RANCANGAN PERCOBAAN
RANCANGAN PERCOBAAN DAN RANCANGAN ACAK LENGKAP
Pengertian Rancangan Percobaan
Percobaan adalah suatu tindakan atau pengamatan khusus yang dilakukan untuk memperkuat atau melemahkan/meniadakan sesuatu yang meragukan, terutama kondisi yang ditentukan oleh peneliti. Selain itu percobaan juga dapat diartikan sebagai suatu tindakan yang dilakukan untuk menemukan beberapa prinsip atau pengaruh yang tidak/belum diketahui serta menguji atau menjelaskan pendapat atau kebenaran yang diketahui atau diduga (Harjosuwono dkk, 2011: 2).
Pengertian Rancangan Percobaan
Percobaan adalah suatu tindakan atau pengamatan khusus yang dilakukan untuk memperkuat atau melemahkan/meniadakan sesuatu yang meragukan, terutama kondisi yang ditentukan oleh peneliti. Selain itu percobaan juga dapat diartikan sebagai suatu tindakan yang dilakukan untuk menemukan beberapa prinsip atau pengaruh yang tidak/belum diketahui serta menguji atau menjelaskan pendapat atau kebenaran yang diketahui atau diduga (Harjosuwono dkk, 2011: 2).
Untuk dapat mengetahui prinsip atau pengaruh sesuatu
terhadap kondisi tertentu diperlukan suatu rangkaian percobaan terencana yang disebut dengan perancangan percobaan. Menurut Harjosuwono dkk (2011: 2), perancangan percobaan adalah suatu pola atau prosedur yang dipergunakan untuk mengumpulkan atau memperoleh data dalam penelitian. Dengan kata lain perancangan percobaan adalah prosedur untuk menempatkan perlakuan ke dalam unit-unit percobaan dengan tujuan mendapatkan data yang memenuhi persyaratan ilmiah.
Prinsip Dasar Rancangan Percobaan
Perancangan percobaan dikatakan sah atau valid jika memenuhi tiga prinsip dasar berikut.
a. Ulangan
Ulangan adalah pengalokasian suatu perlakuan tertentu terhadap beberapa unit percobaan pada kondisi yang seragam
(Mattjik & Sumertajaya, 2006: 61). Pengulangan dilakukan dengan maksud antara lain:
1) Menduga ragam dari galat percobaan.
2) Menduga galat baku (standard error) dari rata-rata perlakuan.
3) Meningkatkan ketepatan percobaan.
4) Memperluas presisi kesimpulan percobaan, yaitu melalui pemilihan dan penggunaan satuan-satuan percobaan yang lebih
bervariasi.
b. Pengacakan
Pengacakan diperlukan agar rancangan percobaan yang dilakukan terhindar dari pengaruh subjektivitas karena dalam 1penelitian ilmiah diperlukan logika dan objektivitas. Dengan melakukan pengacakan maka setiap unit percobaan memiliki peluang yang sama untuk mendapatkan suatu perlakuan tertentu.
Pengacakan perlakuan pada unit-unit percobaan dapat dilakukan dengan menggunakan tabel bilangan acak, sistem lotere, atau dengan bantuan software komputer (Harjosuwono dkk, 2011: 3).
c. Pengendalian Lingkungan (Local Control)
Pengendalian lingkungan adalah usaha untuk
mengendalikan keragaman yang muncul akibat keheterogenan kondisi lingkungan. Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk mengendalikan lingkungan antara lain dengan melakukan pengelompokan (blocking) satu arah, dua arah, maupun multi arah.
Pengelompokan dikatakan baik jika keragaman di dalam kelompok lebih kecil daripada keragaman antar kelompok. Untuk mencapai hal tersebut maka kelompok yang dibentuk harus tegak lurus dengan arah keragaman unit percobaan (Mattjik & Sumertajaya,
2006: 63).
Pembentukan kelompok biasanya lebih didasarkan pada kondisi atau karakteristik objek percobaan yang digunakan dengan syarat kelompok tidak berinteraksi dengan perlakuan. Tujuan dari pengelompokan ini adalah untuk mereduksi pengaruh dari peubahpeubah yang tidak terkendali.
Tujuan dari Rancangan Percobaan
Menurut Mattjik & Sumertajaya (2006: 61), dalam melakukan suatu perancangan percobaan tentunya ada tujuan tertentu yang ingin didapatkan. Adapun tujuan secara umum dari suatu perancangan percobaan adalah:
a. Memilih peubah terkendali (X) yang paling berpengaruh terhadap respon (Y)
b. Memilih gugus peubah X yang paling mendekati nilai harapan Y.
c. Memilih gugus peubah X yang menyebabkan keragaman respon.
d. Memilih gugus peubah X yang mengakibatkan pengaruh peubah
Unsur Rancangan Percobaan
Suatu perancangan percobaan memiliki beberapa unsur yang sangat berpengaruh terhadap hasil percobaan (Mattjik & Sumertajaya, 2006: 64). Unsur-unsur tersebut antara lain:
a. Unit percobaan
Unit percobaan adalah unit terkecil dalam suatu percobaan yang diberikan suatu perlakuan. Unit terkecil ini dapat berupa petak lahan, individu, sekelompok ternak, dan sebagainya tergantung percobaan yang sedang dilakukan.
b. Perlakuan
Perlakuan merupakan suatu prosedur atau metode yang diterapkan pada unit percobaan. Umumnya perlakuan ini merupakan faktor yang ingin diselidiki dalam suatu percobaan.
c. Satuan amatan
Satuan amatan adalah anak gugus dari unit percobaan
tempat di mana respon perlakuan diukur. Satuan amatan ini merupakan bagian yang nantinya akan diamati responnya terhadap perlakuan yang diberikan.
d. Galat
Galat atau kesalahan percobaan adalah keragaman yang diakibatkan oleh ketidakmampuan materi percobaan yang diperlakukan sama untuk menghasilkan perilaku yang sama pula (Harjosuwono dkk, 2011: 4).
Galat percobaan berguna untuk menguji ada atau tidaknya pengaruh perlakuan atau menguji asal perlakuan dari populasi yang sama atau tidak. Selain itu galat juga berfungsi untuk menunjukkan efisiensi dari suatu rancangan percobaan serta mengukur keragaman suatu pengamatan terhadap unit-unit percobaan.
Klasifikasi Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan merupakan suatu kesatuan dari
rancangan perlakuan, rancangan lingkungan, dan rancangan pengukuran. Rancangan perlakuan merupakan rancangan yang berkaitan dengan bagaimana perlakuan-perlakuan dipilih sehingga nantinya sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Sementara rancangan lingkungan adalah rancangan yang berkaitan dengan bagaimana perlakuan-perlakuan dikenakan pada unit percobaan. Sedangkan rancangan pengukuran membicarakan tentang bagaimana respon percobaan diamati dari unit-unit percobaan yang diteliti. Ketiga bentuk rancangan ini dikombinasikan sehingga nantinya akan membentuk suatu perancangan percobaan yang lengkap (Mattjik & Sumertajaya, 2006: 66).
Rancangan Acak Lengkap
Rancangan acak lengkap (RAL) merupakan jenis rancangan percobaan yang paling sederhana. Pada umumnya, rancangan ini biasa digunakan untuk percobaan yang memiliki media atau lingkungan
percobaan yang seragam atau homogen (Mattjik & Sumertajaya, 2000:
53).
Pengertian RAL
Rancangan acak lengkap merupakan jenis rancangan
percobaan dimana perlakuan diberikan secara acak kepada seluruh unit percobaan. Hal ini dapat dilakukan karena lingkungan tempat percobaan diadakan relatif homogen sehingga media atau tempat
percobaan tidak memberikan pengaruh berarti pada respon yang diamati. Adapun model rancangan acak lengkap adalah sebagai berikut (Sastrosupadi, 2000: 53).
Yij = ยต + ๐๐R
i + ∈ R
ij dengan : i = 1, 2, …, t dan j = 1, 2, …, r
Yij
ยต = rata-rata umum.
= respon atau nilai pengamatan dari perlakuan ke-i dan
ulangan ke-j.
๐๐R
i ∈ R
ij = pengaruh perlakuan ke-i.
= pengaruh galat percobaan dari perlakuan ke-i dan
ulangan ke-j.
Asumsi yang digunakan agar dapat dilakukan pengujian secara statistika adalah:
a. ยต dan ๐๐R
i
b. ยต, ๐๐R
i bernilai tetap.
, dan ∈ R
ij saling aditif.
c. ∈ R
ij ≈ N(0, ๐๐P
2
) artinya ∈ R
ij menyebar secara normal dengan nilai
rata-rata = 0 dan ragam sebesar ๐๐P
2
d. ∈ R
ij
.
Karakteristik
bebas satu ama lain.
Karakteristik yang perlu diketahui jika melakukan percobaan dengan model rancangan acak lengkap yaitu keragaman atau variasi hanya disebabkan oleh perlakuan yang diujicobakan pada unit percobaan dan perlakuan tersebut merupakan level-level dari suatu faktor tertentu. Sementara itu faktor-faktor di luar perlakuan (faktor lingkungan) pada unit percobaan sedapat mungkin dikondisikan serba sama (homogen) sedangkan penempatan perlakuan pada unit percobaan dilakukan secara acak (Harjosuwono dkk, 2011: 6).
Berdasar karakteristik yang telah disebutkan di atas,
penggunaan rancangan acak lengkap ini memang relatif terbatas, yaitu hanya pada percobaan-percobaan yang faktor lingkungannya dapat dijaga atau dikendalikan.
Keuntungan dan kerugian
Menurut Pratisto (2004: 170), terdapat beberapa keuntungan
menggunakan rancangan acak lengkap , yaitu:
a. Denah perancangan percobaan mudah dibuat.
b. Analisis statistik terhadap unit percobaan sederhana.
c. Sangat fleksibel dalam hal jumlah penggunaan, perlakuan, serta
pengulangan.
Selain itu rancangan acak lengkap ini juga memiliki sisi lemah apabila digunakan dalam kasus yang kurang tepat. Menurut
Sastrosupadi (2000: 54), kerugian yang mungkin timbul dari penggunaan rancangan acak lengkap adalah semakin banyak perlakuan yang diuji coba, semakin sulit pula usaha untuk
menyediakan unit percobaan yang homogen. Oleh karena itu rancangan model ini hanya cocok untuk rancangan dengan jumlah
perlakuan dan pengulangan yang relatif sedikit.
Langkah perhitungan Rancangan Percobaan
a. Hipotesis
Sebelum melakukan proses analisa data hasil pengamatan
terlebih dahulu perlu dirumuskan hipotesis agar jelas maksud dan
tujuan percobaan yang dilakukan. Hipotesis yang dikemukakan
dalam rancangan acak lengkap adalah sebagai berikut.
H0 : ๐๐R
1 = ๐๐R
2 =… = ๐๐R
6
H
= 0 (semua perlakuan tidak berpengaruh
terhadap respon yang diamati).
1 : paling sedikit ada satu i dimana ๐๐R
i
H
≠ 0.
0 : ยตR
1 = ยตR
2 =… = ยตR
6
H
= ยต (semua perlakuan memberikan respon
yang sama).
1 : paling sedikit ada sepasang perlakuan (i,i’) dimana ยตR
i ≠ ยตR
i’.
Perancangan percobaan dikatakan sah atau valid jika memenuhi tiga prinsip dasar berikut.
a. Ulangan
Ulangan adalah pengalokasian suatu perlakuan tertentu terhadap beberapa unit percobaan pada kondisi yang seragam
(Mattjik & Sumertajaya, 2006: 61). Pengulangan dilakukan dengan maksud antara lain:
1) Menduga ragam dari galat percobaan.
2) Menduga galat baku (standard error) dari rata-rata perlakuan.
3) Meningkatkan ketepatan percobaan.
4) Memperluas presisi kesimpulan percobaan, yaitu melalui pemilihan dan penggunaan satuan-satuan percobaan yang lebih
bervariasi.
b. Pengacakan
Pengacakan diperlukan agar rancangan percobaan yang dilakukan terhindar dari pengaruh subjektivitas karena dalam 1penelitian ilmiah diperlukan logika dan objektivitas. Dengan melakukan pengacakan maka setiap unit percobaan memiliki peluang yang sama untuk mendapatkan suatu perlakuan tertentu.
Pengacakan perlakuan pada unit-unit percobaan dapat dilakukan dengan menggunakan tabel bilangan acak, sistem lotere, atau dengan bantuan software komputer (Harjosuwono dkk, 2011: 3).
c. Pengendalian Lingkungan (Local Control)
Pengendalian lingkungan adalah usaha untuk
mengendalikan keragaman yang muncul akibat keheterogenan kondisi lingkungan. Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk mengendalikan lingkungan antara lain dengan melakukan pengelompokan (blocking) satu arah, dua arah, maupun multi arah.
Pengelompokan dikatakan baik jika keragaman di dalam kelompok lebih kecil daripada keragaman antar kelompok. Untuk mencapai hal tersebut maka kelompok yang dibentuk harus tegak lurus dengan arah keragaman unit percobaan (Mattjik & Sumertajaya,
2006: 63).
Pembentukan kelompok biasanya lebih didasarkan pada kondisi atau karakteristik objek percobaan yang digunakan dengan syarat kelompok tidak berinteraksi dengan perlakuan. Tujuan dari pengelompokan ini adalah untuk mereduksi pengaruh dari peubahpeubah yang tidak terkendali.
Tujuan dari Rancangan Percobaan
Menurut Mattjik & Sumertajaya (2006: 61), dalam melakukan suatu perancangan percobaan tentunya ada tujuan tertentu yang ingin didapatkan. Adapun tujuan secara umum dari suatu perancangan percobaan adalah:
a. Memilih peubah terkendali (X) yang paling berpengaruh terhadap respon (Y)
b. Memilih gugus peubah X yang paling mendekati nilai harapan Y.
c. Memilih gugus peubah X yang menyebabkan keragaman respon.
d. Memilih gugus peubah X yang mengakibatkan pengaruh peubah
Unsur Rancangan Percobaan
Suatu perancangan percobaan memiliki beberapa unsur yang sangat berpengaruh terhadap hasil percobaan (Mattjik & Sumertajaya, 2006: 64). Unsur-unsur tersebut antara lain:
a. Unit percobaan
Unit percobaan adalah unit terkecil dalam suatu percobaan yang diberikan suatu perlakuan. Unit terkecil ini dapat berupa petak lahan, individu, sekelompok ternak, dan sebagainya tergantung percobaan yang sedang dilakukan.
b. Perlakuan
Perlakuan merupakan suatu prosedur atau metode yang diterapkan pada unit percobaan. Umumnya perlakuan ini merupakan faktor yang ingin diselidiki dalam suatu percobaan.
c. Satuan amatan
Satuan amatan adalah anak gugus dari unit percobaan
tempat di mana respon perlakuan diukur. Satuan amatan ini merupakan bagian yang nantinya akan diamati responnya terhadap perlakuan yang diberikan.
d. Galat
Galat atau kesalahan percobaan adalah keragaman yang diakibatkan oleh ketidakmampuan materi percobaan yang diperlakukan sama untuk menghasilkan perilaku yang sama pula (Harjosuwono dkk, 2011: 4).
Galat percobaan berguna untuk menguji ada atau tidaknya pengaruh perlakuan atau menguji asal perlakuan dari populasi yang sama atau tidak. Selain itu galat juga berfungsi untuk menunjukkan efisiensi dari suatu rancangan percobaan serta mengukur keragaman suatu pengamatan terhadap unit-unit percobaan.
Klasifikasi Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan merupakan suatu kesatuan dari
rancangan perlakuan, rancangan lingkungan, dan rancangan pengukuran. Rancangan perlakuan merupakan rancangan yang berkaitan dengan bagaimana perlakuan-perlakuan dipilih sehingga nantinya sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Sementara rancangan lingkungan adalah rancangan yang berkaitan dengan bagaimana perlakuan-perlakuan dikenakan pada unit percobaan. Sedangkan rancangan pengukuran membicarakan tentang bagaimana respon percobaan diamati dari unit-unit percobaan yang diteliti. Ketiga bentuk rancangan ini dikombinasikan sehingga nantinya akan membentuk suatu perancangan percobaan yang lengkap (Mattjik & Sumertajaya, 2006: 66).
Rancangan Acak Lengkap
Rancangan acak lengkap (RAL) merupakan jenis rancangan percobaan yang paling sederhana. Pada umumnya, rancangan ini biasa digunakan untuk percobaan yang memiliki media atau lingkungan
percobaan yang seragam atau homogen (Mattjik & Sumertajaya, 2000:
53).
Pengertian RAL
Rancangan acak lengkap merupakan jenis rancangan
percobaan dimana perlakuan diberikan secara acak kepada seluruh unit percobaan. Hal ini dapat dilakukan karena lingkungan tempat percobaan diadakan relatif homogen sehingga media atau tempat
percobaan tidak memberikan pengaruh berarti pada respon yang diamati. Adapun model rancangan acak lengkap adalah sebagai berikut (Sastrosupadi, 2000: 53).
Yij = ยต + ๐๐R
i + ∈ R
ij dengan : i = 1, 2, …, t dan j = 1, 2, …, r
Yij
ยต = rata-rata umum.
= respon atau nilai pengamatan dari perlakuan ke-i dan
ulangan ke-j.
๐๐R
i ∈ R
ij = pengaruh perlakuan ke-i.
= pengaruh galat percobaan dari perlakuan ke-i dan
ulangan ke-j.
Asumsi yang digunakan agar dapat dilakukan pengujian secara statistika adalah:
a. ยต dan ๐๐R
i
b. ยต, ๐๐R
i bernilai tetap.
, dan ∈ R
ij saling aditif.
c. ∈ R
ij ≈ N(0, ๐๐P
2
) artinya ∈ R
ij menyebar secara normal dengan nilai
rata-rata = 0 dan ragam sebesar ๐๐P
2
d. ∈ R
ij
.
Karakteristik
bebas satu ama lain.
Karakteristik yang perlu diketahui jika melakukan percobaan dengan model rancangan acak lengkap yaitu keragaman atau variasi hanya disebabkan oleh perlakuan yang diujicobakan pada unit percobaan dan perlakuan tersebut merupakan level-level dari suatu faktor tertentu. Sementara itu faktor-faktor di luar perlakuan (faktor lingkungan) pada unit percobaan sedapat mungkin dikondisikan serba sama (homogen) sedangkan penempatan perlakuan pada unit percobaan dilakukan secara acak (Harjosuwono dkk, 2011: 6).
Berdasar karakteristik yang telah disebutkan di atas,
penggunaan rancangan acak lengkap ini memang relatif terbatas, yaitu hanya pada percobaan-percobaan yang faktor lingkungannya dapat dijaga atau dikendalikan.
Keuntungan dan kerugian
Menurut Pratisto (2004: 170), terdapat beberapa keuntungan
menggunakan rancangan acak lengkap , yaitu:
a. Denah perancangan percobaan mudah dibuat.
b. Analisis statistik terhadap unit percobaan sederhana.
c. Sangat fleksibel dalam hal jumlah penggunaan, perlakuan, serta
pengulangan.
Selain itu rancangan acak lengkap ini juga memiliki sisi lemah apabila digunakan dalam kasus yang kurang tepat. Menurut
Sastrosupadi (2000: 54), kerugian yang mungkin timbul dari penggunaan rancangan acak lengkap adalah semakin banyak perlakuan yang diuji coba, semakin sulit pula usaha untuk
menyediakan unit percobaan yang homogen. Oleh karena itu rancangan model ini hanya cocok untuk rancangan dengan jumlah
perlakuan dan pengulangan yang relatif sedikit.
Langkah perhitungan Rancangan Percobaan
a. Hipotesis
Sebelum melakukan proses analisa data hasil pengamatan
terlebih dahulu perlu dirumuskan hipotesis agar jelas maksud dan
tujuan percobaan yang dilakukan. Hipotesis yang dikemukakan
dalam rancangan acak lengkap adalah sebagai berikut.
H0 : ๐๐R
1 = ๐๐R
2 =… = ๐๐R
6
H
= 0 (semua perlakuan tidak berpengaruh
terhadap respon yang diamati).
1 : paling sedikit ada satu i dimana ๐๐R
i
H
≠ 0.
0 : ยตR
1 = ยตR
2 =… = ยตR
6
H
= ยต (semua perlakuan memberikan respon
yang sama).
1 : paling sedikit ada sepasang perlakuan (i,i’) dimana ยตR
i ≠ ยตR
i’.
Komentar
Posting Komentar