Chương 1

ĐẠI CƯƠNG VỀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM

Môn học: PPTNGV: Cao Phước Uyên Trân

Bố trí thí nghiệm là gì?

Bố trí thí nghiệm là lập kế hoạch về các bước cần tiến hành thu thập số liệu cho vấn đề chuẩn bị nghiên cứu

Cách thức: dựa trên yếu tố cần nghiên cứu đặt ra các nghiệmthức khác nhau. Những nguyên nhân hay yếu tố khác còn lạingoài nghiệm thức có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệmphải hạn chế đến mức tối đa.

Mục đích: có một kết luận chính xác vấn đề khoa học nào đóthông qua một số phương tiện thực nghiệm quan sát đo lường vớimột quy mô mẫu nhỏ và một chi phí tối thiểu để suy diễn cho tổngthể một cách tổng quát.

Một số khái niệm

1.1 Yếu tố thí nghiệm (factor)

1.2 Mức độ (level)

1.3 Nghiệm thức (treatment)

1.4 Lặp lại (replication)

1.5 Đơn vị thí nghiệm (unit)

1.6 Ngẫu nhiên hóa (randomization)

1.7 Chia Khối (Blocking)

1.1 Yếu tố thí nghiệm (factor)

Là một biến độc lập cần tìm hiểu hoặc nghiên cứu.

+ Biến định lượng: thể hiện một đại lượng (con số+đơn vị) các mức đạm của một loại thức ăn hỗn hợp, các liềulượng chích của một loại thuốc, các mức thời gian ủ của mộtmôi trường lên men, các mật độ hạt, các mức phân urê bóncỏ.…

+ Biến định tính: thể hiện một đặc tính các phươngpháp điều trị, các đường cấp thuốc, các loại kháng sinh, cácgiống heo, các giống cỏ…

1.2 Mức Độ (level)

Là các giá trị khác nhau của yếu tố thí nghiệm: có thể là loạihình hoặc trị số của biến độc lập.

+ Loại hình:

• - Yếu tố thí nghiệm là kháng sinh. Có 3 mức độ : Kanamycin; Terramycin; Oxytetramycin.

• - Yếu tố thí nghiệm là đường cấp thuốc 2 mức độ uống; chích.

• - Yếu tố thí nghiệm là giống heo 3 mức Yorkshire; Landrace; Duroc.

1.2 Mức Độ (level) (tt1)

Là các giá trị khác nhau của yếu tố thí nghiệm: có thể là loạihình hoặc trị số của biến độc lập.

+ Trị số:

• - Yếu tố thí nghiệm:năng lượng trao đổi trong thức ăn hỗn hợp. Có 3 mức độ : 2800 kcal/kg; 2900 kcal/kg, 3000 kcal/kg

• - Yếu tố thí nghiệm : thời gian ủ của một môi trường lên men3 mức độ 1 giờ; 3 giờ, 5 giờ.

• - Yếu tố thí nghiệm : mật độ nuôi gà trong chuồng4 mức độ:3 con/m2 ; 5 con/m2; 7 con/m2; 9 con/m2

1.3 Nghiệm thức (level)

Là mỗi mức độ của một yếu tố hay một tổ hợp mức độ củacác yếu tố thí nghiệm. Thường hay dùng khái niệm là lô.

* mỗi mức độ :

• - So sánh trọng lượng heo thịt lúc 180 ngày tuổi khi ăn thức ăn hỗn hợp với các năng lượng trao đổi : 2800 kcal/kg, 2900 kcal/kg và 3000 kcal/kg mỗi mức năng lượng trao đổi trong thức ăn là môt nghiệm thứccó 3 nghiệm thức (3 lô)

• - So sánh trọng lượng gà thịt công nghiệp lúc 6 tuần tuổi khi cho ăn thức ăn hỗn hợp với các mức đạm khác nhau: 19%, 21% và 23% mỗi mức đạm trong thức ăn là môt nghiệm thức.

1.3 Nghiệm thức (level) (tt1)

* mỗi mức độ (tt)

• - So sánh tỉ lệ chữa khỏi bệnh viêm vú bò qua 3 phương phápđiều trị khác nhau A, B và C mỗi phương pháp điều trị là môtnghiệm thức.

• - So sánh tỉ lệ tiêu chảy heo con qua 3 loại kháng sinh phòngbệnh: Neomycin, Chlortetracyclin, Streptomycin mỗi khángsinh phòng bệnh 1 nghiệm thức

1.3 Nghiệm thức (level) (tt2)

* Tổ hợp các mức độ

- So sánh thời gian chữa khỏi bệnh viêm tử cung heo nái qua 3loại kháng sinh (yếu tố kháng sinh): Kanamycin, Terramycin,Neomycin và qua 2 đường cấp (yếu tố đường cấp): uống vàchích:

Yếu tố Kanamycin Terramycin Neomycin

Uống Nghiệm thức 1 Nghiệm thức 2 Nghiệm thức 3

Chích Nghiệm thức 4 Nghiệm thức 5 Nghiệm thức 6

1.3 Nghiệm thức (level) (tt3)

* Tổ hợp các mức độ (tt)

So sánh tăng trọng của heo thịt qua 3 mức năng lượng traođổi 2800kcal/kg, 2900kcal/kg, 3000kcal/kg và 3 mức đạm thô17%, 18%, 19% trong thức ăn hỗn hợp:

Yếu tố NL2800 NL2900 NL3000

ĐT17% Nghiệm thức 1 Nghiệm thức 2 Nghiệm thức 3

ĐT18% Nghiệm thức 4 Nghiệm thức 5 Nghiệm thức 6

ĐT19% Nghiệm thức 7 Nghiệm thức 8 Nghiệm thức 9

1.4 Lặp lại (Replication)

Một con số quan sát đơn độc không có ý nghĩa gì về mặt

thống kê tức là về khả năng suy diễn tổng quát hóa.

Vd: trong một chuồng nuôi gà thịt:

- Bắt cân ngẫu nhiên 1 con nặng 2,2 kg không thể kết luận

gì về đàn gà thịt này cả.

- Bắt cân ngẫu nhiên 2 con, tính được trung bình thì kết

quả có ý nghĩa khác hẳn 2 con gà biểu thị 2 đơn vị của một

tổng thể nhiều con gà thịt, do đó có thể dùng phép tính xác suất

để ước lượng khoảng tin cậy chứa số trung bình thực.

1.4 Lặp lại (Replication) (tt1)

Cần lưu ý thế nào là lặp lại đích thực?

VD1:muốn biết số lượng vi khuẩn E. Coli (khuẩn lạc/g mẫu) trong sảnphẩm chả lụa của nhà máy Vissan và của một cơ sở tư nhân X đượcbán tại các chợ ở TPHCM

- Lấy mẫu sản phẩm chả lụa của 2 cơ sở sản xuất tại các chợ trên địabàn quận Thủ Đức-TPHCM, mỗi cơ sở lấy 10 mẫu đem phân tích. Kếtquả số lượng vi khuẩn E. Coli (khuẩn lạc/g mẫu) trung bình của chả lụanhà máy Vissan là 45, của cơ sở tư nhân X là 58.

Xử lý thống kê và kết luận sản phẩm chả lụa được bán tại các chợ ởTPHCM của Vissan có số vi khuẩn E. Coli thấp hơn so với của cơ sở tưnhân X .(Kết luận không hợp lí)

Thực ra, đây chỉ so sánh chất lượng sản phẩm chả lụa của 2 cơ sởnày ở địa bàn quận Thủ Đức mà thôi.

1.4 Lặp lại (Replication) (tt2)Cần lưu ý thế nào là lặp lại đích thực?

VD2: muốn so sánh khả năng tăng trọng của heo thịt của 2 giốngheo Duroc và Yorkshire:

- Tại trại thực tập thuộc khoa Chăn Nuôi Thú Y, trường Đại HọcNông Lâm thành phố Hồ Chí Minh: cân trọng lượng lúc 6 tháng tuổicủa 3 heo Duroc là 85kg, 90kg, 95kg và của 3 heo Yorkshire là 80kg,85kg, 90kg.

- Xử lý thống kê cho thấy trọng lượng trung bình lúc 6 tháng tuổicủa giống heo Duroc là 90 kg và của heo Yorkshire là 85 kg

- Kết luận giống heo Duroc có năng suất thịt cao hơn so với giốngheo Yorkshire (kết luận chưa hợp lí)

1.4 Lặp lại (Replication) (tt3)

Cần bao nhiêu lần lặp lại?

Tùy theo tính chất của vấn đề nghiên cứu, kinh nghiệmđối với vấn đề nghiên cứu và yêu cầu chính xác cần đạt.

* Trong chăn nuôi thú y:

Tăng số lần lặp lại (thú, mẫu thức ăn, mẫu bệnh phẩm,dĩa petri, ống nghiệm chứa khuẩn lạc…) thí nghiệm càng tăng độchính xác nhưng rất tốn kém chi phí thí nghiệm.

1.4 Lặp lại (Replication) (tt4)

Cần bao nhiêu lần lặp lại?

-Nghiên cứu số liệu trên từng cá thể thú:

+ Một nghiệm thức theo ý nghĩa không gian nên được lặp lạitối thiểu đối với gà thịt là 100 con, gà đẻ là 60 con, heo thịt là 30 con,heo nái sinh sản là 15 con, heo đực giống là 5 con, bò thịt là 10 con,bò sữa 15 con, 3 mẫu thức ăn, 3 mẩu máu…

+ Một nghiệm thức theo ý nghĩa thời gian nên được lặp lại tốithiểu 3 lần (đợt, thời điểm, ngày, tuần, tháng..).

1.4 Lặp lại (Replication) (tt5)

Cần bao nhiêu lần lặp lại?

- Tùy theo thí nghiệm cụ thể mà lần lặp lại có sự khác nhau :

Vd: một lô thí nghiệm có 12 con gà cân trọng lượng từng con lúc 1ngày tuổi và kết thức lúc 42 ngày tuổi. Như vậy lô thí nghiệm nàyđược lặp lại ngẫu nhiên 12 lần với 12 số liệu trọng lượng 1 gà theodõi.

Tuy nhiên, ta có thể lặp lại cho lô thí nghiệm:

+ 12 gà bố trí ngẫu nhiên trong 4 lồng (3 gà/lồng). 3 gà trongmỗi lồng được cân chung và tính trung bình 1 gà cho mỗi lồng. Nhưvậy lô thí nghiệm này được lặp lại ngẫu nhiên 4 lần (lồng) với 4 sốliệu trọng lượng 1 gà theo dõi (là số liệu trung bình của 4 gà).

1.4 Lặp lại (Replication) (tt5)

Cần bao nhiêu lần lặp lại?

* Trong trồng trọt:

Tăng số lần lặp lại (ô thí nghiệm có diện tích đất nhỏ) củamột nghiệm thức thì độ chính xác của thí nghiệm sẽ gia tăngnhiều hơn so với tăng diện tích đất ô thí nghiệm mà số lần lặp lạiít.

trong trồng trọt số lần lặp lại nên ít nhất là 3 và thườngnhất từ 3 - 5 lần.

1.5 Đơn vị Thí nghiệm (Unit)

• Là mỗi lần lặp lại của 1 nghiệm thức

* Đơn vị thí nghiệm mang ý nghĩa không gian: con thú, mẫu bệnh phẩm, ống nghiệm, đĩa petri, hũ, bình đựng vi sinh vật, sản phẩm lên men…trong phòng thí nghiệm trong chăn nuôi thú y. Ô đất, củ quả, bụi cỏ, lúa..trong trồng trọt.

* Đơn vị thí nghiệm mang ý nghĩa thời gian: gồm các kết quảcó được do đo lường liên tiếp qua nhiều thời điểm từ 1 đơn vị thí nghiệm mang ý nghĩa không gian như giờ, ngày, tuần, tháng.…

1.5 Đơn vị Thí nghiệm (Unit) (tt1)

+ Kích thước (độ lớn) của 1 đơn vị thí nghiệm: được lựa chọn dựa trên kiến thức và kinh nghiệm sao cho sai số giữa các đơn vị thí nghiệm có thể chấp nhận được.

* Đối với đơn vị mang ý nghĩa không gian

Trong chăn nuôi thú y: có thể từ 1 - 20 gà, 1-10 con heo, 1 - 3 con bò, 1-3 ống nghiệm, 1-3 dĩa petri, 1-3 mẫu bệnh phẩm v.v…

Trong trồng trọt: có thể là 1 ô đất diện tích tùy trường hợp từ 1m2 - 200 m2 để trồng cỏ, bắp, lúa, rau củ, các loại cây công nghiệp, 1-3 bụi lúa, 1-3 con hay 1-3 nhóm côn trùng, 1-3 mẫu bệnh phẩm trên cây, lá, v.v…

1.5 Đơn vị Thí nghiệm (Unit) (tt2)

* Đối với đơn vị mang ý nghĩa thời gian

Trong chăn nuôi thú y và trồng trọt: thu thập liên tiếp tùy theo thựctế nghiên cứu mà có khoảng cách hợp lý cách 1 giờ, 3 giờ, 6 giờ hoặc1 ngày, 2 ngày, 3 ngày, 1 tuần, 2 tuần, 3 tuần, 1 tháng, 2 tháng, 3tháng, 6 tháng… để có một sự thay đổi vừa phải về các chỉ tiêu quansát.

Với chỉ tiêu sinh khối của vi sinh vật cân đo kết quả: 3 giờ/ lần.

Với gà thịt nên cân trọng lượng sống cách nhau mỗi tuần nhưng đốivới heo thịt nên cân trọng lượng sống cách nhau mỗi tháng, với bò thịtcân cách nhau mỗi từ 3 đến 6 tháng…

Với các giống cỏ có tốc độ sinh trưởng nhanh nên cắt lần đầu vàmỗi lần sau đó là 3 tháng, với các giống cỏ có tốc độ sinh trưởngchậm là 6 tháng…

1.6 Ngẫu nhiên hóa (randomization)

Tránh thành kiến của người làm thí nghiệm

Để các xử lý tính toán các số liệu sau này có giá trị vì cácphương pháp phân tích thống kê đều dựa vào các qui luậtcủa các phân phối xác xuất ngẫu nhiên.

Tuy nhiên, cần lưu ý là phải ngẫu nhiên hóa đích thực?

VD: đánh giá trọng lượng gà thịt nuôi đạt yêu cầu haykhông? Vào chuồng gà thịt, liếc mắt nhìn rồi bắt ra 3 conhoặc nhắm mắt quơ tay bắt đại 3 con, gặp 3 lớn, nhỏ?.Cách chọn như vậy không phải là ngẫu nhiên hóa đích thực.Chọn ngẫu nhiên chính quy nhất là đánh số từng con trongchuồng và dùng phiếu đánh số bốc rút thăm hoặc chọn từbảng ngẫu nhiên (phụ lục 1).

1.7 Chia Khối (Blocking)

Khi nguyên vật liệu không có tính đồng nhất, địa điểm và thờiđiểm thí nghiệm có nhiều thay đổi, phải chia ra thành từngkhối (nhóm) để tăng độ chính xác cho thí nghiệm:

- Các đơn vị thí nghiệm trong 1 khối phải được đồng đềuvới nhau hơn so với các đơn vị ở các khối khác

- Mỗi khối phải có đầy đủ các nghiệm thức.

1.7 Chia Khối (Blocking) (tt1)

Khối có ý nghĩa theo không gian:

Trong chăn nuôi thú y: khối có thể là mức trọng lượng củathú thí nghiệm, heo nái đẻ, lứa đẻ, dãy chuồng nuôi, vị trí lấy mẫu,địa điểm, thí nghiệm….

Trong trồng trọt: khối có thể khu đất có độ phì nhiêu hayđộ dốc hoặc hướng khác nhau, kích cỡ cây, bụi, địa điểm thínghiệm….

Khối có ý nghĩa theo thời gian:

Khối có thể là đợt thí nghiệm, thời điểm lấy mẫu đo lường…

Câu hỏi và thảo luận