Nông nghiệp - Thiết kế thí nghiệm trong chăn nuôi và thú y

1Thiết kế thí nghiệm trong chăn nuôi & thú y PHẦN II Đỗ Đức Lực version 9/2013 Hà Xuân Bộ Bộ môn Di truyền - Giống Khoa Chăn nuôi & Nuôi trồng thuỷ sản Thí nghiệm? Quần thể Mẫu Chọn mẫu Suy luận Thiết kế thí nghiệm Thiết kế thí nghiệm Phân loại Khái niệm Thiết kế Mô hình Thiết kế thí nghiệm Phân loại Khái niệm Thiết kế Mô hình 2Thiết kế thí nghiệm PHÂN LOẠI Phân loại thí nghiệm
Quan sát  Ưu điểm  Nhược điểm  Ví dụ
Thực nghiệm  Ưu điểm  Nhược điểm  Ví dụ Phân loại thí nghiệm Ví dụ
Thí nghiệm quan sát  Hồi cứu  Nghiên cứu cắt ngang
Thí nghiệm thực nghiệm  Tiến cứu Hiện tạiQuá khứ Tương lai Phân loại thí nghiệm trong nghiên cứu dịch tễ học Cắt ngangHồi cứu Tiến cứu Thiết kế thí nghiệm Phân loại Khái niệm Thiết kế Mô hình Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm 31. Yếu tố thí nghiệm 2. Mức 3. Nghiệm thức (công thức thí nghiệm) 4. Đơn vị thí nghiệm (lặp lại) 5. Khối 6. Nhắc lại 7. Ngẫu nhiên 8. Nhóm đối chứng Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm
Tập hợp các thành phần có cùng bản chất và có thể so sánh với nhau trong quá trình nghiên cứu
Yếu tố tác động lên đối tượng nghiên cứu ở nhiều mức độ và có thể so sánh với nhau trong quá trình nghiên cứu Một số khái niệm 1. Yếu tố thí nghiệm Một số khái niệm 1. Yếu tố thí nghiệm
Yếu tố thí nghiệm  Yếu tố chính  Yếu tố phụ
Yếu tố thí nghiệm  Cố định  Ngẫu nhiên
So sánh năng suất sinh trưởng của 4 giống lợn  Yếu tố thí nghiệm?
Đánh giá tỷ lệ mắc bệnh khi sử dụng 3 loại vacxin khác nhau  Yếu tố thí nghiệm? Một số khái niệm 1. Yếu tố thí nghiệm Một số khái niệm 1. Yếu tố thí nghiệm Ví dụ 4.3:  Nghiên cứu số lượng tế bào lymphô ở chuột (×1000 tế bào mm-3 máu) được sử dụng 4 loại thuốc qua 5 lứa Thuốc Lứa 1 2 3 4 5 A 7,1 6,1 6,9 5,6 6,4 B 6,7 5,1 5,9 5,1 5,8 C 7,1 5,8 6,2 5,0 6,2 D 6,7 5,4 5,7 5,2 5,3 Một số khái niệm 1. Yếu tố thí nghiệm Ví dụ 5.1:  Một nghiên cứu được tiến hành để xác định ảnh hưởng của việc bổ sung 2 loại vitamin (A và B) vào thức ăn đến tăng trọng (kg/ngày) của lợn Vitamin A 0 4 Vitamin B 0 5 0 5 0,585 0,567 0,473 0,684 0,536 0,545 0,450 0,702 0,458 0,589 0,869 0,900 0,486 0,536 0,473 0,698 0,536 0,549 0,464 0,693 4Một số khái niệm 1. Yếu tố thí nghiệm Ví dụ 5.2:  Xác định ảnh hưởng của lợn đực giống và lợn nái đến khối lượng sơ sinh (kg) của thế hệ con. Sử dụng 4 lợn đực giống, mỗi đực phối với 3 lợn nái và mỗi nái sinh được 2 lợn con. Đực 1 2 3 4 Nái 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1,2 1,2 1,1 1,2 1,1 1,2 1,2 1,3 1,2 1,3 1,4 1,3 1,2 1,3 1,2 1,2 1,2 1,1 1,2 1,3 1,2 1,3 1,4 1,3 1. Yếu tố thí nghiệm 2. Mức 3. Nghiệm thức (công thức thí nghiệm) 4. Đơn vị thí nghiệm (lặp lại) 5. Khối 6. Nhắc lại 7. Ngẫu nhiên 8. Nhóm đối chứng Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm
Là số công thức (các thành phần riêng biệt) trong một yếu tố
Ví dụ Một số khái niệm 2. Mức 1. Yếu tố thí nghiệm 2. Mức 3. Nghiệm thức (công thức thí nghiệm) 4. Đơn vị thí nghiệm (lặp lại) 5. Khối 6. Nhắc lại 7. Ngẫu nhiên 8. Nhóm đối chứng Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm
Số nghiệm thức = số mức của yếu tố (nếu có một yếu tố thí nghiệm)
Tổ hợp giữa các mức của các yếu tố (≥ 2 yếu tố thí nghiệm)
Ví dụ Một số khái niệm 3. Nghiệm thức (công thức) Yếu tố A Yếu tố B B1 B2 A1 A1B1 A1B2 A2 A2B1 A2B2 Một số khái niệm 3. Nghiệm thức (công thức) 51. Yếu tố thí nghiệm 2. Mức 3. Nghiệm thức (công thức thí nghiệm) 4. Đơn vị thí nghiệm (lặp lại) 5. Khối 6. Nhắc lại 7. Ngẫu nhiên 8. Nhóm đối chứng Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm
Một đơn vị bé nhất trong một công thức,
Độc lập trong quá trình nghiên cứu,
Có được một số liệu thô tại từng thời điểm  1 động vật  1 nhóm động vât  1 khu chuồng  . Một số khái niệm 4. Đơn vị thí nghiệm Một số khái niệm 4. Đơn vị thí nghiệm Một số khái niệm 4. Đơn vị thí nghiệm Một số khái niệm 4. Đơn vị thí nghiệm Một số khái niệm 4. Đơn vị thí nghiệm 6Một số khái niệm 4. Đơn vị thí nghiệm Một số khái niệm 4. Đơn vị thí nghiệm 1. Yếu tố thí nghiệm 2. Mức 3. Nghiệm thức (công thức thí nghiệm) 4. Đơn vị thí nghiệm (lặp lại) 5. Khối 6. Nhắc lại 7. Ngẫu nhiên 8. Nhóm đối chứng Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm
Bao gồm các phần tử có chung đặc tính
Ví dụ  Khu trại  Giới tính  Lứa  Khối lượng
Khối dùng để làm gì? Một số khái niệm 5. Khối 1. Yếu tố thí nghiệm 2. Mức 3. Nghiệm thức (công thức thí nghiệm) 4. Đơn vị thí nghiệm (lặp lại) 5. Khối 6. Nhắc lại 7. Ngẫu nhiên 8. Nhóm đối chứng Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm 1. Yếu tố thí nghiệm 2. Mức 3. Nghiệm thức (công thức thí nghiệm) 4. Đơn vị thí nghiệm (lặp lại) 5. Khối 6. Nhắc lại 7. Ngẫu nhiên 8. Nhóm đối chứng Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm 71. Yếu tố thí nghiệm 2. Mức 3. Nghiệm thức (công thức thí nghiệm) 4. Đơn vị thí nghiệm (lặp lại) 5. Khối 6. Nhắc lại 7. Ngẫu nhiên 8. Nhóm đối chứng Thiết kế thí nghiệm Một số khái niệm Thiết kế thí nghiệm Phân loại Khái niệm Thiết kế Mô hình Thiết kế thí nghiệm Thiết kế Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu 2. Xác định yếu tố, mức và đơn vị thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 4. Lập sơ đồ thí nghiệm 5. Lựa chọn mô hình thống kê 6. Tiến hành thí nghiệm 7. Thu thập số liệu 8. Phân tích số liệu 9. Viết báo cáo Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu
Tổng quan tài liệu
Tính cấp thiết
Kiến thức về lĩnh vực quan tâm
Chiến lược
Điều kiện
Xác định rõ mục đích (vấn đề then chốt) Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu
Chiến lược  Thăm dò  Chính  Kiểm tra Ví dụ nghiên cứu lâm sàng 1. Tác dụng của một chất (một vài bệnh nhân) 2. Liều dùng và tác dụng (hàng chục bệnh nhân) 3. Hình thức sử dụng (hàng trăm bệnh nhân) 4. Triển khai trên thực tế (hàng nghìn bệnh nhân) 8Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu
Xác định rõ mục đích (vấn đề then chốt)  Một mục đích  Nhiều mục đích  Thứ tự ưu tiên
Tiến hành nghiên cứu trên vật nuôi nuôi  Đối tượng vật nuôi  Kiến thức về vật nuôi  Các nghiên cứu liên quan  Điều kiện để thực hiện thí nghiệm  Mục tiêu nghiên cứu • Sinh sản, sinh trưởng, di truyền, dinh dưỡng • Sinh sản > Sinh trưởng • Sinh sản Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu
Tổng quan tài liệu
Tính cấp thiết
Kiến thức về lĩnh vực quan tâm
Chiến lược
Điều kiện
Xác định rõ mục đích (vấn đề then chốt) Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu 2. Xác định yếu tố, mức và đơn vị thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 4. Lập sơ đồ thí nghiệm 5. Lựa chọn mô hình thống kê 6. Tiến hành thí nghiệm 7. Thu thập số liệu 8. Phân tích số liệu 9. Viết báo cáo
Yếu tố  Số yếu tố thí nghiệm  Yếu tố chính/ yếu tố phụ  Yếu tố cố định/ yếu tố ngẫu nhiên  Định tính (giống, chế độ, thuốc)  Định lượng (liều dùng, nhiệt độ) Thiết kế thí nghiệm 2. Xác định yếu tố thí nghiệm,
Mức trong một yếu tố  Số mức  Khoảng cách giữa các mức (biến định lượng) Thiết kế thí nghiệm 2. Xác định số mức, 9
Đơn vị thí nghiệm  Một động vật  Một nhóm động vật Ví dụ Thiết kế thí nghiệm 2. Xác định số mức, Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu 2. Xác định yếu tố, mức và đơn vị thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 4. Lập sơ đồ thí nghiệm 5. Lựa chọn mô hình thống kê 6. Tiến hành thí nghiệm 7. Thu thập số liệu 8. Phân tích số liệu 9. Viết báo cáo
Chọn động vật làm thí nghiệm  Số lượng  Chất lượng Thiết kế thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu
Cần bao nhiêu động vật cho mô hình thí nghiệm?  Mẫu đại diện  Mẫu không bị ảnh hưởng bởi một cá thể Thiết kế thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu
Số lượng phụ thuộc vào?  Tuổi động vật  Mức độ đồng đều  Loại thí nghiệm  Độ chính xác  Kinh phí  Điều kiện thực tế Thiết kế thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Kiểm định giả thiết
Kiểm định 1 giá trị trung bình  Phép thử Z nếu biết µ và σ²  Phép thử t nếu biết µ và không biết σ²
So sánh 2 giá trị trung bình  Phép thử t khi 2 phương sai bằng nhau  Phép thử t khi 2 phương sai không bằng nhau  Phép thử t cặp đôi
So sánh nhiều giá trị trung bình  Phân tích phương sai (ANOVA)
Kiểm định 1 tỷ lệ  Phép thử Z, Phép thử khi bình phương
So sánh nhiều tỷ lệ  Phép thử khi bình phương Lưu ý 10
Xác định số đơn vị thí nghiệm để ước tính một giá trị trung bình Thiết kế thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Ước tính một giá trị trung bình µ X d 2 22 d z n n X z σ σ µ =⇒ − = VÍ DỤ
d = Sự sai khác mong đợi
σ² = Phương sai của tính trạng nghiên cứu
Z = Giá trị z ở mức α tương ứng 2 22 2/1 )( d z n σα ×≥ − 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Ước tính một giá trị trung bình Ví dụ
Cần quan sát bao nhiêu bò sữa để ước tính được năng suất trong chu kỳ tiết sữa 305 ngày với mức độ tin cậy 95% nằm trong khoảng ± 75kg so với giá trị thực của quần thể. Biết rằng sản lượng sữa có phân bố chuẩn σ = 500kg 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Ước tính một giá trị trung bình
Cần quan sát bao nhiêu bò sữa để ước tính được năng suất trong chu kỳ tiết sữa 305 ngày với mức độ tin cậy 95% nằm trong khoảng ± 75kg so với giá trị thực của quần thể. Biết rằng sản lượng sữa có phân bố chuẩn σ = 500kg 74,170 75 50096,1)( 2 22 2 22 2/1 = × = × ≥ − d z n σα 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Ước tính một giá trị trung bình 2 2 d P)P(1Zn −=
n - Dung lượng mẫu cần thiết
Z - Giá trị Z ở mức tin cây tương ứng
P - Tỷ lệ mắc bệnh ước tính
d - Sự sai khác mong đợi 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Ước tính một tỷ lệ 11 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Ước tính một tỷ lệ
Cần dung lượng mẫu bao nhiêu để xác định tỷ lệ hiện nhiễm một loại vi khuẩn trên thân thịt lợn ở một lò mổ với ước tính chênh lệch không quá 5%. Biết rằng tỷ lệ hiện hành P = 0,2 và kiểm định ở mức tin cậy 95%. 246 245,86n 0,05 0,20)0,20(1 ²96,1 d P)P(1Zn 222 == − = − =
d = Sai khác mong đợi giữa 2 giá trị trung bình
α = Xác suất mắc sai lầm loại I
β = Xác suất mắc sai lầm loại II
σ² = Phương sai của tính trạng nghiên cứu ( ) ²2 ² 2 12/1 σβα d zz n −− + ≥ 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh 2 giá trị trung bình Ví dụ
Muốn thiết kế một thí nghiệm để so sánh sản lượng sữa của dê Bách Thảo ở 2 công thức thí nghiệm với yêu cầu α = 0,05; β = 0,2; chênh lệch mong đợi 30 kg sữa biết σ = 50 kg. Cần bao nhiêu động vật thí nghiệm Sai lầm loại I (α) và sai lầm loại II (β) PsP0P1 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh 2 tỷ lệ         − − − =⇒          − = − = − 01 11β100α n n qp pp z n qp pp z pp qpzqpz 2 11 1s β1 00 0s α 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh 2 tỷ lệ So sánh hai tỷ lệ (đối với cohort studies - tiến cứu) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) 2 212 21 22 1111β1α/21 2 21 2 1111β1α/21 1 ppr ppr qpqrpzqp1rz 1r211 ppr qpqrpzqp1rz 4 1 n                     − −       +++ + ++ × − +++ ≥ −− −− 12 Trong đó
n1 = dung lượng mẫu tối thiểu đối với nhóm thứ nhất
n2 = dung lượng mẫu tối thiểu đối với nhóm thứ hai
r = n1 / n2
p1 = tỷ lệ mắc bệnh hiện hành ở quần thể thứ 1
p2 = tỷ lệ mắc bệnh dự đoán ở quần thể thứ 2
p = (p1 + rp2) / (r + 1)
q = 1 - p; ; q = 1 - p
Z(1-α/2) = Giá trị z ở mức tương ứng 1-α/2
Z(1-β) = Giá trị z ở mức tương ứng 1-β Ví dụ
Bệnh East Coast Fever (ECF) gây ra tỷ lệ chết ở vật nuôi là 50%. Sử dụng một loại vác xin với mong muốn có thể bảo vệ được 95% vật nuôi. Với mức độ tin cậy là 95% và độ mạnh của phép thử là 90%, hãy xác định dung lượng mẫu cần thiết. 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh 2 tỷ lệ Áp dụng STATA . sampsi .5 .05, a(0.05) p(0.9) Estimated sample size for two-sample comparison of proportions Test Ho: p1 = p2, where p1 is the proportion in population 1 and p2 is the proportion in population 2 Assumptions: alpha = 0.0500 (two-sided) power = 0.9000 p1 = 0.5000 p2 = 0.0500 n2/n1 = 1.00 Estimated required sample sizes: n1 = 23 n2 = 23 Số đơn vị thí nghiệm (n) phụ thuộc:
Số công thức thí nghiệm (a)
Phương sai của tính trạng nghiên cứu (σ²)
Sự sai khác bé nhất giữa 2 giá trị trung bình (d)
Xác suất mắc sai lầm loại I (α)
Độ mạnh của phép thử (1 - β) 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh nhiều giá trị trung bình Ví dụ
Nghiên cứu tăng trọng / ngày (gram) của lợn nuôi vỗ béo đến 5 tháng tuổi ở 3 công thức thí nghiệm. Hãy xác định dung lượng mẫu (n) cần thiết để phát hiện sự sai khác giữa các nghiệm thức nếu có.
Biết rằng sự chênh lệch giữa 2 giá trị trung bình lúc kết thúc thí nghiệm là 40gram, tăng trọng có phân bố chuẩn với phương sai σ² = 480. 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh nhiều giá trị trung bình Michael E. O'Neill & Peter C. Thomson (1998), AustralianJournal of Experimental Agriculture, 38, 617-22 Số công thức thí nghiệm (a) 3 Số đơn vị thí nghiệm (n) Phương sai của tính trạng nghiên cứu (σ²) 480.00 Sự sai khác bé nhất giữa 2 giá trị trung bình (d) 40.00 Xác suất mắc sai lầm loại I (α) 0.05 Bậc tự do của sai số ngẫu nhiên trong ANOVA -3 Giá trị F tới hạn ##### Độ mạnh của phép thử (1 - β) ##### 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh nhiều giá trị trung bình 13 Số đơn vị thí nghiệm (n) phụ thuộc:
Bậc tự do của sai số ngẫu nhiên  Mô hình thí nghiệm đơn giản (Một yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên) DF = N – a ≥ 20 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh nhiều giá trị trung bình 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh nhiều giá trị trung bình
Thiết kế thí nghiệm kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với số nghiệm thức a = 5. Cần bao nhiêu đơn vị thí nghiệm cho một nghiệm thức ?
Bậc tự do của sai số ngẫu nhiên df = N - a  N - 5 ≥ 20, như vậy N ≥ 25 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu So sánh nhiều giá trị trung bình
Số lượng
Chất lượng 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu
Thí nghiệm quan sát  Rút thăm ngẫu nhiên
Thí nghiệm thực nghiệm  Chọn động vật thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Chất lượng 1. Ngẫu nhiên đơn giản simple random sampling 2. Ngẫu nhiên hệ thống systematic random sampling 3. Phân tầng stratified random sampling 4. Theo chùm cluster sampling 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Chất lượng – quan sát 14 Chọn ngẫu nhiên đơn giản Quần thể Mẫu Chọn ngẫu nhiên hệ thống Nếu công suất của lò mổ là 5000 lợn/ngày, cần xét nghiệm 246 thân thịt lợn. Ta sẽ có hệ số k = 5000 / 246 ≈ 20. Sẽ lấy các thân thịt số 1, 20, 40, 60 . . . Chọn phân cấp Chọn theo chùm Chọn ngẫu nhiên đơn giản Chọn ngẫu nhiên hệ thống 15 Chọn ngẫu nhiên phân cấp Chọn ngẫu nhiên theo chùm
Kiểu gen
Kiểu hình
Khối lượng
Tuổi
Tính biệt 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu Chất lượng – thực nghiệm Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu 2. Xác định yếu tố, mức và đơn vị thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 4. Lập sơ đồ thí nghiệm 5. Lựa chọn mô hình thống kê 6. Tiến hành thí nghiệm 7. Thu thập số liệu 8. Phân tích số liệu 9. Viết báo cáo Khẩu phần 1 Khẩu phần 2 Khẩu phần 3 5 2 1 7 6 3 9 8 4 10 12 11 13 14 15 3. Lập sơ đồ thí nghiệm Yếu tố thí nghiệm A1 A2 B1 B2 B1 B2 Động vật thí nghiệm số 7 12 3 13 11 8 1 10 2 6 15 5 14 4 9 16 3. Lập sơ đồ thí nghiệm 16 Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu 2. Xác định yếu tố, mức và đơn vị thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 4. Lập sơ đồ thí nghiệm 5. Lựa chọn mô hình thống kê 6. Tiến hành thí nghiệm 7. Thu thập số liệu 8. Phân tích số liệu 9. Viết báo cáo Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu 2. Xác định yếu tố, mức và đơn vị thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 4. Lập sơ đồ thí nghiệm 5. Lựa chọn mô hình thống kê 6. Tiến hành thí nghiệm 7. Thu thập số liệu 8. Phân tích số liệu 9. Viết báo cáo 6. Tiến hành thí nghiệm
Cân bằng  Cân bằng  (0 - 15 ngày)  Kiểm tra thể trạng  Thay thế
Thích nghi  Thích nghi  (0 - 7 ngày)  Có thể chuyển đổi, thay thế
Thí nghiệm chính  Thu thập số liệu  Thời gian?  Không được chuyển đổi, thay thế Ví dụ: (Mead và cộng sự, tr. 72) Nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn mùa đông đến sản lượng sữa theo mô hình ô vuông latin. Có 4 khẩu phần ăn khác nhau (A, B, C, D), cho mỗi bò ăn từng khẩu phần trong 3 tuần. Sản lượng sữa chỉ được tính tổng cộng trong tuần thứ 3 của mỗi chu kỳ. 6. Tiến hành thí nghiệm Ví dụ Ô vuông la tinh C A D B B D A C A B C D D C B A 1 2 3 4 Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu 2. Xác định yếu tố, mức và đơn vị thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 4. Lập sơ đồ thí nghiệm 5. Lựa chọn mô hình thống kê 6. Tiến hành thí nghiệm 7. Thu thập số liệu 8. Phân tích số liệu 9. Viết báo cáo 17
Phương pháp
Dụng cụ
Kỹ thuật thao tác
Thời điểm  1 lần duy nhất  2 lần (bắt đầu và kết thúc thí nghiệm)  Nhiều lần trong quá trình thí nghiệm 6. Thu thập số liệu Thiết kế thí nghiệm 1. Xác định mục đích nghiên cứu 2. Xác định yếu tố, mức và đơn vị thí nghiệm 3. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 4. Lập sơ đồ thí nghiệm 5. Lựa chọn mô hình thống kê 6. Tiến hành thí nghiệm 7. Thu thập số liệu 8. Phân tích số liệu 9. Viết báo cáo 8. Phân tích số liệu
Kiểm tra dữ liệu
Kiểm tra điều kiện của bài toán
Mô hình xử lý
Trình bày kết quả Thiết kế thí nghiệm Phân loại Khái niệm Thiết kế Mô hình Mô hình thiết kế thí nghiệm 1. Thiết kế thí nghiệm 1 yếu tố 1. Hoàn toàn ngẫu nhiên 2. Khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh 3. Ô vuông la tinh 2. Thiết kế thí nghiệm 2 yếu tố 1. Thí nghiệm 2 yếu tố chéo nhau 1. Thí nghiệm 1 yếu tố Hoàn toàn ngẫu nhiên
Một yếu tố thí nghiệm duy nhất
Các đơn vị thí nghiệm đồng đều
Các yếu tố khác không có sự sai khác
Các đơn vị thí nghiệm phân ngẫu nhiên 18 1. Thí nghiệm 1 yếu tố Hoàn toàn ngẫu nhiên
Động vật, tính trạng có tính đồng đều cao
Các điều kiện phi thí nghiệm có thể kiểm soát được dễ dàng và ổn định 1. Thí nghiệm 1 yếu tố kiểu Hoàn toàn ngẫu nhiên
Chọn động vật thí nghiệm  Số lượng  Chất lượng (đồng đều)
Đánh số cho động vật thí nghiệm
Phân động vật thí nghiệm về các nghiệm thức
Lập sơ đồ thí nghịêm
Tiến hành thí nghiệm
Phân tích số liệu Sơ đồ thí nghiệm KP1 KP2 KP3 KP4 18 1 12 4 14 7 2 5 8 10 11 19 15 16 17 13 9 6 20 3 1. Thí nghiệm 1 yếu tố HTNN Ví dụ Một thí nghiệm được tiến hành nhằm so sánh mức độ tăng trọng của gà (gram) ở 4 khẩu phần khác nhau. Chọn 20 gà đồng đều nhau và phân một cách ngẫu nhiên về một trong 4 khẩu phần, trong mỗi có 5 gà thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm được ghi lại ở bảng sau: KP1 KP2 KP3 KP4 99 61 42 169 88 112 97 137 76 30 81 169 38 89 95 85 94 63 92 154 1. Thí nghiệm 1 yếu tố HTNN Ví dụ 1. Thí nghiệm 1 yếu tố HTNN Mô hình phân tích yij = µ + αi + εij 2 giá trị trung bình  phép thử t ≥ 3 giá trị trung bình  ANOVA 19 ANOVA Minitab Output One-way ANOVA: KP1; KP2; KP3; KP4 Source DF SS MS F P Factor 3 16467 5489 6.65 0.004 Error 16 13212 826 Total 19 29679 S = 28.74 R-Sq = 55.48% R-Sq(adj) = 47.14% Mô hình thiết kế thí nghiệm 1. Thiết kế thí nghiệm 1 yếu tố 1. Hoàn toàn ngẫu nhiên 2. Khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh 3. Ô vuông la tinh 2. Thiết kế thí nghiệm 2 yếu tố 1. Thí nghiệm 2 yếu tố chéo nhau Sơ đồ thí nghiệm D A B C D C A B D C B A D B A C Khối 1 A D C B Khối 2 D A B C Khối 3 C B A D Khối 4 A D C B 2. Thí nghiệm 1 yếu tố KNNĐĐ Sơ đồ thí nghiệm Nghiên cứu số lượng tế bào lymphô ở chuột (×1000 tế bào mm-3 máu) được sử dụng 4 loại thuốc qua 5 lứa Thuốc Lứa 1 2 3 4 5 A 7,1 6,1 6,9 5,6 6,4 B 6,7 5,1 5,9 5,1 5,8 C 7,1 5,8 6,2 5,0 6,2 D 6,7 5,4 5,7 5,2 5,3 2. Thí nghiệm 1 yếu tố KNNĐĐ Ví dụ 2. Thí nghiệm 1 yếu tố KNNĐĐ Mô hình phân tích yij = µ + αi + βj + εij yijk = µ + αi +βj + εijk yijk = µ + αi + εijk  ANOVA 20 Loại thông tin Thuốc Lứa Tế bào A 1 7,1 B 1 6,7 C 1 7,1 D 1 6,7 A 2 6,1 B 2 5,1 C 2 5,8 D 2 5,4 . . . . . . . . . D 5 5,3
Yếu tố thí nghiệm
Khối
Số liệu thô 5.3 Minitab14 Phân tích Analysis of Variance for TEBAO, using Adjusted SS for Tests Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P THUOC 3 1.8455 1.8455 0.6152 11.59 0.001 LUA 4 6.4030 6.4030 1.6008 30.16 0.000 Error 12 0.6370 0.6370 0.0531 Total 19 8.8855 S = 0.230398 R-Sq = 92.83% R-Sq(adj) = 88.65% Phân tích Analysis of Variance for TEBAO, using Adjusted SS for Tests Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P THUOC 3 1.8455 1.8455 0.6152 1.40 0.280 Error 16 7.0400 7.0400 0.4400 Total 19 8.8855 S = 0.663325 R-Sq = 20.77% R-Sq(adj) = 5.91% Mô hình thiết kế thí nghiệm 1 yếu tố
Hoàn toàn ngẫu nhiên
Khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh
Ô vuông la tinh Ô vuông la tinh 1 C A D B 2 B D A C 3 A B C D 4 D C B A 1 2 3 4 GIAI ĐOẠN ĐỘNG VẬT Ví dụ: (Mead và cộng sự, tr. 72) Nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn mùa đông đến sản lượng sữa theo mô hình ô vuông latin. Có 4 khẩu phần ăn khác nhau (A, B, C, D), cho mỗi bò ăn từng khẩu phần trong 3 tuần. Sản lượng sữa chỉ được tính tổng cộng trong tuần thứ 3 của mỗi chu kỳ. Sản lượng sữa được ghi lại như sau (đơn vị tính pound) 21 Ô vuông la tinh A1 192 A2 195 A3 292 A4 249 A2 190 A4 203 A1 218 A3 210 A3 214 A1 139 A4 245 A2 163 A4 221 A3 152 A2 204 A1 134 1 2 3 4 Kết quả phân tích số liệu Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P BO 3 9929.2 9929.2 3309.7 24.47 0.001 GD 3 6539.2 6539.2 2179.7 16.12 0.003 KP 3 8607.7 8607.7 2869.2 21.22 0.001 Error 6 811.4 811.4 135.2 Total 15 25887.4 S = 11.6288 R-Sq = 96.87% R-Sq(adj) = 92.16% Thiết kế thí nghiệm 2 yếu tố
Chéo nhau
Phân cấp
Chia ô Thiết kế thí nghiệm 2 yếu tố
Chéo nhau  Ảnh hưởng của từng yếu tố  Ảnh hưởng tương tác giữa các yếu tố Yếu tố A Yếu tố B B1 B2 A1 A1B1 A1B2 A2 A2B1 A2B2 Thiết kế thí nghiệm 2 yếu tố Sơ đồ thí nghiệm I II III IV A1 A1 A2 A2 B1 B2 B1 B2 22 Sơ đồ thí nghiệm Yếu tố thí nghiệm A1 A2 B1 B2 B1 B2 Động vật thí nghiệm số 7 12 3 13 11 8 1 10 2 6 15 5 14 4 9 16 Ví dụ Ví dụ 5.1:  Một nghiên cứu được tiến hành để xác định ảnh hưởng của việc bổ sung 2 loại vitamin (A và B) vào thức ăn đến tăng trọng (kg/ngày) của lợn Vitamin A 0 4 Vitamin B 0 5 0 5 0,585 0,567 0,473 0,684 0,536 0,545 0,450 0,702 0,458 0,589 0,869 0,900 0,486 0,536 0,473 0,698 0,536 0,549 0,464 0,693 Minitab Output Two-way ANOVA: TT versus VITA; VITB Source DF SS MS F P VITA 1 0.051918 0.0519181 4.71 0.045 VITB 1 0.064184 0.0641845 5.82 0.028 Interaction 1 0.029108 0.0291084 2.64 0.124 Error 16 0.176484 0.0110302 Total 19 0.321695 S = 0.1050 R-Sq = 45.14% R-Sq(adj) = 34.85% Tương quan và hồi quy
Chương 6 (trang 97) Giáo trình Thiết kế thí nghiệm (2007)
Bài tập Thiết kế thí nghiệm Mục đích
Xử lý dữ liệu  Tóm tắt  Trình bày  Suy luận
Thiết kế  Khái niệm  Phân loại  Thiết kế  Mô hình Liên hệ
Mail Phòng 305, Bộ môn Di truyền -Giống vật nuôi Khoa Chăn nuôi & Nuôi trồng thuỷ sản Đại học Nông nghiệp Hà Nội
E-mail ddluc@hua.edu.vn doducluc@yahoo.co.uk
Website
Phone +84 4 38 76 82 65 (Bộ môn) 23 Hồi quy tuyến tính
Mô tả một hiên tượng quan sát
Ước tính giá trị của một biến thông qua một biến khác
Hiệu chỉnh số liệu Ước tính hàm lượng lysin bằng Phương trình hồi quy Y = 7,23 – 0,131X (Almquist, 1952)
Y - hàm lượng lysin
X - hàm lượng protein Ước tính tỷ lệ nạc bằng Phương trình hồi quy Y = 59,902386 - 1,060750 X1 + 0,229324 X2
Y - tỷ lệ nạc ước tính
X1 - độ dày mỡ lưng đo tại vị trí xương sườn 3-4 cuối
X2 - độ dày cơ thăn đo tại vị trí tương tự Phương trình hồi quy Y = β0 + β1X Y = b0 + b1X x y Slope β1 β0 ∑ ∑ = = − −− = n i i n i ii xx yyxx b 1 2 1 1 )( ))(( xbyb 10 −= Đường kính lớn (x) Khối lượng trứng (y) 57 61 54 59 55 58 52 56 55 57 60 59 56 56 56 58 57 56 58 60 Y = 37,6 + 0,364x 24 Tương quan (r)
r từ -1 đến +1
r = 0  không có mối quan hệ tuyến tính;
r = +1  quan hệ tuyến tính dương lý tưởng
r = -1  quan hệ tuyến tính âm lý tưởng
r > 0  quan hệ tuyến tính dương
r < 0  quan hệ tuyến tính âm Tương quan r = - 1 x y r = 1 x y Tương quan r = -0.9 x y r = 0.9 x y Tương quan r = 0.5 x y r = –0.5 x y Tương quan r = 0 x y Tương quan r = 0 x y r = 0 x y 25 Tương quan ( ) yx n 1i ii n 1i 2 i n 1i 2 i n 1i ii ss1n )y)(yx(x )y(y)x(x )y)(yx(x r − −− = = −− −− = ∑ ∑∑ ∑ = == = PIGLOG 105 Balances Position à mésurer
Lard dorsal 1: la dernière côte (lard dorsal 1 en mm)
Lard dorsal 2: la 3ème dernière côte (lard dorsal + profondeur du carré en mm) 26 Un example Y = 59,902386 - 1,060750 X1 + 0,229324 X2 C. Additive (co)variance and Selection response - Alternative methods of selection (suite)
RADG,FI = 0.65  ADG ↑ ↔ FI ↑
RADG,BF = 0.32  ADG↑ ↔ BF↑ F. Structural Soundness and Stress susceptibility Leg Weakness 27
Leg weakness
ADG
BF
BF↓ ↔ Leg Weakness↑
To culling based on observed limitation in function r POIDS de NAISSANCE/DFI 0.48 POIDS de SEVRAGE/DFI 0.42