08-Mar-13
THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM
NGOÀI ĐỒNG
1
08-Mar-13
?
Các cách bố trí
• Khối hoàn toàn ngẫu nhiên: thể thức thừa số, thể thức lô phụ, dãy phụ…(tùy theo số lượng yếu tố).
• Hình vuông Latin
2
08-Mar-13
Khối Hoàn Toàn Ngẫu Nhiên Randomized Complete Block Design (RCBD)
Bố trí Khối Hoàn Toàn Ngẫu Nhiên Randomized Complete Block Design (RCBD)
Sử dụng rộng rãi nhất trong nông nghiệp. Số lượng nghiệm thức không quá lớn và diện tích thí nghiệm có thể xác định hướng biến động. Đặc điểm: các nghiệm thức được bố trí trong cùng một điều kiện hoàn cảnh và lập lại trong cùng một điều kiện hoàn cảnh khác. Tính tiên quyết: mỗi khối có cùng diện tích (kích cỡ), mỗi khối chứa tất cả các nghiệm thức.
Nguồn biến động lý tưởng được sử dụng để bố trí khối là biến động lớn và có thể đoán được
• Hướng di chuyển của côn trùng • Sự không đồng nhất của đất đai, phân bón • Sự biến động của đồng ruộng: trong thí nghiệm nghiên cứu phản ứng cây trồng với sự bất lợi về nguồn nước.
3
08-Mar-13
Kỹ thuật bố trí khối • Mục đích: giảm sai số thí nghiệm bằng cách loại trừ sự biến động của những nguồn biến động được biết • Nhóm các đơn vị thí nghiệm vào trong khối, sự biến động trong mỗi khối được giảm thiểu và sự biến động giữa các khối tăng lên. • Hướng khối được chọn lựa để sự biến động được xác định giữa các khối và lô thí nghiệm trong cùng một khối được đồng nhất.
Hai hướng quyết định quan trọng cần
được thực hiện
Lựa chọn nguồn biến động được sử
dụng để bố trí thí nghiệm.
Sự lựa chọn dạng khối và hướng bố
trí.
Các hướng dẫn đi đến quyết định • Biến động một hướng: sử dụng khối dài và hẹp, chiều dài của khối vuông góc với hướng biến động. • Biến động dinh dưỡng xảy ra theo hai hướng với một hướng biến động nhiều hơn hướng khác, bỏ qua những biến động yếu hơn • Biến động dinh dưỡng xảy ra theo hai hướng với cả hai hướng biến động như nhau và vuông góc với nhau chọn một trong hai. + Sử dụng khối càng vuông càng tốt + Sử dụng những khối dài và hẹp với chiều dài khối vuông góc với một hướng biến động.
4
08-Mar-13
• Nếu có một thí nghiệm không thể hoàn tất cho thí nghiệm trong một ngày: công việc nên hoàn tất cho tất cả các lô trong cùng một khối trong cùng một ngày.
• Nếu có hơn một người ghi nhận số liệu: cùng một người nên cho tất cả các lô trong cùng một khối.
Chú ý
Độ tự do sai số:
(t-1) x (r-1) 12
t : nghiệm thức
Trong đó: r : lần lặp lại
5
Bè trÝ theo khèi
08-Mar-13
Bước 1: Phân diện tích thí nghiệm ra làm r khối giống nhau, r là số lần lặp lại, sau đó thực hiện kỹ thuật khối như mô tả trên.
Chọn ngẫu nhiên và bố trí thí nghiệm
Việc chọn ngẫu nhiên trong RCBD được áp dụng riêng lẻ và độc lập cho mỗi khối.
TD: Chúng ta sử dụng thí nghiệm trên đồng với 6 nghiệm thức A, B, C, D, E, F và 4 lần lặp lại.
Hướng biến động (chỉ một hướng biến động về dinh dưỡng)
Khèi I Khèi II Khèi III Khèi IV
6
08-Mar-13
Bước 2: Chia nhỏ khối đầu tiên ra làm t lô thí nghiệm. Bố trí t nghiệm thức ngẫu nhiên vào t lô
Hướng biến động (chỉ một hướng biến động về dinh dưỡng)
Khèi I Khèi II Khèi III Khèi IV
Hướng biến động (chỉ một hướng biến động về dinh dưỡng)
19 16 1 4 7 10 22 C E A C 13 F A E F
8 11 23 5 5 B 2 D A 20 C E D 14 17 B D
Khèi I Khèi II Khèi III Khèi IV
15 E 9 B 12 F 18 C 24 B 21 D 3 6 F A
Thể thức thừa số (factorial experiment)
• Số nghiệm thức kết hợp: ít hơn 10. • Lần lặp lại: phải thỏa điều kiện (r-1) x (t-1)
12.
• Trong đó: r là số lần lặp lại và t là số công
thức thí nghiệm.
• Biến động dinh dưỡng trong đất: một chiều. • Ảnh hưởng chính và ảnh hưởng hổ tương
quan trọng như nhau.
7
08-Mar-13
Ví dụ và áp dụng
• Giống là nhân tố A có 4 mức độ (4 giống) và đạm là nhân tố B có 5 mức độ; như vậy, sẽ có 20 tổ hợp nghiệm thức kiểu thí nghiệm này gọi là thí nghiệm 2 nhân tố • Ngoài khảo sát ảnh hưởng của từng nhân tố, có thể khảo sát thêm ảnh hưởng tương tác lẫn nhau của hai nhân tố khác nhau.
Lưu ý
• Từ thừa số chỉ mô tả các nghiệm thức. Không liên quan đến kiểu bố trí thí nghiệm được sử dụng.
Ví dụ về cách bố trí • Thí nghiệm 3 giống lúa, 5 mức độ đạm và
4 lần lặp lại • Các tổ hợp: Mức độ đạm kg/ha
Tổ hợp nghiệm thức thừa số 6966 (V1) P1215936 (V2) Milfor 6 (2)(V3)
8
0 (N0) 40 (N1) 70 (N2) 100 (N3) 130 (N4) V1N0 V1N1 V1N2 V1N3 V1N4 V2N0 V2N1 V2N2 V2N3 V2N4 V3N0 V3N1 V3N2 V3N3 V3N4
08-Mar-13
Cách bố trí vào các khối
V3N2
V2N1
V1N4
V1N1 V2N3
V2N3
V3N3
V1N1 V2N0
V2N1
V3N0
V1N3
V3N4
V2N2 V3N3
V1N3
V3N2
V1N2 V1N4
V2N4
V2N4
V3N1
V2N0
V1N0 V1N2
V1N0
V3N4
V2N2 V3N1
V3N0
V1N1
V3N0 V1N0 V3N1
V1N4
V1N2
V2N2 V2N4
V1N0
V2N0
V1N3
V3N1 V1N4
V1N1
V2N3
V2N2
V2N1 V1N3 V2N4
V3N4
V3N0
V2N1 V3N2
V3N3
V3N4
V2N0
V3N2 V2N1 V2N3
V3N3
Thể thức lô phụ (Split-Plot Design)
Ít nhất 2 yếu tố. • Các yếu tố không quan trọng như nhau. - Yếu tố ít quan trọng hơn yếu tố khác; yếu
tố đó được bố trí vào lô chính.
- Một yếu tố (như phân bón, quản lý nước) đòi hỏi diện tích lớn hơn các yếu tố trong lô phụ; yếu tố này được bố trí vào lô chính.
Lựa chọn lô chính, lô phụ
1. Mức độ chính xác: nhân tố nào chính xác
hơn bố trí vào lô phụ.
2. Độ lớn tương đối của các ảnh hưởng chính: Nếu ảnh hưởng của một nhân tố (nhân tố B) có hy vọng là lớn hơn nhiều và dễ phát hiện hơn so với nhân tố kia (nhân tố A), nhân tố B sẽ được đặt vào lô chính và nhân tố A vào lô phụ.
3. Phương pháp canh tác: điều kiện canh tác đòi hỏi một nhân tố nào đó phải sử dụng lô lớn (lô chính).
9
08-Mar-13
Ví dụ bố trí
• Thí nghiệm 2 nhân tố gồm 6 mức độ đạm (nghiệm thức bố trí ở lô chính) và 4 giống lúa (nghiệm thức bố trí lô phụ) với 3 lần lặp lại
Bước 1
• Chia khu thí nghiệm thành r = 3 khối, mỗi khối chia thành a = 6 lô chính như hình
Bước 2
• Lần lượt bố trí ngẫu nhiên 6 nghiệm thức
vào mỗI khối
10
08-Mar-13
Bước 3
• Chia mỗi lô chính thành b=4 lô phụ và bố trí ngẫu nhiên 4 giống vào 4 lô phụ của từng lô chính.
BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
HÌNH VUÔNG LATIN
Quản lý đồng thời 2 hướng biến động biết trước Hai nguồn biến động được xem như hai đặc tính khối độc lập. Hai hướng bố trí: khối hàng và khối cột và phải bảo đảm mỗi nghiệm thức chỉ xuất hiện một lần trong mỗi khối hàng và khối cột, chính vỡ vậy làm giảm được sự sai số thí nghiệm.
(LATIN SQUARE DESIGN)
• Thí nghiệm trên đồng: có sự biến động dinh dưỡng theo hai chiều vuông góc nhau • Thí nghiệm phun thuốc trừ sâu trên đồng: côn trùng di chuyển theo một hướng có thể đoán trước được và hướng này vuông góc với hướng biến động dinh dưỡng. • Thí nghiệm trong Lab với các lần lặp lại theo thời gian. Sự khác nhau giữa các đơn vị thí nghiệm được thực hiện trong cùng thời gian và những đơn vị thí nghiệm được thực hiện theo thời gian khác, đó chính là hai nguồn biến động.
11
08-Mar-13
•Sự hiện diện của khối hàng và khối cột trong phương pháp bố trí đòi hỏi tất cả các nghiệm thức xuất hiện trong mỗi khối hàng và mỗi khối cột chỉ có thể được bố trí như vậy khi số lần lặp lại phải bằng với số nghiệm thức. •Vì vậy, trong thực tế, bố trí hình vuông Latin chỉ áp dụng cho các thí nghiệm có số nghiệm thức không nhỏ hơn 4 và không quá hơn 8.
A B C D E
E D B C A
C E A B D
D C E A B
B A D E C - Bíc 2: Lµm ngÉu nhiªn c¸c hµng trong buíc 1 Chän 5 sè ngÉu nhiªn: 628, 846, 475, 902 vµ 452 S¾p xÕp ngÉu nhiªn vµ x¸c ®Þnh thø h¹ng
Chän ngÉu nhiªn vµ bè trÝ thÝ nghiÖm: Thùc hiÖn thÝ nghiÖm víi 5 nghiÖm thøc A, B, C, D, E - Bíc 1: Chän mét mÉu bè trÝ víi 5 nghiÖm thøc tõ phô lôc K 1 2 3 4 5
Chuçi thø tù
Sè ngÉu nhiªn
1A 2B 3C 4D 5E
S¾p xÕp theo thø tù míi 3 4 2 5 1
628 846 475 902 452
S¾p xÕp l¹i theo thø tù míi 1 C D B E A
4 E A C B D
2 D E A C B
3 A B E D C
5 B C D A E
- Bíc 3: Lµm ngÉu nhiªn cét, sö dông cïng ph¬ng ph¸p, vÝ dô
12
Chuçi cò Thø tù míi 792 1 4 E C B A D 032 2 1 A D C B E 947 3 5 C B D E A 293 4 3 B E A D C 196 5 2 D A E C B
