN.
b. bagaimana kaitan perlakuan yang satu dengan lainnya dalam hu-
bungannya dengan respons yang akan diamati/diukur dari satuan-
satuan atau unit-unit percobaan.
Upaya untuk mempertelakan a dan b inilah yang selanjutnya dikenal
dengan RANCANGAN PERLAKUAN.
PERLAKUAN digolongkan menjadi:
(1) Perlakuan Tak-Berstruktur, disebut juga One-way design.
a. Perlakuan Tetap (fixed treatments), disini generalisasi/kesim-
pulan hanya berlaku untuk aras (level) perlakuan yang dikaji saja.
Misal: aras suhu air laut (0, 10, 20, 30, dan 40o C)  maka
kesimpulan hanya berlaku pada rentang suhu itu saja.

20. b. Perlakuan Acak (random treatments), disini pemilihan aras perlakuan
diambil secara acak dari suatu populasi perlakuan, sehingga genera-
lisasinya dapat berlaku untuk populasinya.
Misal: a species ganggang merah dari N species yang ada, dan
sebagainya.
(2) Perlakuan Berstruktur:
a. Perlakuan berfaktor (factorial treatments), perlakuan yang terlibat
disini lebih dari satu faktor.
Misal: pengujian pengaruh suhu dan intensitas cahaya terhadap kua-
litas hasil Gracilaria spp.
Perlakuan berhirarkhi atau tersarang (nested treatments).
Misal: pengujian 3 jenis pestisida yang aplikasinya menggunakan 3
jenis dosis. Sepintas seperti perlakuan faktorial, disini dosis
tersarang (merupakan hirarkhi) pada jenis pestisida.
Perlakuan bergradien atau regresi
b.
c.

21. 2. RANCANGAN PERCOBAAN (experimental designs), meliputi gatra:
a. bagiamana keadaan lingkungan percobaan?;
b. bagaimana keadaan bahan dan alat percobaan?.
Pengaruh gangguan (noise) dari kedua gatra diatas terhadap respon
yang diamati/diukur HARUS MINIMUM ( KECIL).
Jadi RANCANGAN PERCOBAAN merupakan pengaturan pemberian
perlakuan/prosedur kepada unit-unit percobaan dengan maksud agar ke-
ragaman respons yang ditimbulkan oleh keadaan lingkungan dan hetero-
genitas bahan/alat percobaan yang digunakan dapat diminimumkan.
3. RANCANGAN RESPONS (response designs).
Rancangan ini menyangkut pemilihan sifat atau ciri atau karakteristik satu-
an percobaan yang akan digunakan untuk menilai atau mengukur penga-
ruh perlakuan serta bagaimana cara melakukan penilaian atau penguku-
ran itu.

22. KERAGAMAN YANG
MENGGANGGU
Hubungan antara Ran-
cangan Percobaan &
Rancangan Perlakuan
Sumber Keragaman:
 Materi/alat percobaan
 Lingkungan percobaan
 Pengamatan/pengukuran
Keragaman Antar Unit
Percobaan
Ragam
HETEROGEN KE
SATU ARAH
Ragam
HETEROGEN KE
> 1 ARAH
Ragam
HOMOGEN
Rancangan
Bujur Sangkar
Latin (RBSL)
Rancangan
Kelompok Lengkap
Teracak (RKLT)
Rancangan
Acak Lengkap
(RAL)
Rancangan
Percobaan
1 Faktor1 Faktor 1 Faktor >1 Faktor>1 Faktor
1. Faktorial
(Cross Factorial)
2. Hirarkhi (Nested
Experiment)
3. Petak Terbagi
>1 Faktor
1. Faktorial 1. Faktorial
(Cross Factorial)
2. Hirarkhi (Nested
Experiment)
3. Petak Terbagi
(Split Plot Design)
Rancangan
Perlakuan
(Cross Factorial)
2. Hirarkhi (Nested
Experiment)
3. Petak Terbagi
(Split Plot Design)(Split Plot Design)

23. 1. Respons Objektif
Misal: sifat fisik, kimiawi,
morfologi, dsb, a.l: pan-
jang cangkang, bobot ba-,
dan, kandungan protein,
kadar kolesterol, dsb.
ALAT UKUR
DATA BERSI-
FAT OBYEK-
TIF (BAKU)
Distribusi Data
PARAMETRIK
2. Respons Subyektif
Misal:
 perilaku (behavior)
 sensorik/organoleptik
(rasa, aroma, warna,
selera/taste, dsb.)
ALAT UKUR
DATABERSI-
FAT SUBYEK-
TIF (TIDAK
BAKU)
Distribusi Data
NON PARA-
METRIK
RESPONS

24. II. TERMINOLOGI PERCOBAAN
1. PERLAKUAN (TREATMENT) didefinisikan sebagai:
“suatu prosedur atau keadaan tertentu yang diberikan atau dikenakan
pada UNIT-UNIT PERCOBAAN yang pengaruhnya ingin diselidiki/diamati/diukur
dan dibandingkan” atau
“materi percobaan yang (keadaannya) berbeda-beda, kemudian responnya
diamati dan dibandingkan”.
Misal: varietas, jarak tanam, suhu, dosis, konsentrasi, dan sebagainya.
UNIT PERCOBAAN (EXPERIMENTAL UNIT) merupakan satuan perco-
baan yang dikenai/diberikan satu perlakuan/prosedur tertentu, dan dari-
nya pengamatan respon dilakukan/diukur.
Misal: ikan dalam tank, udang dalam satu petak, dan sebagainya.
UNIT SAMPEL/CONTOH (SAMPLING UNIT), merupakan obyek dima-
na pengamatan/pengukuran dilakukan. Unit ini dapat berupa individu-
individu yang merupakan contoh acak (random sample) dari satu unit
percobaan (yaitu beberapa ikan dalam satu tank/unit percobaan).
2.
3.

25. 4. PEUBAH (Variable): suatu sifat/ciri/karakteristik populasi obyek yang dikaji
yang mempunyai nilai bervariasi dari individu ke individu, atau dari group
group.
JENIS-JENIS PEUBAH :
ke
A. Berdasarkan sifat pernyataannya :
 Peubah KUALITATIF : peubah yang hanya dapat dinyatakan dalam
bentuk kualitatif/atribut.
 Peubah KUANTITATIF : peubah yang dapat dinyatakan dalam bentuk
numerik/angka.
1. Peubah DISKRIT : peubah yang nilainya hanya
dapat dinyatakan dengan angka bulat
(tidak dapat dinyatakan dalam desimal).PEUBAH
KUANTITATIF
2. Peubah KONTINYU : peubah yang nilainya dapat
dinyatakan dengan angka desimal
(biasanya diperoleh dari hasil pengukuran).

26. B. Berdasarkan hubungan (SEBAB – AKIBAT) antar peubah :
SEBAB PROSES AKIBAT
 perannya sama dengan pe-
ubah moderator
 nilainya tidak dapat diukur
Peubah TAK-BEBAS
(Dependent Variable)
Peubah BEBAS
(Independent
Variable)
Peubah Intervening
Peubah Moderator
 memperlemah/memper-
kuat hubungan
 nilainya dapat diukur

27. C. Berdasarkan kendali peneliti terhadap peubah :
1. Peubah KONTROL : peubah yang dapat dikendalikan peneliti
2. Peubah ACAK : pengaruhnya hanya dapat diketahui berdasarkan
galat (error) dalam mengadakan estimasi.
5. GALAT PERCOBAAN (EXPERIMENTAL ERROR), didefinisikan seba-
gai ukuran kegagalan dari beberapa materi/unit percobaan untuk membe-
rikan respons yang sama akibat perlakuan sama yang mereka terima.
Fakta: walaupun materi sama, lalu mendapat perlakuan juga sama,
mun responnya tidak persis sama, hal ini menunjukkan adanya galat
percobaan.
Sumber galat percobaan dapat dilihat pada Gambar di Halaman-15.
na-

28. BIOLOGICAL VARIATIONS:
 inherent variations ikan (faktor
genetika)
 lingkungan
 umur ikan
 sex ikan
 dan lain-lain
RAGAM
dalam
PENGUKURAN TECHNICAL ERRORS:
 HUMAN ERRORS:
 menetapkan prosedur
pengukuran
 pembulatan angka (data)
 digit preference
 INSTRUMENTAL ERRORS:
 systematic errors (Grafik a) – e))
 random errors (Grafik f))

29. 6. ANALISIS RAGAM (ANALYSIS OF VARIANCE = ANOVA), merupa-
kan suatu prosedur atau metode untuk menguji hipotesis beberapa ( 2)
rerata () perlakuan, dengan cara memecah keseluruhan ragam data
menjadi komponen-komponen sumber variasi (ragam yang disebabkan
karena perlakuan dan ragam yang disebabkan karena galat percobaan).
ANOVA disajikan dalam bentuk tabel yang terdiri atas kolom-kolom
Sumber Keragaman, derajat bebas, Jumlah Kuadrat, Kuadrat Te-
ngah, statistik uji F (Fhit) dan Nilai Ftabel.
 Asumsi yang mendasari ANOVA
 Perlakuan dan pengaruh faktor lingkungan harus bersifat ADDITIF.
 GALAT diasumsikan BERDISTRIBUSI NORMAL dan BEBAS
(independen) dengan rerata = 0 dan ragam = 2, biasa ditulis
  NID(0,2 )
 RAGAM GALAT HARUS HOMOGEN (HOMOSKEDASTISITAS).

30. III. PRINSIP UTAMA PERANCANGAN PERCOBAAN
ADA 4 HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN:
1. PENGACAKAN (RANDOMIZATION)
artinya: memberi peluang yang sama kepada setiap satuan/unit percoba-
an untuk memperoleh suatu perlakuan.
 FUNGSINYA: untuk menjamin kesahihan (validity) atas pendugaan tak-
bias dari galat percobaan dan rerata perlakuan serta per-
bedaan diantara mereka.
PENGULANGAN (REPLICATION)
artinya: perlakuan/prosedur yang sama muncul atau dibuat dalam suatu
percobaan lebih dari satu kali.
 FUNGSINYA:
a. untuk menduga/mengestimasi besarnya galat percobaan
b. meningkatkan ketelitian (precision) suatu percobaan melalui pengu-
rangan simpangan baku rerata perlakuan.
2.

31. c. memperluas cakupan generalisasi (penarikan kesimpulan).
d. mengendalikan ragam galat.
 Penentuan jumlah ulangan didasarkan pendekatan empirik dapat dilihat
dari kestabilan nilai kritik F pada derajat bebas tertentu, seperti terlihat
pada Gambar berikut:
Nilai kritik F
cenderung stabil18
15
12
9
6
3
0
0 5 10 15 20 25
derajat bebas galat (v2)
NilaikritikF
cenderun
p = 0.05
p = 0.025
p = 0.01

32. Nilai kritik F0,057
cenderung stabil
6
5
4
3
2
1
0
0 5 10 15 20 25
derajat bebas galat (v2)
NilaikritikF
cenderung st
v1 = 1
v1 = 2
v1 = 10

33.  Pengaruh jumlah ulangan terhadap peningkatan besarnya ragam
(variance) rerata perlakuan
8
6
4
2
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
jumlah
ulangan
ragamrerataperlakuan
Dari grafik terlihat jelas:
1. ‘makin banyak ulangan (replicate)
yang digunakan maka galat
percobaan semakin kecil’
2. perlakuan yang membutuhkan
ketelitian tinggi membutuhkan
jumlah ulangan yang lebih banyak.

34. √ Apa yang MENENTUKAN BESARNYAJUMLAH ULANGAN?
 Pola dan besarnya variabilitas materi percobaan
 Besarnya perbedaan (antar perlakuan) yang dikaji. Semakin
kecil beda (sesungguhnya) antar perlakuan yang dikaji maka
dibutuhkan jumlah ulangan yang banyak untuk dapat
mendeteksinya.
 Aras signifikansi yang digunakan dalam analisis data.
 Jumlah perlakuan yang dipelajari (dilibatkan) dalam suatu
percobaan. Makin sedikit jumlah perlakuan maka dibutuhkan
jumlah ulangan yang semakin banyak.
 Terbatasnya alat dan bahan/materi percobaan yang tersedia.
 Keterbatasan biaya, tenaga kerja, dan waktu yang tersedia

35. √ Ada beberapa pendekatan untuk menentukan jumlah
ulangan (r)?
1. Rumus sederhana:
2s = ragam galat percobaan
t2
s2
2  t/2 = nilai t tabel ‘student’/2
r  d = deviasi antara nilai dugaan dengan nilai
sesungguhnya dari populasi (parameter)d2
2. Pendekatan besarnya derajat bebas (db) galat. Sebaiknya
(dianjurkan) dbgalat  20. Hal ini merujuk pada hasil pada
Grafik di Halaman 18 - 20. Namun ada peneliti (karena
keterbatasan materi percobaan) yang menganjurkan
antara 12 – 15.
dbgalat

36. 3. PENGENDALIAN LOKAL (LOCAL CONTROL), dilakukan dengan:
a.
b.
c.
memilih rancangan percobaan yang tepat,
penggunaan pengamatan pengiring (covariant variable),
pemilihan terhadap ukuran satuan-satuan percobaan yang sesuai.
4. SIMETRI
Makna simetri disini adalah anjuran untuk menggunakan jumlah ulangan
untuk setiap perlakuan/kombinasi perlakuan yang sama. Anjuran ini di-
berikan oleh R. A. Fisher (1935), agar:
dalam analisis data
dalam pendugaan adanya interaksi
dalam memahami pola percobaan yang dipilih.
a.
b.
c.
lebih mudah
lebih mudah
lebih mudah

37. Prosedur umum percobaan
• Pemilihan bahan yang diuji  harus tepat
• Penentuan sifat yang akan diukur 
kuantitatif, kualitatif
• Pemilihan prosedur (metode) untuk
mengukur sifat  harus cocok dengan
bahan, sifat, tujuan
• Penentuan metode untuk memastikan
bahwa pengukuran mendukung hipotesis

38. Hipotesis
 Jawaban sementara terhadap hasil
percobaan yang akan dilakukan
 Harus dibuktikan  melalui
pelaksanaan percobaan
 Metode pembuktian harus tepat
 Hasil pembuktian bisa diterima atau
ditolak

39. Rancangan percobaan
 Untuk membuktikan hipotesis diperlukan
rancangan percobaan
 Cara menentukan pengukuran sifat bahan
yang diuji dan cara membuktikan
kebenaran hipotesis serta pemilihan
metode yang tepat untuk pembuktian
hipotesis  Rancangan Percobaan

40. Komponen rancangan percobaan
1. Pendugaan galat
 Ulangan/replikasi  Untuk menentukan perbedaan
antar petak yang mendapat perlakuan sama, dan
Untuk menimbulkan variasi
 Pengacakan/randomisasi  Untuk menghilangkan
bias
Galat ???
 Perbedaan di antara petak percobaan yang
diperlakukan. Contoh 
 Sebagai dasar keputusan untuk menilai tingkat nyata
perbedaan yang diamati
 Setiap percobaan harus dirancang untuk
mendapatkan ukuran galat percobaan

41. 2 Pengawasan galat
– Pengelompokan/blok  untuk
mengendalikan galat
– Teknik petakan yang tepat  terutama
percobaan lapang
– Analisis data  analisis ragam
3. Penafsiran hasil yang tepat 
interpretasi hasil analisis

42. Ada pertanyaan???