Ứng dụng tin học trong công nghệ sinh học

3/6/2011

B tảí kh i hồn tồn ngẫu nhiên – Randomized
Complete Block Design (RCBD)

Kh i Hoàn Toàn Ngẫu Nhiên
Randomized Complete Block
Design (RCBD)

RCBD

 Trong RCBD, các đơn v thí nghiệm đ ợc tậạ hợạ
thành từng kh i sao cho:
- Các đơn v thí nghiệm trong cùng kh i thì có tính
chất đồng đều v i nhau hơn so v i tổng thể
- S đơn v thí nghiệm trong mỗi kh i = s nghiệm
thức (mỗi kh i có đầy đ tất c các nghiệm thức)
 Các nghiệm thức đ ợc b trí ngẫu nhiên vào các
đơn v thí nghiệm trong mỗi kh i
 Đặc điểm: các nghiệm thức đ ợc b trí trong cùng
m t điều kiện hoàn c nh và lậạ l i trong cùng m t
điều kiện hoàn c nh khác  S kh i = s lần lặạ l i.
1

2

RCBD

Chú ý
Kỹ thuật bố trí khối:
 Mục đích chủ yếu của khối là làm giảm sai số thí

nghiệm bằng cách loại trừ sự biến động của những
nguồn biến động được biết của các đơn vị thí nghiệm.
 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. Chỉ có biến động trong cùng
một khối mới gây ra sự sai số thí nghiệm lớn. Sự lặp lại
khối hiệu quả khi diện tích thí nghiệm có sự biến
động được ước đoán trước.

RCBD

Độ tự do sai số:

(t-1) x (r-1)  12

Trong đó:
t : nghiệm thức
r : lần lặp lại

3

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

4

RCBD

Trong ví dụ trên, mỗi diện tích thí nghiệm được chia làm
4 khối. Giả thuyết rằng chỉ có một hướng biến động dọc
theo chiều dài của khu vực thí nghiệm, dạng khối được
thiết kế dạng chữ nhật và vng góc với hướng biến
động.
Hướng biến động (chỉ theo một hướng)

Việc chọn ngẫu nhiên trong RCBD được áp dụng riêng lẻ
và độc lập cho mỗi khối.
TD: Thí nghiệm trên đồng với 6 nghiệm thức A, B, C, D E,
F và 4 lần lặp lại.
Khối I
RCBD

5

Khối II

Khối III
RCBD

Khối IV
6

1


3/6/2011

Bước 2: Chia nhỏ khối đầu tiên ra làm t lơ thí nghiệm (t là số
nghiệm thức) và bố trí t nghiệm thức ngẫu nhiên vào t lô theo
bất kỳ phương pháp bố trí ngẫu nhiên mơ tả trong phần
CRD.
Trong ví dụ này, khối I được chia nhỏ làm 6 lơ có cùng
kích thước và được đánh dấu lơ từ trên xuống dưới và từ trái
sang phải, rồi bố trí 6 nghiệm thức ngẫu nhiên vào 6 lô. Rồi
lần lượt thực hiện cho cả 4 khối

C E

A

C

F

A

E

B

D

E

D

B

D

C A

F

A

B

F

E

C

D B

Khối III

Khối IV

Khối I

Khối II

2

Loại đầu đo (nghiệm thức)

A

B

C

D

9.3

9.4

9.2

9.7

9.4

9.3

Phân tích variance (ANOVA)
Có 3 nguồn biến động trong kiểu bố
trí RCBD đó là nghiệm thức, lặp lại
(hay khối) và sai số nghiệm thức.
Chú ý rằng trong kiểu bố trí RCBD
nhiều hơn kiểu bố trí CRD một nguồn
biến động thể hiện sự biến động giữa
các khối

7

Ví d : Phân tích đ cứng c a s n ạhẩm (N) ứng v i 4
lo i đầu đo t i 4 v trí khác nhau trên bánh (cho Ftra =
3,86):

1



F

RCBD

Vị trí
đo
(khối)



9.4

CốC B

9.9

9.8

9.5

10.0

4

10.0

9.9

9.7

10.2

C PHÂN TÍCH

B c 1: Nhóm các s liệu theo nghiệm thức và lặạ l i.
Tính các tổng Ti c a các nghiệm thức, tổng Ri c a các
lần lặạ l i, tổng toàn b G và các giá tả trung bình c a
các nghiệm thức
Vị trí đo
(khối)

A

B

C

D

1

9.3

9.4

9.2

9.7

2

9.4

9.3

9.4

9.6

3

9.9

9.8

9.5

10.0

4

10.0

9.9

9.7

10.2

9.6

3

8

RCBD

Loại đầu đo (nghiệm thức)
Tổng Ri

Tổng Ti
Trung bình XTi
Tổng chung G
Trung bình chung
9

RCBD

CốC B

B

Nguồn
biến thiên

RCBD

CốC B

C PHÂN TÍCH

c 2: Đ a ra b ng phân tích ạh ơng sai
Đ tự
do (df)

Tổng bình Trung bình
bình ạh ơng
ạh ơng
(MS)
(SS)

F tính

B

10

C PHÂN TÍCH

c 3: Tính các bậc tự do (df)

+ Đ tự do tổng c ng (dfT0) = r x t - 1

F tra
b ng

+ Đ tự do nghiệm thức (dfT) = t - 1
+ Đ tự do lặạ l i (dfR) = ả - 1

Lặạ l i (R)

+ Đ tự do sai s (dfE) = (ả - 1) x (t - 1)

Nghiệm
thức (T)

Đ tự do sai s cũng có thể đ ợc tính:

Sai s (E)

dfE = dfT0 - dfT - dfR

Tổng c ng
(T0)
RCBD

11

RCBD

12

2


3/6/2011

CốC B

C PHÂN TÍCH

CốC B

B c 4: Tính s hiệu ch nh (CF) và các lo i
tổng bình ạh ơng (SS)

CF 

SSR  

G2
r .t

r

i 1

SST0   x  CF

MST 

Ri2

 CF
t

SST
dfT
SSR
MSR 
dfR
SSE
MSE 
dfE

SSE  SST0  SST  SSR

n

i 1

C PHÂN TÍCH

B c 5: Tính các trung bình bình ạh ơng (MS)
cho mỗi nguồn biến đ ng

2
ij

SST  

Ti 2
 CF

i 1 r
t

13

RCBD

CốC B

C PHÂN TÍCH

CốC B

B c 6: Tính tả s Fnghiệm thức để kiểm tra mức ý
nghĩa khác nhau giữa các cơng thức

FT 

B

14

RCBD

C PHÂN TÍCH

Bước 8: Điền các giá trị tính được vào bảng
phân tích phương sai
Nguồn
biến thiên

MST
MSE

Đ tự
do (df)

Tổng bình Trung bình
bình ạh ơng
ạh ơng
(MS)
(SS)

F tính

F tra
b ng

Lặạ l i (R)
Nghiệm
thức (T)

c 7: Tìm giá tả F(α,dfT, dfE) trong b ng F

Sai s (E)
Tổng c ng
(T0)

RCBD

CốC B

15

C PHÂN TÍCH

RCBD

CốC B

B c 9: So sánh các giá tả FT v i F tra b ng
mức ý nghĩa khác nhau

các

- Nếu FT>Fα,dfT,dfE thì có sự khác biệt giữa các
nghiệm thức thí nghiệm ( mức ý nghĩa α)

C PHÂN TÍCH

B c 10: Tính trung bình tồn b và hệ s biến
đ ng CV%

X

G
n

CV % 

RCBD

17

16

MSE
x100%
X

RCBD

18

3


3/6/2011

CV% ch ra đ chính xác khi so sánh các nghiệm thức và nó
là m t giá tả ch ra sự tin cậy c a thí nghiệm. Nó biểu th sai
s thí nghiệm thơng qua ạhần tảăm c a trung bình, vì vậy,
giá tả CV càng cao thì thí nghiệm càng ít có giá tả tin cậy.
CV% biến đ ng tuỳ theo lo i thí nghiệm, lo i cây tảồng, đặc
tính ghi nhận

XốC Đ NH NH H

Tính Fkhối để kiểm tra sự khác nhau giữa các
khối:

FR 

Giá tả CV% chấạ nhận đ ợc v i:
- thí nghiệm trong phịng
- thí nghiệm trong chậu, v i, nhà l
- năng suất lúa

≤ 1%
i

6- 8%

- các thí nghiệm phân bón

10- 12%
13- 15%
13- 15%

RCBD

19

NG C A KH I

RCBD

XốC Đ NH NH H

20

NG C A KH I

- Nếu RE < 1  Bố trí thí nghiệm theo kiểu
RCBD không hiệu quả
- Nếu RE > 1  Hiệu quả của phương pháp bố
trí thí nghiệm theo kiểu RCBD tăng lên so với
CRD
(RE – 1).100%

Khi bố trí khối tạo ra sự khác nhau lớn giữa
các khối  Xác định ý nghĩa của việc làm giảm
sai số thí nghiệm nhờ q trình lập khối thơng
qua việc tính giá trị RE (relative efficiency)

RE 

MSR
MSE

Nếu FR>Fα,dfR,dfE thì có sự khác biệt giữa các
khối thí nghiệm (ở mức ý nghĩa α)

≤ 5%

- các thí nghiệm thu c tảừ sâu
- các thí nghiệm thu c tảừ c

XốC Đ NH NH H

NG C A KH I

(r  1).MSR  r .(t  1).MSE
(r .t  1).MSE

Nếu dfE<20, giá trị RE nên được nhân với hệ
số K:

K

(r  1).(t  1)  1.t.(r  1)  3
(r  1).(t  1)  3.t.(r  1)  1
RCBD

21

RCBD

22

4