Thiết kế thí nghiệm và phân tích số liệu trong nuôi trồng thủy sản

Lê Anh Tuấn, PhD.
Khoa Nuôi trồng Thủy sản
Đại học Nha Trang
Nội dung môn học
 Chủ đề 1. Những vấn đề cơ bản liên quan đến thống kê
trong nuôi trồng thủy sản
 Chủ đề 2. Xác định vấn đề và xây dựng giả thuyết
nghiên cứu trong lĩnh vực NTTS.
 Chủ đề 3. Thiết kế thí nghiệm trong lĩnh vực NTTS
 Chủ đề 4. Thu và lưu trữ số liệu
 Chủ đề 5. Phân tích số liệu
 Chủ đề 6. Viết và công bố một báo cáo khoa học
©1: Những vấn đề cơ bản liên quan
đến thống kê trong nuôi trồng thủy sản
 1.1 Giới thiệu về thống kê thực nghiệm
 1.2 Các đơn vị trí nghiệm trong NTTS
 1.3 Tính đúng đắn của số liệu và phân tích thăm dò
 1.4 Các điểm hội tụ và tính biến thiên
1.1 Giới thiệu về thống kê thực nghiệm
1.1.1 Lịch sử và định nghĩa (1)
 Từ “thống kê”, tiếng Anh là “statistics” xuất phát từ
tiếng Latin “state”, nghĩa là chính quyền.
 Ở dạng danh từ số nhiều (statistics), thuật ngữ này có
nghĩa là các số lượng được tính toán hoặc được ước
tính – các số liệu thống kê, ví dụ các số liệu thống kê
của FAO về sản lượng gạo, sản lượng nuôi trồng thủy
sản.
 Ở dạng danh từ số ít (statistic), nó có nghĩa một số
liệu (datum) hoặc sự kiện bằng số (numerical fact)
1.1 Giới thiệu về thống kê thực nghiệm
1.1.1 Lịch sử và định nghĩa (2)

 Định nghĩa đơn giản nhất cho rằng Thống kê học là một
nhánh của Toán học bàn về việc thu thập, phân tích và diễn
giải các số liệu.
 Thống kê học là ngành khoa học về số liệu dựa vào sự biến
thiên trong tự nhiên; hoặc, là khoa học về phân tích số liệu
và rút ra kết luận có xem xét đến sự biến thiên.
 Sự biến thiên về số liệu có nghĩa là có những vùng xám. Để
diễn tả các vùng xám, các nhà nghiên cứu thường sử dụng
các thuật ngữ hầu như, cao hơn, thấp hơn, một vài, hoặc
khá hơn…
 Nhưng truyền đạt như thế sẽ mơ hồ! Những ai có hiểu
biết về thống kê ít nhất sẽ sử dụng tỷ lệ phần trăm hoặc xác
suất.
1.1 Giới thiệu về thống kê thực nghiệm
1.1.1 Lịch sử và định nghĩa (3)
 Thống kê mô tả sử dụng số liệu để thông báo hoặc mô tả
hiện trạng hoặc tình hình.
 Trong Thống kê suy diễn, số liệu được sử dụng để thực
hiện việc suy diễn, đưa ra quyết định hoặc rút ra kết luận
dựa vào đặc điểm của các mẫu hoặc các phần của một tổng
thể.
 Knud-Hansen (1997) cho rằng thống kê là một quá trình
quy nạp mà ở đó các nỗ lực để hiểu được tổng thể dựa trên
việc khảo sát các thành phần đại diện (các mẫu) thông qua
thu mẫu và thực nghiệm.
 Vì thế, thống kê cũng có thể được xem là một nghệ thuật
của việc thu thập, trình bày, mô tả và diễn giải các số liệu
nhằm hiểu được thế giới và giải quyết các vấn đề.
1.1 Giới thiệu về thống kê thực nghiệm
1.1.2 Thống kê sinh học

 Các nỗ lực để định nghĩa từ thống kê (statistics) đ~ từng được
thực hiện dựa trên tính ứng dụng của nó.
 Thống kê đối với các ngành khoa học sinh học (Biological
sciences) thường được định nghĩa là Thống kê sinh học
(Biometry).
 Từ biometry được ghép từ hai từ: bio có nghĩa là sự sống và
metron có nghĩa là sự đo lường. Nói một cách nôm na, từ
biometry có nghĩa là đo lường các sinh vật.
 Nó cũng được đề cập với tên gọi “Bio-statistics”, nghĩa là áp dụng
các phương pháp thống kê vào việc giải quyết các vấn đề sinh
học.
 Francis Galton, người anh em họ của Charles Darwin, từng
được xem là cha đẻ của ngành Thống kê sinh học (Biometry).
 Những học giả khác đóng góp vào ngành học này gồm có Karl
Pearson (1857-1936) và Ronald Fisher (1890-1962).
1.1 Giới thiệu về thống kê thực nghiệm
1.1.3 Phạm vi ứng dụng: - các ngành khác
 Ngoài thống kê sinh học, Thống kê còn được ứng
dụng trong nhiều ngành khác nhau, hình thành nên
các chuyên ngành hẹp như:
 Thống kê xã hội học (Sociometrics),
 Thống kê kinh tế học (Econometrics),
 Thống kê tâm lý học (Psychometrics),
 Thống kê hóa học (Chemometrics), và
 Thống kê lâm nghiệp (Forest Biometrics).
 Còn có nhiều lĩnh vực khác nữa đang sử dụng thống
kê như một hợp phần thiết yếu trong các ngành này.
1.1 Giới thiệu về thống kê thực nghiệm
1.1.3 Phạm vi ứng dụng: - ngành NTTS
 Mặc dù nghề nuôi cá có lịch sử trên 4000 năm, nhưng

các số liệu của FAO cho thấy sự tăng trưởng thật sự
của ngành này mới chỉ bắt đầu sau thập kỷ 1980.
 Nuôi trồng thủy sản đ~ trở thành một trong những
ngành sản xuất thực phẩm có tốc độ tăng trưởng
nhanh nhất (>10%/năm).
 Nhu cầu của thế giới ước khoảng 80 triệu tấn thủy sản
(gần gấp đôi mức hiện nay) vào năm 2050.
1.1 Giới thiệu về thống kê thực nghiệm
1.1.3 Phạm vi ứng dụng: - ngành NTTS
 Nhu cầu bức thiết cần nghiên cứu trong các lĩnh vực khác nhau:
 Các vấn đề môi trường do nuôi trồng thủy sản;
 Giới thiệu các loài mới đe dọa các loài bản địa;
 Phát triển các kỹ thuật sản xuất giống, ương nuôi các loài bản địa;
 Các vấn đề về bệnh;
 Phát triển thức ăn giá thấp từ nguyên liệu sẵn có của địa phương;
 Thay thế bột cá, dầu cá trong thức ăn viên;
 Nghiên cứu hiệu quả kinh tế nghề nuôi thủy sản;
 Nghiên cứu về chuyển giao/tiếp nhận công nghệ và các thí nghiệm
tại trại có sự tham gia;
 An toàn và chất lượng thực phẩm.
 Hiện nay, khá nhiều người nghiên cứu và thẩm định nghiên cứu
trong ngành nuôi trồng thủy sản thiếu tri thức và kỹ năng thống
kê. Ngành nuôi trồng thủy sản nói chung sẽ chịu thiệt thòi chính
vì điều này
1.2 Các đơn vị thí nghiệm trong NTTS
1.2.1 Khái niệm
 Đơn vị thí nghiệm là những đối tượng hoặc nơi mà các
nghiệm thức được phân bổ.
 Hay nói cách khác, đơn vị thí nghiệm là một lần lặp lại
của một nghiệm thức.

 Đơn vị thí nghiệm có thể mang ý nghĩa
 theo không gian, như các ao trồng rong, các bể nuôi cá,
các loại máy thí nghiệm cùng một lúc… hoặc
 theo thời gian, như các lần đo năng suất liên tiếp trên
cùng một máy thu rong…
1.2 Các đơn vị thí nghiệm trong NTTS
1.2.2 Các loại đơn vị thí nghiệm:
- bể sinh vật cảnh
 Thí nghiệm quy mô nhỏ.
 Dễ lắp đặt và vận hành.
 Không bị hạn chế bởi phương tiện,
thiếu sự lặp lại (replication), hoặc số
nghiệm thức (treatment).
 Các bể nhỏ này có thể được bố trí
trên các giá đặt chồng lên nhau để tiết
kiệm không gian.
 Kiểm soát tốt các yếu tố môi trường.
 Phần lớn các thí nghiệm liên quan
đến sản xuất giống và một số thí
nghiệm dinh dưỡng và thức ăn được
tiến hành với các đơn vị thí nghiệm
dạng này.
 Kết quả của các thí nghiệm trong các
bể sinh vật cảnh có hạn chế khi ứng
dụng ở quy mô thương mại.
1.2 Các đơn vị thí nghiệm trong NTTS
1.2.2 Các loại đơn vị thí nghiệm:
- bể
 Hình tròn, vuông, hoặc chữ nhật.
 Bể xi-măng, bể thủy tinh sợi.

 Kiểm soát các yếu tố môi trường dễ hơn
so với trong ao, lồng, đăng chắn.
 Việc xây bể có thể sẽ tốn kém.
 Nếu các bể thí nghiệm được cung cấp
cùng một nguồn nước được tuần hoàn
(RAS), thì sự biến thiên về các thông số
chất lượng nước, ngoại trừ nhiệt độ sẽ rất
thấp.
 Trong khi đó, các bể ngoài trời không có
tuần hoàn nước sự biến thiên sẽ rất lớn.
 Các bể gần với các bức tường và mương
cấp nước có thể ảnh hưởng các thông số
chất lượng nước và do đó ảnh hưởng đến
sinh trưởng và tỷ lệ sống của cá.
 Vì vậy, các thông số chất lượng nước của
từng bể phải được kiểm tra và đo đạt.
1.2 Các đơn vị thí nghiệm trong NTTS
1.2.2 Các loại đơn vị thí nghiệm:
- ao đất
 Hệ thống nuôi rẻ và phổ biến nhất ở
nhiều nước và lãnh thổ.
 Kết quả nghiên cứu từ các thí nghiệm
trong ao đất có thể áp dụng trực tiếp
và có tính ứng dụng lớn.
 Kích cỡ ao sử dụng thay đổi tùy mục
đích nuôi và diện tích đất sẵn có.
 Ao ương có thể có diện tích từ 50 đến
200 m
2
, trong khi đó ao nuôi thương

phẩm có thể thay đổi từ 500 m
2
đến 1
ha, hoặc thậm chí lớn hơn.
 Ao là đơn vị thí nghiệm trong các
nghiên cứu thì không nên lớn quá vì
liên quan kinh phí cho việc lặp lại.
Thông thường ao có diện tích 50 - 100
m
2
dành cho các thí nghiệm về ương
giống và ao có diện tích 200 - 500 m
2
dành cho các thí nghiệm về nuôi
thương phẩm là thích hợp.
1.2 Các đơn vị thí nghiệm trong NTTS
1.2.2 Các loại đơn vị thí nghiệm:
- Lồng: lồng trong ao
 Không phải lúc nào cũng dễ tiến
hành thí nghiệm nuôi cá trực tiếp
trong ao với mỗi ao là một lần lặp.
 Người ta thường phân ao thành
nhiều đơn vị thí nghiệm bằng
cách bố trí hệ thống các giai hoặc
lồng.
 Có thể có những khác biệt về điều
kiện môi trường nuôi từ khu vực
gần bờ ao đến khu vực giữa ao.
 Vì thế việc phân khối (block) theo
hàng thường được thực hiện

nhằm tách biệt sự biến thiên do
nguyên nhân này khi phân tích
thống kê.
 Nếu cùng một thí nghiệm nhưng
được tiến thành trên nhiều ao thì
mỗi ao phải được xem là một
khối.
1.2 Các đơn vị thí nghiệm trong NTTS
1.2.2 Các loại đơn vị thí nghiệm:
- Lồng: lồng trong hồ
 Hồ tự nhiên và hồ chứa do có kích
thước lớn nên nhiều đơn vị thí
nghiệm có thể được bố trí trong cùng
một thủy vực. Đ}y là điều thuận lợi
khi áp dụng thiết kế ngẫu nhiên hoàn
toàn (CRD).
 Những lồng ở gần bờ hồ có thể có
những khác biệt với những lồng ở xa
hơn về ánh sáng hoặc bóng
râm…Trong trường hợp đó, các lồng
nên được bố trí thành hàng dọc theo
bờ hồ và mỗi hàng được coi là một
khối. Lúc này thiết kế khối ngẫu
nhiên đầy đủ (RCBD) là thích hợp.
 Nếu nơi tiến hành thí nghiệm gần
nguồn nước hoặc gần khu vực có các
hoạt động của con người như thuyền
qua lại thì cần phải lập thêm khối.
Nghĩa là phân khối 2 hướng (LSD).
1.2 Các đơn vị thí nghiệm trong NTTS

1.2.2 Các loại đơn vị thí nghiệm:
- Lồng: lồng trên biển
 Các lồng nuôi biển thường có kích thước
khá lớn (tối thiểu là 3 x 3 x 4 m), đối tượng
nghiên cứu thường có giá rất cao.
 Các giai hình trụ (R = 0.5 m; H = 0.5 m)
hoặc hình hộp chữ nhật (1 x 1 x 0.5 m) cỡ
0.4-0.5 m
3
được dùng làm các đơn vị thí
nghiệm.
 Do trao đổi nước hoặc ảnh hưởng của
sóng gió có thể khác nhau giữa các giai ở
phía rìa và các giai ở bên trong của bè, mỗi
hàng giai dọc theo rìa bè nên được xem là
một khối.
 Nếu nơi tiến hành thí nghiệm gần khu vực
có các hoạt động của con người như
thuyền qua lại thì cần phải lập thêm khối.
Nghĩa là phân khối 2 hướng như trường
hợp của lồng trong hồ tự nhiên và hồ chứa
như đ~ nói ở trên
1.2 Các đơn vị thí nghiệm trong NTTS
1.2.2 Các loại đơn vị thí nghiệm:
- Các loại đơn vị thí nghiệm khác
 Trong ngành nuôi trồng thủy
sản còn có những đơn vị thí
nghiệm khác tùy thuộc vào
tính đặc thù của đối tượng
nghiên cứu.

 Chẳng hạn như:
 hộp lồng Petri trong nuôi cấy
vi sinh vật,
 các túi ny-lon trong nuôi vi
tảo…
1.3 Tính đúng đắn của số liệu và
phân tích thăm dò
1.3.1 Tầm quan trọng
 Phân tích thăm dò ám chỉ việc xác định bất kỳ dấu hiệu
hoặc xu hướng nào đó cũng như chỉ ra bất kỳ sai lệch nào
của các tập hợp số liệu.
 Trong quá trình thu thập số liệu có thể có những sai sót vì
thế số liệu cần phải được kiểm tra cẩn thận trước, trong và
sau khi nhập liệu.
 Bất kỳ số liệu nào có giá trị cực đoan, quá lớn hoặc quá bé
cần phải được xem xét, kiểm chứng để điều chỉnh hoặc
loại bỏ đi.
 Phân tích thống kê đầy đủ chỉ nên bắt đầu khi nhà nghiên
cứu tin chắc rằng không có bất kỳ sai sót hoặc các giá trị
cực đoan nào.
1.3 Tính đúng đắn của số liệu và
phân tích thăm dò
1.3.2 Tính đúng và chính xác của số liệu
 Tính chính xác (accuracy) ám
chỉ tình trạng ở gần của một số
đo so với giá trị thực hoặc giá trị
kỳ vọng của biến.
 Tính đúng(precision) ám chỉ sự
gần nhau của các số đo qua các
lần lặp.

 Vì một yếu tố nào đó ảnh hưởng
trong quá trình cân đo, có thể có
trường hợp các số liệu thu được
qua các lần lặp gần nhau nhưng
chúng không chính xác do xa với
giá trị kỳ vọng.
 Trong quá trình thu số liệu
chúng ta cần phải đảm bảo cả
tính chính xác và tính đúng của
số liệu: TRÚNG!
1.3 Tính đúng đắn của số liệu và
phân tích thăm dò
1.3.3 Các chữ số có ý nghĩa (1)
 Mức độ chính xác trong thu số liệu sẽ quyết định loại hình
thiết bị cân đo.
 khi cân cá bột, ta cần một cái cân có độ chính xác đến hai chữ
số thập phân của một gam (0,01 g), nhưng
 khi cân cá nuôi thương phẩm (≥100 g) thì chỉ cần dùng loại
cân cân được từ 1 g đến 1000 g.
 Nguyên tắc cơ bản của việc cân đo đúng là phải có đủ
khoảng cách để thể hiện các sự biến thiên về số liệu. Nói
chung, giữa các giá trị cực tiểu và cực đại được kỳ vọng khi
cân đo nên có từ 30 đến 300 mức trung gian.
 Nếu chúng ta kỳ vọng khối lượng cá trong thí nghiệm dao
động trong khoảng 10-15 g, thì ta nên dùng cái cân có độ
chính xác đến bao nhiêu g?
1.3 Tính đúng đắn của số liệu và
phân tích thăm dò
1.3.3 Các chữ số có ý nghĩa (2)
 Nếu số liệu thu được có độ chính xác cao hơn mức yêu cầu, thì

chúng cần phải được làm tròn để lấy những chữ số có ý nghĩa.
 Nguyên tắc chung là các biến có được do tính toán hoặc các biến
phát sinh có thể có nhiều hơn một chữ số. Vd: số thành viên của
một gia đình ở vùng ven biển có thể là 5,5 mặc dù trong thực tế con
số này là không thể có.
 Khi thực hiện các phép tính trên các con số, kết quả thể hiện không
nên có độ chính xác cao hơn con số có độ chính xác kém nhất. Ví
dụ:
 1). 2.500 + 85,6 = 2.585,6 (sai) => 2.600 (đúng)
 2). 2.500,0 + 85,6 = 2.585,6 (đúng)
 3). 4,25 x 3,1416 x 160 x 611,1087 = 1.305.504,132 (sai) => 1.305.500 (đúng)
1.3 Tính đúng đắn của số liệu và
phân tích thăm dò
1.3.3 Các chữ số có ý nghĩa (4)
Giá trị tính toán
Bốn chữ số
Ba chữ số
Hai chữ số
Một chữ số
113,62
113,6
114
110
100
0,002817
0,002817
0,00282
0,0028
0,003
2.572.841

2.573.000
2.570.000
2.600.000
3.000.000
50.000
50.000
50.000
50.000
50.000
Các chữ số có ý nghĩa
Lưu ý rằng số không chỉ giúp xác định giá trị vị trí, nghĩa là hàng trăm, phần trăm, hàng
ngàn, phần ngàn, và chúng không được xem như là những chữ số có ý nghĩa.
- Số ý nghĩa trong tính toán & trình bày kết quả
 Nguyên tắc:
 Lấy sai số chuẩn hoặc độ lệch chuẩn chia cho 3.
Thương thu được có chữ số kh|c không đầu tiên ở vị
trí n{o thì lấy vị trí đó để x|c định chữ số cuối của số
trung bình.
 Nếu số trung bình có k chữ số thập ph}n, thì
 Độ lệch chuẩn hoặc sai số chuẩn có k+1 chữ số thập
phân
- Làm tròn số liệu
 Có 3 phương ph|p l{m tròn số:
 Tròn lên: Bằng c|ch n}ng số đến h{ng chục tiếp theo,
vd. Số gốc = 174; Số l{m tròn = 180
 Tròn xuống: Giảm xuống h{ng chục trước đó,
vd. Số gốc = 176; Số l{m tròn = 170
 Tròn đến đơn vị gần nhất: Số được l{m tròn đến h{ng chục gần nhất,
vd. 171 – 174 được l{m tròn th{nh 170;
và 176 – 179 được l{m tròn th{nh 180.

 Nếu số l{ số chính x|c ngay giữa (vd. 175), nguyên tắc: “làm tròn sao
cho chữ số làm tròn phải là một số chẵn”. Trường hợp số đó = 175.
Nó có thể l{m tròn th{nh 170 hoặc 180. Nhưng theo nguyên tắc, ta
phải chọn 18. Vì thế số l{m tròn sẽ l{ 180.