Il disegno sperimentale

In un esperimento si cambiano deliberatamente uno o più fattori per osservare l'effetto di questi cambiamenti su una o più variabili di risposta. La progettazione sperimentale è una procedura efficiente per programmare in anticipo gli esperimenti, in modo che i dati ottenuti possono essere usati per spiegare i cambiamenti sulle variabili di risposta.

Durante la progettazione di un esperimento, bisogna considerare per prima cosa l'ipotesi da testare. Se si sta provando a testare l'effetto di un determinato fattore (ad esempio la concentrazione di un composto chimico) su una data variabile di risposta (ad esempio il tasso di crescita di una macroalga), è importante avere sia dei gruppi di "trattamento" (a cui viene aggiunto il composto chimico) che di "controllo" (a cui non viene aggiunto il composto). Avendo entrambi i gruppi, ci si assicura che l'effetto osservato sulla variabile sia causato dal fattore modificato nel gruppo di trattamento.

Una volta stabiliti i trattamenti necessari, è anche importante decidere il numero di repliche che si useranno nell'esperimento. Una replica è una ripetizione delle stesse condizioni sperimentali (trattamento). Le repliche servono ad assicurare che i cambiamenti avvenuti in risposta alla variabile siano effettivamente causati dal fattore modificato, e non da cambiamenti in altri fattori o differenze tra individui. Di norma, si usano un minimo di tre repliche (dello stesso trattamento) per poter considerare un risultato affidabile. Con meno di tre repliche, infatti, i dati non sono utilizzabili ai fini di test statistici. D'altra parte, più repliche si usano più affidabili sono i risultati. Tuttavia, bisogna spesso trovare un compromesso sul numero di repliche e/o trattamenti per ridurre la complessità degli esperimenti.