Optimale Pläne für zwei-phasige Experimente mit zufälligen Block- und Behandlungseffekten

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Peter Piepho
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317047028

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Viele landwirtschaftliche Versuche haben mehr al seine Phase. Pflanzenzüchterische Versuche zum Beispiel haben eine Feldphase, in welcher verschiedene Genotypen angebaut werden, und eine Laborphase, in welcher Parzellenproben für verschiedene Qualitätsparameter untersucht werden, wie Backqualität in Weizen. Blockbildung in Feldversuchen ist ein Standardverfahren für etwa ein Jahrhundert aber wenige ForscherInnen verwenden auch ein statistisches Design in der Laborphase. Oftmals unterscheiden sich die Blockgrößen zwischen den Phasen, wodurch die Optimierung des Gesamtdesigns ein nicht-triviales Problem wird. In diesem Projekt haben wir unsere vorhergehenden Arbeiten zum optimalen Zweiphasendesign erweitert auf den Fall, das entweder Blöcke oder Behandlungen oder beide als zufällig betrachtet werden. Zu diesem Zweck haben wir ein Bayesianisches Kriterium für A-Optimalität definiert. Eine weitere Herausforderung ist die effiziente Berechnung der Aktualisierung der Behandlungsinformationsmatrix während der numerischen Designsuche. Für diesen Zweck haben wir eine effiziente Aktualisierungsformel entwickelt. Der algorithmische Ansatz wurde mit dem Paket Julia implementiert. Mehrere Anwendungen wurden publiziert, in denen effiziente Designs mit festen oder zufälligen Block- und Behandlungseffekten gefunden wurden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Augmented quasi-sudoku designs in field trials. Computational Statistics & Data Analysis, 150 (2020, 10), 106988.
  Vo-Thanh, Nha & Piepho, Hans-Peter
  
• Die Gleitmethode nach Mitscherlich und was sie mit Geostatistik zu tun hat. Journal für Kulturpflanzen 72, 527-540
  Piepho, H.P., Vo-Thanh, N.
  
• Generating experimental designs for estimation of genetically related treatment effects using SAS. Agronomy Journal, 112(5), 3929-3940.
  Piepho, Hans‐Peter; Vo‐Thanh, Nha & Tobias, Randy
  
• Generating row–column field experimental designs with good neighbour balance and even distribution of treatment replications. Journal of Agronomy and Crop Science, 207(4), 745-753.
  Piepho, Hans‐Peter; Williams, Emlyn R. & Michel, Volker
  
• Bayesian A-optimal two-phase designs with a single blocking factor in each phase. Statistics and Computing, 33(1).
  Vo-Thanh, Nha & Piepho, Hans-Peter
  
• Single-parent expression complementation contributes to phenotypic heterosis in maize hybrids. Plant Physiology, 189(3), 1625-1638.
  Baldauf, Jutta A; Liu, Meiling; Vedder, Lucia; Yu, Peng; Piepho, Hans-Peter; Schoof, Heiko; Nettleton, Dan & Hochholdinger, Frank
  
• Generating Designs for Comparative Experiments with Two Blocking Factors. Biometrics, 79(4), 3574-3585.
  Vo-Thanh, Nha & Piepho, Hans-Peter