Bài giảng Thiết kế thí nghiệm trong chăn nuôi và thú y - Đỗ Đức Lực

1Thiết kế thí nghiệm 
trong chăn nuôi & thú y
Đỗ Đức Lực version 8/2013
Hà Xuân Bộ
Bộ môn Di truyền - Giống vật nuôi
Khoa Chăn nuôi & Nuôi trồng thuỷ sản
Liên hệ

 Mail
Phòng 304, Bộ môn Di truyền -Giống vật nuôi
Khoa Chăn nuôi & Nuôi trồng thuỷ sản
Đại học Nông nghiệp Hà Nội

 E-mail
ddluc@hua.edu.vn

 Website

 Phone
+84 4 38 76 82 65 (Bộ môn)
Giáo trình
Giáo trình
THIẾT KẾ
THÍ NGHIỆM
Nguyễn Đình Hiền
Đỗ Đức Lực
NXB Nông nghiệp 2007
Download tài liệu
2 
Mục đích

Xử lý và trình bày dữ liệu

Thiết kế thí nghiệm
Các bước trong nghiên cứu khoa học
Thiết kế
Giả thiết?
Kết luận
Xử lý thông tin
Thực hiện
Nội dung

Xử lý dữ liệu
 Tóm tắt
 Trình bày
 Suy luận

Thiết kế
 Phân loại
 Khái niệm
 Thiết kế
 Mô hình
Thí nghiệm?
Quần thể Mẫu
Chọn mẫu
Suy luận
Chính xác cao Chính xác thấp
Độ sát 
thực cao
Độ sát 
thực thấp
3Xử lý dữ liệu Xử lý dữ liệu
Phân loại Tóm tắt Trình bày Suy luận
Xử lý dữ liệu
PHÂN LOẠI
Phân loại dữ liệu

 Định lượng
 Liên tục
 Rời rạc

 Ví dụ
 Sản lượng sữa, khối 
lượng của vật nuôi
 Số con đẻ ra/ lứa

 Định tính
 Định danh
 Thứ hạng

 Ví dụ
 Giới tính, tình trạng 
nhiễm bệnh (có, 
không), kiểu gen
 Thể trạng vật nuôi 
(1, 25), mức độ mắc 
bệnh
Xử lý dữ liệu
TÓM TẮT
Tóm tắt dữ liệu

 Tóm tắt
 Tham số thống kê
 Hình ảnh 
SỐ LIỆU THÔ  SỐ LIỆU TINH
4Một số tham số thống kê
µ Trung bình
σ² Phương sai
σ Độ lệch chuẩn
pi, P Tỷ lệ
X Trung bình
S² Phương sai
SD Độ lệch chuẩn
Cv hệ số biến động
SE Sai số tiêu chuẩn
p Tỷ lệ
Ý nghĩa của các tham số
Chính xác cao Chính xác thấp
Độ sát 
thực cao
Độ sát 
thực thấp
Trình bày kết quả

 Trình bày kết quả
 Biểu bảng
 Hình ảnh
Xử lý dữ liệu
TRÌNH BÀY 
KẾT QUẢ
Trình bày kết quả bằng số
Thời gian Bò Vàng Bò LaiSind
n X ± SE n X ± SE
12 giờ 10 83,89a ± 4,44 13 91,41a ± 4,82
36 giờ 12 75,70b ± 3,48 12 110,96a ± 6,88
48 giờ 10 73,56c ± 5,62 13 109,77a ± 5,10
6 ngày 12 57,86b ± 5,57 13 104,06a ± 5,26
8 ngày 12 53,08b ± 4,17 12 97,18a ± 5,56
Bảng 7: Độ dai của thịt thăn tại các thời điểm sau giết thịt (N)
Mức kinh tế Hộ chăn nuôi Tỷ lệ rơm 
được sử dụng (%) 
Tỷ lệ thân cây ngô 
được sử dụng (%) 
Nghèo 29 55,86 24,23
Trung bình trở lên 468 55,03 24,90
Tổng số 497 _ _
Bảng 4. Ảnh hưởng của mức kinh tế đến việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp 
Trình bày kết quả bằng số
5Trình bày kết quả Trình bày kết quảbằng đồ thị/ biểu đồ
40
50
60
70
80
90
100
110
120
12 giờ 36 giờ 48 giờ 6 ngày 8 ngày
Bò Vàng Bò LaiSind
77%
23%
Nghèo Trung bình trở lên
Đồ thị 6: Độ dai thịt thăn tại các thời 
điểm sau giết thịt
Độ dai (N)
Biểu đồ 12: Mức kinh tế của các hộ 
chăn nuôi miền Bắc
Tóm tắt dữ liệu bằng biểu đồ
77%
23%
Nghèo Trung bình trở lên
Biểu đồ 2: Số con sơ sinh qua các 
lứa
Biểu đồ 12: Mức kinh tế của các hộ 
chăn nuôi miền Bắc
0
50
100
150
200
250
300
350
Lứa
1
Lứa
2
Lứa
3
Lứa
4
Lứa
5
Lứa
6
Lứa
7
Số con sơ sinh Xử lý dữ liệu
SUY LUẬN
Suy luận
Nêu giả thiết Chứng minh giả thiết Kết luận
Giả thiết

 Giả thiết H0

Đối thiết H1

 Khi nào chấp nhận H0 ?

 Chấp nhận H0
 Khi giá trị lý thuyết ≥ giá trị thực ngiệm
 Khi giá trị P của phép thử ≥ α
6Sai lầm trong kết luận
• Sai lầm loại I (α) và sai lầm loại II (β)
α=0.05
β = 0.70
Ngưỡng đặt ra

 α
 0,05 (5%)
 0,01 (1%)
 0,001 (0,1%)

 β
 0,2 (20%)
 0,1 (10%)
Độ mạnh của phép thử

 Power = 1-β  Xác suất phát hiện được 
sự sai khác nếu thực sự có sự sai khác

 1 - β = 80%

 1 - β = 90%
Một số 
phép thử
Định lượng Định tính
Kiểm định 1 
giá trị trung bình
So sánh 2 
giá trị trung bình
So sánh nhiều 
giá trị trung bình
Kiểm định 1 
tỷ lệ
So sánh nhiều 
tỷ lệ
Kiểm định giả thiết

 Kiểm định 1 giá trị trung bình
 Phép thử Z nếu biết µ và σ²
 Phép thử t nếu biết µ và không biết σ²

 So sánh 2 giá trị trung bình
 Phép thử t khi 2 phương sai bằng nhau
 Phép thử t khi 2 phương sai không bằng nhau
 Phép thử t cặp đôi 

 So sánh nhiều giá trị trung bình
 Phân tích phương sai (ANOVA)

 Kiểm định 1 tỷ lệ
 Phép thử Z, Phép thử khi bình phương

 So sánh nhiều tỷ lệ
 Phép thử khi bình phương
Kiểm định 
1 giá trị trung bình
Phép thử Z
Phép thử T
7Kiem dinh
1 phia/ 2 phia Kiểm định một giá trị trung bình

 Phép thử Z nếu biết µ và σ²

 Phép thử t nếu biết µ và không biết σ²
Phép thử Z
Phép thử Z
điều kiện áp dụng

 Số liệu tuân theo phân bố chuẩn

 Phương sai mẫu và quần thể đồng nhất

 Biết phương sai (σ²) 

 và trung bình (µ) của quần thể
Phép thử Z
các bước thực hiện

 Nêu giả thiết H0 và H1

 Tính giá trị Z thực nghiệm

 Tìm giá trị Z lý thuyết ở mức α tương ứng

 Nếu không có phần mềm thống kê
 ZTN ≤ ZLT  Chấp nhận H0
 ZTN > ZLT  Bác bỏ H0, chấp nhận H1

 Nếu có các phần mềm thống kê
 P ≥ α  Chấp nhận H0
 P < α  Bác bỏ H0, chấp nhận H1
Phép thử Z
ví dụ
Thời gian mang thai của bò có phân bố chuẩn với 
giá trị trung bình là 285 ngày và độ lệch chuẩn 
là 10 ngày.
Thời gian mang thai (ngày) của 6 bò của một 
giống khác được chọn ra là:
307 293 293 283 294 297
Giả sử rằng sự biến động của giống bò mới tương 
tự so với tiêu chuẩn.
Câu hỏi được đặt ra là: Có sự khác biệt rõ rệt về 
thời gian mang thai của giống bò mới so với 285 
ngày không?
8Kiểm định Z
biết µ và σ²

 Khối lượng trung bình (gram) của cá hồi bảy sắc 
sau 30 ngày nuôi thí nghiệm như sau:
2,42 2,89 3,60 4,37 4,89 4,71
Biết rằng tính trạng này có phân bố chuẩn với 
giá trị trung bình là 3,52 gram và độ lệch chuẩn 
là 0,62 gram
Câu hỏi được đặt ra là: Có sự khác biệt so với 
3,52 gram không?
Phép thử Z
tính giá trị ZTN
6
10
)28550,294()( −
=
−
=
n
xZTN σ
µ
ZTN = 2,33
-1,95 0,0256
0,975
1,960
Phân bố Z
Phép thử Z
tính giá trị ZTN
6
10
)28517,296()( −
=
−
=
n
xZTN σ
µ
ZTN = 2,33 ZLT = 1,96>
Phép thử T
Phép thử T
điều kiện áp dụng

 Số liệu tuân theo phân bố chuẩn

 Phương sai mẫu và quần thể đồng nhất

 Biết phương sai (σ²) ×

 và trung bình (µ) của quần thể
9Phép thử T
các bước thực hiện

 Nêu giả thiết H0 và H1

 Tính giá trị T thực nghiệm

 Tìm giá trị T lý thuyết ở mức α và df tương ứng

 Nếu không có phần mềm thống kê
 TTN ≤ TLT  Chấp nhận H0
 TTN > TLT  Bác bỏ H0, chấp nhận H1

 Nếu có các phần mềm thống kê
 P ≥ α  Chấp nhận H0
 P < α  Bác bỏ H0, chấp nhận H1
Phép thử T
ví dụ
Thời gian mang thai của bò có phân bố chuẩn với 
giá trị trung bình là 285 ngày và độ lệch chuẩn 
là 10 ngày.
Thời gian mang thai (ngày) của 6 bò của một 
giống khác được chọn ra là:
307 293 293 283 294 297
Giả sử rằng sự biến động của giống bò mới tương 
tự so với tiêu chuẩn.
Câu hỏi được đặt ra là: Có sự khác biệt rõ rệt về 
thời gian mang thai của giống bò mới so với 285 
ngày không?
Phép thử T
tính giá trị TTN
6
10
)28550,294()( −
=
−
=
n
xTTN σ
µ
TTN = 3,01
s 7,74
Phân bố T
2,571
df
Phép thử T
tính giá trị TTN
6
10
)28550,294()( −
=
−
=
n
xTTN σ
µ
TTN = 3,01
s 7,74
TLT = 2,571>
So sánh 
2 giá trị trung bình
1.Phép thử T phương sai đồng nhất
2.Phép thử T phương sai không đồng nhất
3.Phép thử t cặp đôi
10
Phép thử T
phương sai đồng nhất
Ví dụ

 Khối lượng trung bình
(gram) của cá hồi bảy
sắc sau 30 ngày nuôi thí
nghiệm ở 2 công thức
thức ăn với các mức
protein (OP = 45% và HP
= 65%) như sau.

 Tăng trọng của cá ở 2
công thức thức ăn có sự
sai khác không?
OP HP
2,42 1,93
2,89 2,35
3,60 2,84
4,37 3,22
4,89 3,76
4,71 4,15
Phép thử Z
các bước thực hiện

 Nêu giả thiết H0 và H1

 Tính giá trị Z thực nghiệm

 Tìm giá trị Z lý thuyết ở mức α tương ứng

 Nếu không có phần mềm thống kê
 ZTN ≤ ZLT  Chấp nhận H0
 ZTN > ZLT  Bác bỏ H0, chấp nhận H1

 Nếu có các phần mềm thống kê
 P > α  Chấp nhận H0
 P < α  Bác bỏ H0, chấp nhận H1
Phép thử T
các bước thực hiện

 Nêu giả thiết H0 và H1

 Tính giá trị T thực nghiệm

 Tìm giá trị T lý thuyết ở mức 
 α tương ứng = 0,05, Bậc tự do df = n1 + n2 -2

 Nếu không có phần mềm thống kê
 TTN ≤ TLT  Chấp nhận H0
 TTN > TLT  Bác bỏ H0, chấp nhận H1

 Nếu có các phần mềm thống kê
 P > α  Chấp nhận H0
 P < α  Bác bỏ H0, chấp nhận H1
Phép thử T
tính giá trị T và bậc tự do
2nn
1)(n1)(ndf
21
21
−+=
−+−=





 +
−
=
2
1
1
12
c
21
TN
nn
S
XXT
2nn
1)s(n1)s(nS
21
2
22
2
112
c
−+
−+−
=
1,44
Minitab Output
Two-Sample T-Test and CI: OP; HP 
Two-sample T for OP vs HP
N Mean StDev SE Mean
OP 6 3.81 1.01 0.41
HP 6 3.042 0.840 0.34
Difference = mu (OP) - mu (HP)
Estimate for difference: 0.771667
95% CI for difference: (-0.424328; 1.967662)
T-Test of difference = 0 (vs not =): 
T-Value = 1.44 
P-Value = 0.181 DF = 10
11
Phép thử T
phương sai không đồng nhất
Phép thử T
phương sai không đồng nhất

 phép thử T (phương sai không đồng nhất)
 Minitab

 Biến đổi số liệu
 Log10(x) hoặc Loge(x)
 √x
 x²
 ...

 Thống kê phi tham số
Phép thử T
số liệu bắt cặp
Phép thử T
số liệu bắt cặp
Cặp X X’ D
1 X1 X’1 D1
2 X2 X’2 D2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
n Xn X’n Dn
So sánh 
nhiều giá trị trung bình
Phân tích phương sai
ANOVA
Phân tích phương sai
Ví dụ

 Một thí nghiệm được tiến hành để so sánh
mức độ tăng trọng của cá ở 4 khẩu phần
ăn khác nhau. Chọn 20 cá đồng đều nhau
được phân một cách ngẫu nhiên về một
trong 4 khẩu phần ăn. Như vậy ta có 4
nhóm động vật thí nghiệm, mỗi nhóm gồm
5 cá; kết quả thí nghiệm được ghi lại ở
bảng sau (đơn vị tăng trọng tính theo g):
12
ANOVA
Ví dụ

 Một thí nghiệm được tiến hành để so sánh
mức độ tăng trọng của gà ở 4 khẩu phần
ăn khác nhau. Chọn 20 cá thể đồng đều
nhau và phân một cách ngẫu nhiên về một
trong 4 khẩu phần ăn. Kết quả thí nghiệm
được ghi lại ở bảng sau (đơn vị tăng trọng
tính theo g):
ANOVA
Ví dụ
KP1 KP2 KP3 KP4
99 61 42 169
88 112 97 137
76 30 81 169
38 89 95 85
94 63 92 154
ANOVA
Ví dụ - biến động trong từng khẩu phần
KP1
99
88
76
38
94
D²
400
81
9
1681
225
X1
79
79
79
79
79
D
20
9
-3
-41
15
2396
ANOVA
Sai số ngẫu nhiên ở KP1
KP1 KP1 D D²
99 79 20 400
88 79 9 81
76 79 -3 9
38 79 -41 1681
94 79 15 225
2396
ANOVA
Sai số ngẫu nhiên ở 4 KP
= 2396 + 3850 + 2093,2 + 4872,8
= 13212
Ví dụ
KP1 KP2 KP3 KP4
99 61 42 169
88 112 97 137
76 30 81 169
38 89 95 85
94 63 92 154
13
Biến động giữa các khẩu phần
KP1 KP2 KP3 KP4
79 71 81,4 142,8
79 71 81,4 142,8
79 71 81,4 142,8
79 71 81,4 142,8
79 71 81,4 142,8
93,55
Biến động ở 4 KP
= 5*(79,00 – 93,55)² +
5*(71,00 – 93,55)² +
5*(81,40 – 93,55)² +
5*(142,80 – 93,55)² =
= 16467
ANOVA
Mô hình
yij = µ + αi + εij
ANOVA
Các bước thực hiện

 Nêu giả thiết H0 và H1

 Lập bảng phân tích phương sai (ANOVA)

 Tính giá trị F thực nghiệm

 Tìm giá trị F lý thuyết ở mức 
 α tương ứng
 bậc tự do DF1 = a -1, DF2 = N - a

 Nếu
 FTN ≤ FLT  Chấp nhận H0
 FTN > FLT  Bác bỏ H0, chấp nhận H1

 Nếu có các phần mềm thống kê
 P > α  Chấp nhận H0
 P < α  Bác bỏ H0, chấp nhận H1
ANOVA
lập bảng phân tích phương sai
Nguồn biến 
động
Bậc tự do Tổng bình 
phương 
Trung bình 
bình phương 
FTN
Công thức dfA = a-1 SSA MSA = SA/dfA MSA
MSE 
Sai số ngẫu 
nhiên
dfE = N-a SSE MSE = SE/dfE
Tổng số dfT = N-1 SST
15 0,10
0,05
0,01
3
14
ANOVA
Minitab Output
One-way ANOVA: KP1; KP2; KP3; KP4 
Source DF SS MS F P
Factor 3 16467 5489 6.65 0.004
Error 16 13212 826
Total 19 29679
S = 28.74 R-Sq = 55.48% 
R-Sq(adj) = 47.14%
ANOVA
So sánh cặp
Khẩu phần ĐVT N X ± SE
1 gram 5 79,00a ± 10,90
2
gram
5 71,00a ± 13,90
3 gram 5 81,40a ± 10,20
4
gram
5 142,80b ± 15,60
So sánh 
nhiều giá trị tỷ lệ
1. Phép thử χ²
2. Phép thử chính xác của Fisher
3. Phép thử Z
4. Phân tích Logistic
So sánh nhiều tỷ lệ
Ví dụ
Hawkins và cs (1993) tiến hành nghiêm cứu ảnh 
hưởng của thiến đến bệnh tiểu đường ở chuột. 
Từ 100 chuột thí nghiệm, chia hoàn toàn ngẫu 
nhiên về 1 trong 2 cách sử lý thiến (50) và 
không thiến (50). Số chuột ở 2 lô thí nghiệm 
được theo dõi cho đến 140 ngày tuổi và tiến 
hành lấy mẫu nghiên cứu từ 42 ngày tuổi. 
Bệnh tiểu đường được xác định với chuột có hàm 
lượng đường trong máu lớn hơn 200 mg/ dl. 
So sánh nhiều tỷ lệ
Ví dụ
Mắc bệnh Không mắc 
bệnh
Tổng số
Thí nghiệm 26 24 50
Đối chứng 12 38 50
Tổng số 38 62 100
Một số tham số thống kê
µ Trung bình
σ² Phương sai
σ Độ lệch chuẩn
pi, P Tỷ lệ
X Trung bình
s² Phương sai
s Độ lệch chuẩn
Cv hệ số biến động
SE Sai số tiêu chuẩn
p Tỷ lệ
Lưu ý
15
Phép thử χ²
Phép thử χ²
Các bước thực hiện

 Nêu giả thiết H0 và H1

 Tần suất quan sát (O) 

 Tần suất lý thuyết (E)

 Tính giá trị χ² thực nghiệm

 Tìm giá trị χ² lý thuyết ở mức 
 α tương ứng
 bậc tự do df = (sô hàng – 1)(số cột – 1)

 Nếu
 χ²TN ≤ χ²LT  Chấp nhận H0
 χ²TN > χ²LT  Bác bỏ H0, chấp nhận H1

 Nếu có phần mềm thống kê
 P > α  Chấp nhận H0
 P < α  Bác bỏ H0, chấp nhận H1
So sánh nhiều tỷ lệ
Ví dụ
Mắc bệnh Không mắc 
bệnh
Tổng số
Thí nghiệm 26
(19,00)
24
(31,00)
50
Đối chứng 12
(19,00)
38
(31,00)
50
Tổng số 38 62 100
( )
∑
=
−
=
k
i i
ii
TN E
EO
1
2
2χ
Phép thử χ²
tính giá trị χ² thực nghiệm
χ²TN = 8,319
0,051
Df P
0,10 0,05 0,025
1 2,71 3,84 5,02
2 4,61 5,99 7,38 ( )
∑
=
−
=
k
i i
ii
TN E
EO
1
2
2χ
Phép thử χ²
tính giá trị χ² thực nghiệm
χ²TN = 8,319 χ²LT = 3,840>
16
Rows: XỬ LÝ Columns: KẾT QUẢ
- + All
DC 38 12 50
31 19 50
TN 24 26 50
31 19 50
All 62 38 100
62 38 100
Cell Contents: Count
Expected count
Pearson Chi-Square = 8.319; DF = 1; 
P-Value = 0.004
Phép thử χ²
Minitab Output Xử lý dữ liệu

 Phân loại
 Định lượng
 Định tính

 Tóm tắt
 Đồ thị / biểu đồ
 Các tham số thống kê

 Kiểm định
 Định lượng
 Định tính