Bài giảng - phương pháp thí nghiệm đồng ruộng - chương 3

Chia sẻ: Norther Light | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

390
lượt xem 86
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương III TỔNG KẾT SỐ LIỆU QUAN SÁT Chương này đề cập đến cách tính một số tham số cơ bản của mẫu thường được sử dụng để phân tích các kết quả nghiên cứu . 1. CHỈNH LÝ SỐ LIỆU QUAN SÁT. 1.1. Khái niệm về số liệu thô và số liệu tinh. 1.1.1. Số liệu thô: Số liệu thô là loại số liệu thu được trực tiếp khi quan sát thí nghiệm (đo đếm trên ruộng, cân đong trong phòng, ghi chép khi điều tra). 1.1.2. Số liệu tinh: Số liệu tinh là số liệu được tính trực...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng - phương pháp thí nghiệm đồng ruộng - chương 3

Chương III TỔNG KẾT SỐ LIỆU QUAN SÁT Chương này đ ề cập đến cách tính một số tham số c ơ bản của mẫu th ường được sử dụng để phân tích các kết quả nghiên cứu . 1. CH ỈNH LÝ SỐ LIỆU QUAN SÁT. 1.1. Khái ni ệm về số liệu thô và số liệu tinh. 1.1.1. Số liệu thô: Số liệu thô là lo ại số liệu thu đ ược trực tiếp khi quan sát thí nghiệm (đo đếm trên ruộng, cân đong trong phòng, ghi chép khi điều tra). 1.1.2. Số liệu tinh: Số liệu tinh là số liệu đ ược tính trực tiếp từ số liệu thô bằng những tham số thống kê cần thiết. Từ số liệu tinh mới có thể đánh giá sự khác nhau ở các chỉ tiêu nghiên cứu trong các công thức thí nghiệm. 2. PHÂN LO ẠI SỐ LIỆU Các số liệu trong nghiên cứu thu được có thể đ ược chia thành hai lo ại là: Số liệu định lượng (hay còn gọi là số lư ợng) và số liệu định tính. 2.1. Số liệu định l ượng: Là nh ững số liệu mà người quan sát có thể cân đong đo đếm được dễ d àng và chính xác. Thí dụ: Chiều cao cây, khối l ượng hạt, năng suất.... 2.2. Số liệu định tính: Số liệu này không đo đ ếm cân đong mà chỉ chia th ành một số loại (lớp, cấp). Ví dụ: Màu s ắc hạt, tình hình sâu, bệnh, hình dạng hạt... 3. KIỂM TRA SỐ LIỆU NGHI NG Ờ Trong quá trình th ực hiện theo dõi thí nghiệm khó có thể đoán hết đ ược sai sót, nhất là sai sót do sai số thô gây ra. Để có thể khẳng định số liệu tr ước khi đ ưa vào phân tích nên loại bỏ ngay hay tạm để ra ngo ài các số liệu nghi ngờ. P hương pháp xử l ý như sau: x*  x i (3.1)  tn  s Trong đó: x * : số liệu nghi ngờ i x : trung bình mẫu (có tính cả số liệu nghi ngờ) s : độ lệch chuẩn mẫu  tn : tiêu chu ẩn kiểm tra (giá trị thực tính), giá trị n ày sẽ đ ược so sánh với giá trị lý thuyết là :   : với bậc tự do df = n - 1 ở mức ý nghĩa  27
 : ở m ức ý nghĩa 0.01 ; df l à bậc tự do; n l à dung lư ợng mẫu Nếu  tn   lt chấp nhận( để lại ) số nghi ngờ. Nếu  tn   lt loại bỏ số nghi ngờ (loại ra khỏi dãy số liệu quan sát). Thí dụ: theo dõi chiều cao cây lúa n = 10 khóm có các giá trị sau: 98.2; 92.0; 82.7; 92.5 ; 89.0; 87.9 ; 99.2; 99.5 ; 97.0; 100.5. Trong đó có giá trị 82.7 cm là nghi ngờ nên c ần đ ược kiểm tra. Vậy, có X = 93.9cm ; s = 6.0 cm.  tn = 82.7  93.9  1.87 6 .0  (0.01.df=9) = 2.33 (bảng 13 phần phụ lục) Vậy  tn <  (0.01; 9) ( tn <  lt ) Nên ch ấp nhận giá trị x*i = 82.7cm trong dãy đo 10 khóm lúa theo dõi chiều cao cây. 4. CÁCH S ẮP XẾP SỐ LIỆU 4.1. Với số liệu định l ượng Nếu nh ư dãy số liệu quan sát n
Đây là lo ại số liệu rất khó có khả năng định l ượng chính xác nên việc chỉnh lý cũng không đ ơn giản. Vì vậy, phải định ra các tiêu chu ẩn, trên cơ sở đó sẽ sắp xếp vào nhóm. Thí dụ: Tìm hiểu mức độ hại của bệnh bạc thau dâu Chúng tôi xác định cấp lá bệnh nh ư sau Cấp 0: không có lá bệnh Cấp 1: tỷ lệ bệnh xuất hiện 0 - 10% Cấp 2: tỷ lệ bệnh xuất hiện 11 - 20% Cấp 3: tỷ lệ bệnh xuất hiện 21 - 30% Cấp 4: tỷ lệ bệnh xuất hiện 31 - 40% Cấp 5: tỷ lệ bệnh xuất hiện > 40% Nếu gọi mi là tần số của các cấp bệnh quan sát đ ược và N là dung lượng mẫu (số cá thể lấy quan sát) thì  m N = mo + m1 + m2 + m3 + m4 + m5 = (3.4) i i 1 Xác suất của mỗi cấp bệnh là m i fi = (3.5) n ( xem bảng 5.3) 5. CÁC THAM S Ố ĐẶC TRƯNG CỦA MẪU 5.1. Các tham số thống kê đ ại diện của mẫu  5.1.1. Trung bình (còn gọi l à trung bình cộng X ) Số trung bình còn gọi là trung bình số học, đây là tham số đ ược sử dụng nhiều nhất. Số bình quân là tham số đại diện cho độ lớn trung bình c ủa mẫu nghiên cứu. n x i i 1 Giá trị này được tính nh ư sau: X= (3.6) n Trong đó: X : trung bình m ẫu xi : giá trị quan sát thứ i n : dung lư ợng mẫu 29
n  xi m k i i 1 m hoặc X = ;n= (3.7) i n i 1 Trong đó xi : gía trị đại diện (giữa) nhóm thứ i mi : tần số nhóm thứ i k : nhóm phân chia Số trung bình theo công thức n ày gọi là trung bình có trọng lượng hay trung bình có trọng số Thí dụ: đo chiều cao của 20 khóm lúa giống P 4 lấy ngẫu nhiên có kết quả sau (đv: cm) 95 102 100 99 91 95 95 97 101 102 92 93 93 94 91 96 97 100 92 95 Chiều cao trung bình tính được là: 95  102  ...  102  ...  92  95  96 (cm) X= 20 Hoặc tính theo trọng số X= (91x2)  (92 x 2)  (93 x 2)  94  (95 x 4)  96  (97 x 2)  99  (100 x 2)  101  (102 x2)  96(cm ) 20 Như vậy 2 c ách tính có kết quả như nhau. 5.1.2. Số mốt (Mode) Mốt là số liệu có tần số hay số lần xuất hiện nhiều nhất trong d ãy số quan sát, thí dụ nêu trên số mốt l à 95 cm 5.1.3. Số trung vị (Median Me ) Nếu sắp xếp số liệu theo trật tự từ nhỏ đến lớn thì trung vị l à số đứng ở vị trí trung gian chia dãy số liệu làm hai nửa bằng nhau. Thí dụ: Khảo sát số hoa trên 7 cây cây cà chua c ủa giống số 6 có kết quả thu đ ược như sau (đv: quả/cây) Số quả cà chua thu đư ợc trên cây Cây 1 2 3 4 5 6 7 Số quả 22 23 25 26 28 29 30 30
Các giá trị đã được săp xếp thứ tự tăng dần nên số trung vị sẽ là cây thứ tư có số quả l à 26 quả/cây Trong những số n ày n =7 (lẻ) số trung vị có vị trí thứ 4 và giá trị trung vị là 26. Do đó, công thức tổng quát tìm giá trị trung vị sẽ l à : x n 1 = (3.8) M e 2 Nếu n là số chẵn thì giá trị trung vị sẽ đ ược tính theo công thức tổng quát sau: x  xn / 21 n /2 = (3.9) M e 2 với [ n/2] là phần nguyên của n/2 x n /2 Trường hợp này có số trung vị, song không có vị trí của số trung vị. 5.1.4. Số trung bình nhân (trung bình hình học ) x g Đây là giá trị dùng biểu thị nhịp điệu tăng trưởng một chỉ tiêu nào đó trong thời gian nghiên cứu. Trung bình nhân được tính theo công thức sau: n  xi = = (3.10) x x x x..x x x... x x x n 1 2 i n g i 1 : trung bình nhân x g n: dung lượng mẫu xi : giá trị quan sát thứ i 5.2. Các tham số đại diện cho sự phân tán của mẫu Các tham số chỉ sự phân tán hay biến động của mẫu gồm: 5.2.1. Phương sai mẫu (s2) P hương sai được coi là tham số cơ bản nhất đại diện cho tính phân tán của dãy số liệu quan sát. Phương sai được tính bằng công thức: 2 n   xi x i 1 2 ở đây : n -1 gọi là bậc tự do mẫu (3.11) s= n 1 2  n  xi  x mi i 1 2 hoặc s = (3.12) n 1 31
5.2.2. Độ lệch chuẩn mẫu (s) Độ lệch chuẩn mẫu là tham số được tính từ phương sai m ẫu qua công thức : 2 s= (3.13) s 5.2.3. Độ lệch chuẩn của trung bình X h ay sai số chuẩn ( s X ) Độ lệch chuẩn của trung bình X tính bằng công thức: 2 s s = hay = (3.14) s s X X n n 5.2.4. Biên độ dao động của d ãy số liệu (Range) Biên độ dao động R l à chênh lệch giữa giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất trong dãy số liệu quan sát R= xmax - xmin (3.15) 5.2.5. Hệ số biến động (CV%) Đây là tham số thống kê cho phép so sánh mức độ biến động của nhiều mẫu khác nhau ở c ác chỉ tiêu nghiên cứu khác nhau. Do đó, hệ số biến động đ ược sử dụng phổ biến trong đánh giá kết quả nghiên cứu. Hệ số biến động đ ược tính như sau: s C V% = (3.16) x100 x ở đây: s : độ lệch chuẩn mẫu x : trung bình mẫu Thí dụ: Đã tính được chiều cao trung bình c ủa khóm với giống lúa P 4 l à 96cm. Song chưa biết đ ược mức độ biến động về chiều cao cụ thể. Vì vậy, có thể tính đ ược các tham số biến động của chiều cao cây P 4 theo công thức minh họa sau: 2 20   xi  x 95  96 2  102  962  ...  95  962 251  2 1 2 S= =   13.21053 cm 19 19 n1 Như vậy, phương sai về chiều cao 20 cây giống lúa P 4 là 13.21053(cm2) Độ lệch chuẩn của giống P 4 2 s 2  13.21053cm  3.635cm  3.6cm s= - Độ lệch chuẩn của số trung bình x s 3 .6 = s   0.805cm  0.80cm X n 20 32
3 .6 Hệ số biến động CV% = x100  3.75% 96 6. CÁC THAM S Ố ĐẶC TRƯNG CỦA SỐ LIỆU ĐỊNH TÍNH Các số liệu định tính (đặc trưng chất lượng) thư ờng đ ược biểu thị dư ới dạng tần số (số nguyên) ho ặc biểu thị dưới dạng tần suất hay tỷ lệ (%). Trong mẫu n cá thể đ ược chia th ành các lớp (nhóm) A; B; C... với các tần số tương ứng m1, m2, m3,..Các t ần suất m1 m m m ; f2 = 2 ; f3 = 3 .....fk = k f1 = n n n n Hay viết tổng quát số liệu định tính thứ i có tần suất f1 và mi fi = (3.17) n Để đánh giá mức độ xuất hiện nhiều hay ít của một đặc tr ưng định tính nào đó, các nhà thực nghiệm thường sử dụng tần suất mi fi = n Hoặc tỷ lệ mi fi % = x 100 (3.18) n Đánh giá mức độ biến động của số liệu định tính, có thể sử dụng tham số độ lệch chuẩn (sp). sp gọi là độ lệch chuẩn của số liệu định tính, tham số này tính b ằng công thức sau: k f (3.19) sp  f 1  f 2  ...  f k  k k i i 1 Ở đây: f i : là tần suất của nhóm đinh tính thứ i k : là số nhóm định tính; i = 1,.....k Để thuận tiện có thể chuyển công thức tính độ lệch chuẩ n của số liệu định tính như sau: k 1 lg f1  ... lg fi  ...lg fk   1  lg f i (3.20) lg s p  k k i1 Dựa vào số nhóm định tính đ ã phân chia có thể tính đ ược giá trị sp cực đại (spmax) như sau: 33
Bảng 6.3. Độ lệch chuẩn cực đại trong số liệu định tính Số nhóm k Giá trị spmax Số nhóm k Giá trị spmax 2 0.500 (50,0%) 5 0,200 (20,0%) 3 0,333(33,3%) 6 0,167 (16,7%) 4 0,250 (25,0%) 7 0,143(14,3%) Giá trị spmax phụ thuộc vào số lớp (nhóm) phân chia và sự biến động của chúng. Với số liệu định tính cũng có thể tính được hệ số biến động theo công thức sau sp C V%= (3.21)  100 s p max Trong trường hợp dung lượng mẫu n đủ lớn (n  120) có thể dùng đ ộ lệch chuẩn của trung bình số liệu định tính s p  sp (3.22) sp  n 7. MỘT SỐ QUY TẮC VỀ L ÀM TRÒN SỔ TRONG TÍNH TOÁN Kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm là những giá trị ngẫu nhiên và đ ộc lập. Vì vậy, khi tính toán cần thiết phải có những nguyên tắc vừa đảm bảo tính chính xác vừa đảm bảo ý nghĩa của các giá trị ở mẫu đại diện. 7.1. Con số có ý nghĩa Nghiên c ứu thực nghiệm chỉ có thể thực hiện ở một mẫu với dung lư ợng mẫu n, trong đó các giá trị xi là độc lập và ngẫu nhiên. Do đó, khi tính toán các tham số thống kê cần thiết, kết quả cuối c ùng sẽ có những giá trị lẻ (nhiều số thập phân). Song kết quả cuối cùng cũng nên chỉ chấp nhận con số có ý nghĩa (lưu ý ở phần chữ số thập phân) bằng với các giá trị quan sát xi hay các giá trị trong phép tính. Điều này vừa đảm bảo tính chính xác vừa đảm bảo ý nghĩa các chỉ ti êu nghiên cứu trong thực tế. Thí dụ: Theo dõi một mẫu có n = 12 cây cà chua vụ xuân hè với giống số 48 tại Từ Liêm - Hà Nội năm 2002 Các kết quả quan sát chiều cao cây sau trồng 45 ng ày như sau (cm) 59,0 59,3 61,0 55,1 61,5 63,7 68,5 62,7 57,8 60,0 61,2 62,0 731,9 Như vậy chiều cao trung bình x   60,99167 cm 12 34
Tuy nhiên, các xi quan sát chỉ lấy một số lẻ (chính xác 1/10 cm). Vì vậy, nếu lấy 3 con số có nghĩa l à x  61,0 cm Thí dụ: Theo dõi số hạt trên bông lúa vụ xuân của 10 bông lấy mẫu, các giá trị quan sát là: 102 115 129 105 101 100 95 108 102 104 Vậy khi tính số hạt bình quân của một bông t a được giá trị tính toán 1061  106,1 h ạt/bông x 10 Song số hạt của một bông lại là số nguyên, không có số lẻ khi quan sát. Do đó, chỉ nên l ấy giá trị bình quân là số nguyên sẽ có ý nghĩa, như vậy số hạt bình quân của một bông l à x  106 hạt. Tuy nhiên cũng có thể giữ nguyên x  106,1 hạt/bông vì khi tính trung bình có thể lấy thêm một số lẻ và độ lệch chuẩn s lấy 2 số lẻ. 7.2. Cách làm tròn số (quy tắc xấp xỉ) Sau khi đ ã xác định đ ược số chữ số có nghĩa phải tiến h ành làm tròn số. Quy định chiều cao cây lấy chính xác tới 1/10 (cm), do đó kết quả cuối c ùng sẽ lấy thêm một số thập phân. Giả sử x  125,543 cm, chỉ quy định lấy một số lẻ, vì vậy x  125,5 cm ho ặc nếu có trung bình x  106,876 cm  x  106,9 cm. B ài tập: 1. Theo dõi chiều cao của lúa Khang dân 18 vụ xuân giai đoạn đẻ nhánh ta có các số liệu sau (cm): 21; 20; 23; 20; 19; 20; 18; 23; 24; 22; 26; 24; 22; 25; 21; 23; 23; 26; 22; 22; 26; 28; 20; 21; 26; 21; 20; 24; 23; 23; 23; 22; 22; 18; 19; 19. a) Tính trung bình  x  của chiều cao cây với giống Khang dân 18 và vẽ đồ thị phân phối tần suất cuả chỉ tiêu. b) Hãy tính tham số khác như (số mode, trung vị, phương sai, độ lệch chuẩn, độ lệch chuẩn của số bình quân và hệ số biến động). 2. Điều tra bệnh đạo ôn hại lúa ở 105 khóm lúa có kết quả sau: Không bị bệnh: Bệnh hại nhẹ: 40 khóm 25 khóm ; Bệnh hại trung bình: Bệnh hại nặng: 25 khóm ; 15 khóm a) Hãy tính t ần suất (tỷ lệ) bị bệnh ở các mức khác nhau trong mẫu nghiên cứu. b) Hãy tính các tham số như: độ lệch chuẩn, hệ số biến động của dãy số bên trên. 35