Tải bản đầy đủ

LUẬN văn TOÁN ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH TƯƠNG tác GIỐNG x môi TRƯỜNG và TÍNH ổn ĐỊNH ở NĂNG SUẤT của 12 GIỐNG đậu NÀNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN TOÁN

Luận văn tốt nghiệp

Tên đề tài:
PHÂN TÍCH TƯƠNG TÁC GIỐNG X MÔI TRƯỜNG VÀ
TÍNH ỔN ĐỊNH Ở NĂNG SUẤT CỦA 12 GIỐNG ĐẬU
NÀNH

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

ThS. Phan Thị Thanh Thủy

Huỳnh Thúy Kiều

(Khoa Nông Nghiệp & SHUD)


Ngành: Toán Ứng

Dụng

, 2010


2

LỜI CẢM ƠN
-----------

Em xin cám ơn Cô Phan Th
ị Thanh Thủy đã tận tình giúp đỡ em trong
suốt quá trình thực hiện đề tài, giúp em giải quyết nhiều khó khăn để hoàn thành
đề tài tốt nghiệp này.
Trong bốn năm học tập em xin chân thành cám ơn quí thầy cô khoa Khoa
Học Tư Nhiên & Bộ Môn Toán, đặc biệt em xin cám ơn Cô Dương Thị Tuyền là
cố vấn học tập của lớp Toán Ứng Dụng Khóa 32 cô đã dạy dỗ chỉ bảo trong học
tập cũng như trong cuộc sống, cô đã trang bị cho em nguồn tri thức vô cùng quí
báo, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Cảm ơn các bạn lớp Toán Ứng Dụng K32 đã giúp đỡ những lúc khó khăn
trong suốt thời gian học tập.
Kính dâng!
Cha mẹ đã hết lòng nuôi con khôn lớn nên người.
Các anh và chị thân thương của em đã động viên em cố gắng học hành.
Em xin chân thành cám ơn!


3
MỤC LỤC

-----------

Trang

Danh mục bảng ....................................................................................................... 1
Danh mục hình ....................................................................................................... 3
Tóm Lược ............................................................................................................... 4


Mở Đầu .......................................................................................................... 5
Phần 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................................ 7
1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÂY ĐẬU NÀNH.................................................... 7
1.1.1 Trên thế giới .......................................................................................... 7
1.1.2 Ở Việt Nam............................................................................................ 8
1.2 GIÁ TRỊ KINH TẾ VÀ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG......................................................... 9
1.2.1 Giá trị kinh tế: ........................................................................................ 9
1.2.2 Giá trị sử dụng: ...................................................................................... 10
1.3 THÍ NGHIỆM MỘT NHÂN TỐ (SINGLE-FACTOR EXPERIMENTS) ................ 11
1.3.1 Bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD) ........................................................ 1
1.3.2 Bố trí khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) ............................................. 12
1.3.3 Bố trí ô vuông latin (LS) ........................................................................ 13
1.4 CỞ SỞ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI..................................................................... 14
1.5 SO SÁNH CÁC CẶP TRUNG BÌNH NGHIỆM THỨC ............................................. 17

1.5.1 Phương pháp kiểm định LSD ................................................................. 17
1.5.2 Phương Pháp kiểm định Scheffe ............................................................ 18
1.5.3 Phương Pháp kiểm định Duncan ............................................................ 18
1.6 PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM QUA NHIỀU ĐỊA ĐIỂM............................................... 19

1.6.1 Mô hình ................................................................................................. 19


4

1.6.2 Kiểm định tính đồng nhất của các phương sai sai số ................................ 20
1.6.3 Phân tích phương sai phối hợp (Combined ANOVA) ............................... 20

Phần 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................................ 24
2.1 PHƯƠNG TIỆN ............................................................................................... 24
2.1.1 Giống ..................................................................................................... 24
2.1. 2. Thiết bị vật tư....................................................................................... 24
2.1.3 Địa điểm thí nghiệm............................................................................... 24
2.2 PHƯƠNG PHÁP .............................................................................................. 24
2.2.1 Bố trí thí nghiệm .................................................................................... 24
2.2.2 Các chỉ tiêu phân tích ............................................................................ 24
2.2.3 Phương pháp phân tích .......................................................................... 24
2.2.4 Phần mềm phân tích ............................................................................... 25

Phần 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN .......................................................... 26
3.1 PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI Ở TỪNG ĐỊA ĐIỂM .......................................... 26
3.2 PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI PHỐI HỢP QUA 9 ĐỊA ĐIỂM ........................... 32
3.3 TÍNH CÁC THAM SỐ ỔN ĐỊNH .................................................................... 44

Phần 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 48
4.1. Kết Luận ................................................................................................... 48
4.2. Kiến Nghị ................................................................................................. 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 50

PHỤ LỤC ...................................................................................................... 52


5

DANH MỤC BẢNG
Bảng1:Diện tích và sản lượng đậu nành trên thế giới từ năm 1993-2003 ........................... 7
Bảng2:Sản xuất đậu nành trên thế giới năm 2004 .............................................................. 8
Bảng 3: Sản xuất đậu nành ở Việt Nam từ năm 2001 đến 2005 ......................................... 9
Bảng 4: : Ký hiệu được dùng để mô tả cách tính các tổng bình phương khác

nhau của bố trí CRD và RCB .................................................................................. 14
Bảng 5: Bảng phân tích phương sai của bố trí CRD với số lần lặp lại bằng nhau ..... 15
Bảng 6: Bảng phân tích phương sai của bố trí RCB ................................................. 15

Bảng 7: Bảng phân tích phương sai của bố trí ô vuông latin (LS)............................ 17
Bảng 8: Ký hiệu được dùng để mô tả cách tính các tổng bình phương
của phân tích phương sai phối hợp qua nhiều địa điểm
(thí nghiệm một nhân tố, bố trí RCB) ................................................................... 21
Bảng 9: Ký hiệu được dùng để mô tả cách tính các tổng bình phương
của giống, địa điểm và tương tác giống x địa điểm.................................................. 22
Bảng 10: Phân tích phương sai phối hợp (dựa trên ký hiệu của bảng 8 và 9) ........... 23
Bảng 11: Phân tích phương sai (RCBD) của số liệu chiều cao cây ở phụ lục 11 ................ 27

Bảng 12: Phân tích phương sai của chiều cao cây (cm) ở 9 địa điểm (L1 đến L9 ).
Số liệu ở phụ lục ................................................................................................... 28
Bảng 13: Phân tích phương sai của số trái của cây (cm) ở 9 địa điểm (L1 đến L9 ).
Số liệu ở phụ lục .................................................................................................... 29
Bảng 14: Phân tích phương sai của trọng lượng 100 hạt (g) ở 9 địa điểm (L 1 đến
L 9 ). Số liệu ở phụ lục .............................................................................................. 30
Bảng 15: Phân tích phương sai của năng suất hạt ở 9 địa điểm (L 1 đến L 9 ).
Số liệu ở phụ lục .................................................................................................... 31
Bảng 16: Chiều cao trung bình của 12 giống đậu nành (1 - 12) được trắc nghiệm


6

ở 9 địa điểm (L1 – L 9 )` ........................................................................................... 34
Bảng 17: Phân tích phương sai gộp đối với chiều cao cây qua 9 địa điểm ............... 34
Bảng 18: Phân tích phương sai gộp đối với số trái trên cây qua 6 địa điểm ............. 35
Bảng 19: Phân tích phương sai gộp đối với trọng lượng 100 hạt
qua 9 địa điểm ........................................................................................................ 36
Bảng 20: Phân tích phương sai gộp đối với năng suất hạt qua 5 địa điểm ................ 36
Bảng 21:Chiều cao cây của 12 giống đậu nành ở 9 địa điểm (L 1 – L9 ) .............................. 38

Bảng 22: Số trái trên cây của 12 giống đậu nành ở 9 địa điểm (L 1 – L9 ) ................. 39
Bảng 23: Trọng lượng 100 hạt của 12 giống đậu nành ở 9 địa điểm (L1 – L9 ) ......... 40
Bảng 24: Năng suất trung bình của 12 giống đậu nành được trắc nghiệm
ở năm địa điểm (L 1 , L2 , L7 , L8 và L9 ) ................................................................... 41
Bảng 25: Năng suất trung bình và các số thống kê ổn định
của 12 giống đậu nành qua 9 địa điểm ................................................................... 45


7

DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Đồ thị biểu diễn tương tác giống x địa điểm đối với
năng suất trung bình ở mỗi địa điểm
theo giống của số liệu ở Bảng 24 ........................................................................... 42
Hình 2: Đồ thị biểu diễn tương tác giống x địa điểm đối với năng suất
trung bình mỗi giống theo địa điểm của số liệu ở Bảng 24 ..................................... 43
Hình 3: Đồ thị biểu diễn tương tác giống x địa điểm đối với
năng suất trung bình mỗi giống theo địa điểm của số liệu ở Bảng 24 ..................... 44
Hình 4: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tuyến tính
giữa giá trị CV % và hệ số hồi quy (b i) ...................................................................... .46


8

TÓM LƯỢC
Mười hai giống đậu nành được trồng ở chín địa điểm khác nhau ở Đồng
bằng sông Cửu Long để kiểm soát tính ổn định của chúng. Phân tích phương sai
đối với chiều cao cây, số trái trên cây, trọng lượng 100 hạt và năng suất ở từng
địa điểm cho thấy sự khác biệt rất có ý nghĩa giữa các giống. Phân tích phương
sai gộp qua các địa điểm phát hiện có sự khác biệt ý nghĩa giữa các giống, địa
điểm và tương tác giống x địa điểm. Trong số 12 giống, năng suất hạt trung bình
tối đa qua các địa điểm là MTĐ 765 (2,691 t/ha) và địa điểm cho năng suất hạt
cao nhất là An Phong và Chợ Mới, lần lượt là 3,306 t/ha và 3,262 t/ha. Phân tích
tính ổn định dựa trên năng suất trung bình và hệ số biến động (CV %) phát hiện
giống MTĐ 765 và MTĐ 751 có giá ị tr CV thấp nhất, lần lượt là 23,34 % và
23,43% có thể được xem là ổn định nhất. Các giống MTĐ 517 -8, MTĐ 760-4,
MTĐ 748-1, MTĐ 720 và MTĐ 176 có giá trị CV biến động trong khoảng 29,26
– 32,34% cũng được xem như các giống cho năng suất tương đối ổn định ở tất cả
các địa điểm khảo sát. Giống MTĐ 775-2, MTĐ 778-5 và MTĐ 767-2 có giá trị
CV cao nhất, lần lượt là 44,43%; 41,91% và 39,8%; chứng tỏ chúng cho năng
suất không ổn định qua các địa điểm


9

MỞ ĐẦU
Đậu nành được đánh giá là cây công nghiệp ngắn ngày có hiệu quả kinh tế
lại dễ trồng. Sản phẩm từ cây đậu nành được sử dụng rất đa dạng như dùng trực
tiếp hạt thô hoặc chế biến thành đậu hủ, ép thành dầu đậu nành, làm bánh kẹo,
sữa đậu nành, nước giải khát, nước chấm, .... đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu
phần ăn hằng ngày của người cũng như gia súc.
Ở Việt nam, đậu nành được trồng khắp các vùng sinh thái nông nghiệp, vì
thế, nó đặt vào tình thế dễ bị ảnh hưởng của tương tác kiểu gen môi trường
(GEI). Sprague (1966) chứng tỏ tương tác kiểu gen môi trường là một yếu tố giới
hạn quan trọng trong việc đánh giá các thành phần phương sai cũng như hiệu quả
của các chương trình chọn lọc. Sự hiện diện của GEI có ý nghĩa đối với các tính
trạng định lượng như năng suất hạt có thể làm giảm sự hữu ích của các phân tích
tiếp theo, đồng thời làm hạn chế tính quan trọng của kết luận và làm giới hạn
nghiêm trọng tính khả thi của việc chọn lọc các giống tốt hơn (Flores và ctv.
1998). Baker (1988) định nghĩa GEI như là tình trạng các giống thiếu khả năng
để đạt được cùng năng suất tương đối ở các môi trường khác nhau.
Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, nhà chọn giống mong muốn tìm
kiếm giống có năng suất trung bình tốt qua khoảng rộng môi trường. Điều này có
thể xảy ra nếu không có GEI, nhưng trong hầu hết các trường hợp đều có sự
tương tác. Một số giống có thể cho năng suất cao ở một ít môi trường và năng
suất rất thấp ở các môi trường khác.
Tính ổn định về năng suất của một giống qua khoảng môi trường sản xuất
sẽ rất quan trọng để khuyến cáo giống. Giống phải có tiềm năng cho năng suất
tốt hơn ở điều kiện trồng lý tưởng và cũng phải cho năng suất có thể chấp nhận
được ở điều kiện môi trường kém thuận lợi. Do đó, một giống ổn định có thể
được xem như giống có khả năng sử dụng nguồn sẵn có ở các môi trường cho
năng suất cao và có năng suất trung bình trên mức trung bình ở tất cả các môi
trường (Eberhart và Russell, 1966; Allard và Bradshaw, 1964).


10

Tuy nhiên, ở Việt Nam, thông tin về kiểu GEI cũng như tính ổn định năng
suất trên đậu nành còn quá ít ỏi.
Mục đích của đề tài là (1) xác định tầm quan trọng của tương tác giống x
môi trường đối với năng suất và một vài thành phần năng suất của 12 giống đậu
nành dưới điều kiện canh tác ở đồng bằng sống Cửu Long; (2) xác định tính ổn
định của các giống đối với năng suất và các thành phần năng suất (3) nhận dạng
các giống thích nghi rộng (ổn định) và thích nghi riêng biệt (có sự thích nghi
hẹp) đối với các tính trạng này.


11

Phần 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
Đậu nành [Glycine max (L.) Merrill] có ngu
ồn gốc từ vùng Mãn Châu
(Trung Quốc) xuất phát từ một loại đậu nành hoang dại, thân mãnh, dạng dây
leo, có tên khoa học là G. soja Sieb & Zinc (T. Himovitz, 1970).
1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÂY ĐẬU NÀNH
1.1.1 Trên thế giới
Trên thị tr ường thế giới, có tám cây lấy dầu quan trọng: Đậu nành, bông
vải, đậu phọng, hướng dương, cải dầu, lanh, dừa và cọ, chiếm đến 97% sản
lượng dầu trên thế giới (Ngô Thế Dân và ctv, 1999). Trong đó, cây đậu nành giữ
vai trò quan trọng nhất, kế đến là bông vải , lạc, hướng dương. Từ năm 1970 trở
đi, việc sản xuất đậu nành đã gia tăng ít nhất hai lần so với các cây lấy dầu khác.
Diện tích và sản lượng đậu nành trên thế giới gia tăng liên tục trong giai
đoạn 1993 - 2003, tỉ lệ gia tăng là 4.8% và đạt sản lượng gần 190 triệu tấn vào
năm 2003.
Năng suất trung bình của thế giới là 2 ,3 tấn/ha (FAO, 2004). Tuy nhiên,
năng suất thực tế có sự chênh lệch rất nhiều giữa các quốc gia. Năng suất cao ở
các nước phát triển: Mỹ, Brazil, Argentina, Trung Quốc, Ấn Độ. Còn ở các nước
đang phát triển, năng suất vẫn còn thấp, chưa bằng một nửa năng suất trung bình
của thế giới (Bảng 1).
Bảng 1: Diện tích và sản lượng đậu nành trên thế giới từ năm 1993-2003

Diện tích (ha)
Năng suất (kg/ha)
Sản lượng (tấn)
Nguồn: FAO, 2004.

1993

2000

2001

2002

2003

59.494,5

74.372,2

76.834,1

78.842,1

83.695,5

1.963

2.170

2.301

2.292

2.261

115.153,8

161.412,8

176.793,8

180.729,3

189.233,7


12

Mặc dù quê hương của đậu nành ở vùng Đông Nam Châu Á, nhưng 40 %
diện tích trồng đậu nành và 39,4 % sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ.
Nước Mỹ sản xuất 85,5 triệu tấn đậu nành trong năm 2004, trong đó hơn một
phần ba được xuất khẩu. Các nước sản xuất đậu nành lớn khác là Brazil,
Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Phần lớn sản lượng đậu nành của Mỹ được sử
dụng để nuôi gia súc hoặc để xuất khẩu. Mặc dù tiêu thụ đậu nành cho con người
trên đất nước này đang tăng lên. Dầu đậu nành chiếm tới 80 % lượng dầu ăn
được tiêu thụ ở Mỹ.
Bảng 2: Sản xuất đậu nành trên thế giới năm 2004
Quốc gia

Triệu tấn

Mỹ

85,5

Brazil

53,0

Argentina

39,0

Trung Quốc

18,0

Ấn Độ

6,0

Paraguay

3,8

Các nước khác

11,6

Tổng

216,9

1.1.2 Ở Việt Nam
Đậu nành đứng vị trí ưu tiên thứ ba trong nghiên cứu cây trồng, sau lúa và
bắp (Thang và ctv, 1996). Tuy nhiên, năng suất đậu nành ở Việt Nam còn tương
đối thấp. Năm 2001, năng suất đậu nành cả nước đạt 1,24 t/ha, tăng 20 % so với
năm 1995 (Niên giám thống kê , 2002). Mặc dù trong những năm gần đây một số
giống cho năng suất cao đã được phóng thích có khả năng làm gia tăng sản
lượng đậu nành ở những vùng có tưới tiêu; tuy nhiên, năng suất đậu nành vẫn


13

còn thấp và biến động ở miền núi cũng như ở những vùng không tưới tiêu chủ
động.
Số liệu thống kê năm 2005 được trình bày ở bảng 3 cho thấy diện tích và
sản lượng đậu nành đã gia tăng đáng kể từ năm 2001 đến 2005. Điều này cũng
chứng tỏ đậu nành sẽ ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong các cây màu của cả
nước.
Bảng 3: Sản xuất đậu nành ở Việt Nam từ năm 2001 đến 2005
Năm

2001

2002

2003

2004

2005*

Diện tích (ha)

140

158

166

183

200

Năng suất (kg/ha)

1,26

1,27

1,33

1,33

1,33

Tổng sản lượng (tấn)

177

201

220

243

266

*2005: các số được ước lượng
Nguồn: Thống kê Việt Nam (GSO) và MARD

Mặc dù diện tích canh tác đậu nành ở Việt Nam có chiều hướng gia tăng, song
sản lượng vẫn không tăng đáng kể do năng suất thấp. Với năng suất trung bình
1,33 tấn/ha. Sản lượng đậu nành trong năm 2004 khoảng 243 ngàn tấn, mỗi năm
tăng 10,3%. Theo Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn (MARD), sản
xuất đậu nành năm 2005 tăng 9,5% đến 266 tấn để đề phòng diện tích canh tác
được mở rộng.
1.2 GIÁ TRỊ KINH TẾ VÀ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG
1.2.1 Giá trị kinh tế
Hiện nay việc đưa cây đậu nành luân canh trên đất lúa là một giải pháp tốt
giúp xóa đói, giảm nghèo ở nông thôn, vì vừa giải quyết được việc làm tại chỗ
vừa tạo ra thu nhập tương đối cao. Thêm vào đó, đậu nành còn có tác dụng cải
tạo đất rất tốt. Thân, rễ, lá đậu nành trả lại cho đất 60-75 kgN/ha (Mai Quang
Vinh, 1996).
Năm 1994, sản lượng bột protein trên thế giới lấy từ đậu nành là 80,3 triệu
tấn, chiếm 54,5 % so với các loại khác (Phạm Văn Biên và ctv. 1996).


14

Ở nước ta, mặc dù trong nhiều năm qua đã có nhiều nổ lực lớn từ phía nhà
nước, các nhà khoa học và nông dân; song sản xuất đậu nành ở Việt Nam vẫn
còn nhỏ do năng suất thấp hơn mong đợi và giá thành sản xuất cao. Vì Việt Nam
không có khả năng ép dầu ở quy mô công nghiệp và đang trải qua tăng trưởng
mạnh về công nghiệp thực phẩm. Việt Nam đã trở thành một trong những nước
nhập khẩu đậu nành thô (SBM) lớn nhất ở Châu Á với lượng nhập khẩu hàng
năm trên một triệu tấn.
Theo các thương nhân, Việt Nam nhập khẩu hàng năm khoảng 20.000 tấn
đậu nành, chủ yếu từ Trung Quốc, CamPuChia, Thái Lan, Mỹ và Canađa.
Kết quả hiệp định thương mại giữa Việt Nam và Mỹ, từ tháng 12 năm
2004, thuế nhập khẩu đậu nành của Mỹ đã giảm chỉ còn 5%, trong khi thuế nhập
khẩu đậu nành trước đây là 15% vì thế, các công ty chế biến thực phẩm từ đậu
nành đã bắt đầu mua đậu nành của Mỹ. Ngoại trừ năm 2003, Việt Nam đã nhập
khẩu đậu nành của Mỹ trong năm 2004 là 380 tấn và năm 2005 là 1.300 tấn.
Các công ty nhập khẩu bột đậu nành thô dẫn đầu của Việt Nam bao gồm
nhà máy thức ăn gia súc và các công ty kinh danh như Nhóm CP của Thái Lan,
Cargill của Mỹ, Proconco của Việt -Pháp, Uni-president của Đài Loan, và các
công ty của Việt Nam (Lái Thiêu, Afiex, Dabaco).
Năm 2004, Argentina là nước cung cấp cho Việt Nam bột đậu nành thô lớn
nhất, với thị phần 55%, kế đến là Ấn Độ, khoảng 380 ngàn tấn (40%). Các nước
cung cấp bột đậu nành khác là: Trung Quốc, Brazil, và Mỹ.
1.2.2 Giá trị sử dụng:
Đậu nành đứng đầu về hàm lượng đạm thực vật, không những hàm lượng
đạm cao mà cả về chất lượng đạm. Đạm đậu nành có giá trị như đạm động vật.
Ngoài ra, đậu nành còn chứa các chất có tác dụng phòng chống ung thư và
cholesterol trong máu. Chính vì giá trị dinh dưỡng của đậ u nành nên nhiều nhà
khoa học đã xem đậu nành như một chìa khóa để giải quyết nạn thiếu protein
trong dinh dưỡng con người. Ở Việt Nam, nhân dân đã có kinh nghiệm chế biến
hạt đậu nành thành nhiều món ăn khác nhau như: sữa đậu nành, đậu hủ, bột đậu
nành hoặc dùng các quá trình lên men để chế biến thành các sản phẩm như


15

tương, chao, sữa chua đậu nành,… để làm tăng giá trị dinh dưỡng và tỷ lệ hấp
thụ của thức ăn.
Dầu đậu nành chứa nhiều acid béo không no cần thiết phòng tránh bệnh tim
mạch cho người cao tuổi và giúp phát triển tế bào não cho trẻ nhỏ. Ngoài giá trị
dinh dưỡng, đậu nành còn có công dụng để chữa bệnh tiểu đường, suy nhược
thần kinh và suy dinh dưỡng.
1.3 THÍ NGHIỆM MỘT NHÂN TỐ (SINGLE-FACTOR EXPERIMENTS)
Thí nghiệm một nhân tố là kiểu thí nghiệm trong đó chỉ có một nhân tố thay
đổi, còn các nhân tố khác được giữ ổn định. Đối với các thí nghiệm như thế,
nghiệm thức bao gồm các mức độ khác nhau của một nhân tố biến đổi, còn các
nhân tố khác được áp dụng giống nhau trong tất cả các lô ở một mức độ nào đó.
Hầu hết các thí nghiệm về giống là thí nghiệm một nhân tố, trong đó nhân
tố biến đổi là các giống khác nhau (nghiệm thức). Nghĩa là, chỉ có giống được
trồng khác nhau từ lô này sang lô khác, còn tất cả các biện pháp canh tác như
phân bón, kiểm soát sâu bệnh, chế độ tưới nước ... đều được áp dụng giống nhau
cho tất cả các lô.
Đối với thí nghiệm một nhân tố thường có thể áp dụng một trong ba kiểu bố
trí sau đây: Ngẫu nhiên hoàn toàn, khối ngẫu nhiên hoàn toàn và ô vuông latin.
1.3.1 Bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD)
Đây là dạng đặc biệt của bố trí khối đầy đủ trong đó cả khu thí nghiệm
được xem như một khối. Nó thích hợp với tình trạng vật liệu thí nghiệm thật
đồng nhất như thí nghiệm trong nhà lưới hoặc trong chậu. Thường kiểu bố trí
này không sử dụng cho các thí nghiệm ngoài đồng vì sự biến động về độ phì của
đất giữa các lô thí nghiệm rất cao sẽ dẫn đến các ước lượng sai số sẽ lớn. Đối với
kiểu bố trí CRD, tất cả các lần lặp lại của một nghiệm thức sẽ được đặt ngẫu
nhiên ở khắp toàn bộ khu thí nghiệm

 Ưu điểm:
- Phân tích phương sai dễ dàng ngay cả khi các nghiệm thức có số lần lặp
lại không bằng nhau.
- Phương pháp phân tích đơn giản ngay cả khi có số liệu thiếu.


16

- Có tính linh hoạt cao, được sử dụng với số nghiệm thức và số lần lặp lại
bất kỳ, mỗi nghiệm thức có thể có số lần lặp lại không bằng nhau.
- Nó cho số độ tự do sai số tối đa; vì thế, phương sai sai số tương đối nhỏ.

 Giới hạn:
- Kiểu bố trí này không thích hợp đối với số nghiệm thức nhiều vì nó đòi
hỏi diện tích thí nghiệm lớn mà điều này thường không thỏa cho yêu cầu về độ
đồng nhất của khu thí nghiệm.
- Nếu khu thí nghiệm không đồng đều, bố trí này sẽ cho độ lớn của sai số
tương đối cao.
1.3.2 Bố trí khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD)
Đây là kiểu bố trí được áp dụng phổ biến nhất trong nghiên cứu nông
nghiệp. Kiểu bố trí này đặc biệt thích hợp với các thí nghiệm ngoài đồng có số
nghiệ m thức không quá nhiều và khu thí nghiệm có một chiều biến động về độ
phì có thể đoán trước được. Điểm phân biệt đầu tiên của bố trí RCB là các khối
phải có kích thước bằng nhau và mỗi khối (tương ứng với một lần lặp lại) phải
chứa tất cả các nghiệm thức. Kích thước và dạng khối được quyết định từ sự am
hiểu về nguồn và dạng biến động giữa các lô. Nhìn chung việc phân khối cần
thỏa yêu cầu các lô trong cùng một khối phải đồng nhất nhưng có thể có sự biến
động về độ phì giữa các lô ở các khối khác nhau.
Đối với kiểu bố trí này, việc đặt ngẫu nhiên các nghiệm thức vào các lô thí
nghiệm được thực hiện cho từng khối riêng biệt. Biến động do các khối được lấy
ra khỏi thành phần sai số nên làm giảm giá trị ước lượng của nó. Trung bình bình
phương do khối có ý nghĩa chứng tỏ ưu điểm rõ ràng của bố trí khối.

 Ưu điểm:
- Nó giúp làm giảm sai số bằng cách loại ảnh hưởng của tính không đồng
nhất của đất
- Tránh những khó khăn gặp phải trong thực tiễn canh tác
- Phạm vi áp dụng của kết luận có thể được mở rộng bằng cách đặt khối ở
những địa điểm khác nhau.


17

 Giới hạn:
- Nó không thể áp dụng cho số nghiệm thức lớn vì với kích thước khối gia
tăng cơ hội biến động giữa các lô trong cùng một khối cũng gia tăng
- Số lần lặp lại không bằng nhau và các giá trị thiếu ở một vài lặp lại tạo ra
những vấn đề phức tạp trong phân tích.
- Nó kém hiệu quả nếu khu thí nghiệm có hơn một chiều biến động
- Nó cũng kém hiệu quả hơn CRD nếu vật liệu thí nghiệm đồng nhất vì ở đó
nó không cần thiết làm giảm độ tự do sai số.
1.3.3 Bố trí ô vuông latin (LS)
Điểm đặc trưng chủ yếu của bố trí hình vuông latin (LS) là khả năng vận
dụng đồng thời hai nguồn biến động đã biết giữa các đơn vị thí nghiệm. Nó xem
các nguồn biến động này như hai tiêu chuẩn phân khối độc lập, thay vì chỉ có
một như ở kiểu bố trí RCB. Việc phân khối hai chiều trong bố trí LS, phân khối
theo hàng và phân khối theo cột, được thực hiện sao cho mỗi nghiệm thức chỉ
xuất hiện một lần trong mỗi khối hàng và một lần trong mỗi khối cột. Với điều
kiện này thì số lần lặp lại bắt buộc phải bằng với số nghiệm thức. Kiểu bố trí LS
có thể ước lượng biến động giữa các khối hàng cũng như các khối cột và loại
chúng ra khỏi sai số thí nghiệm.

 Ưu điểm:
Nó giúp loại bỏ đồng thời ảnh hưởng của hai chiều biến động đã biết từ sai
số.

 Giới hạn:
- Thiếu tính mềm dẻo trong việc chọn nghiệm thức và lặp lại. Số nghiệm
thức gia tăng phải được đi cùng với số lần lặp lại gia tăng bằng nhau và ngược
lại. Do đó, nó thường không thích hợp cho loại thí nghiệm có số nghiệm thức
lớn.
- Nó cũng có độ tự do sai số nhỏ, đặc biệt khi số nghiệm thức ít.
- Phân tích phức tạp nếu có lô bị thiếu số liệu.


18

1.4 CỞ SỞ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI
Phân tích phương sai là phương pháp tách phương sai ổng
t hay còn gọi là
phương sai chung thành các phương sai thành ph
ần. Trong các thí nghiệm, khi
muốn so sánh giá trị trung bình từ ba mẫu trở lên thì phương pháp phân tích
phương sai là phương pháp kiểm định thống kê được sử dụng nhiều nhất vì thuận
tiện, dễ làm và nhanh nhất.
Các giả thuyết được đặt trong phân tích phương sai là :
- Giả thuyết H 0 : Trung bình các nghiệm thức bằng nhau
- Đối thuyết H 1: Trung bình các nghiệm thức khác nhau
Để mô tả công thức tính tổng bình phương của các nguồn biến động trong
phân tích phương sai ủc a bố trí CRD và RCB, chúng tôi sử dụng các ký hiệu
trong Bảng 4, với t là số nghiệm thức và r là số lần lặp lại.
Bảng 4: Ký hiệu được dùng để mô tả cách tính các tổng bình phương khác
nhau của bố trí CRD và RCB
Nghiệm thức
1

Lặp lại
1 ... j ...
Y 11 . . . Y 1j . . .


i


Y i1

r
Y 1r

Tổng
(T)
T1



. . . Y ij . . . Y ir


Ti





t
Y t1 . . . Y tj . . . Y tr
Tổng (R)
R1 . . . Rj . . . Rr
Tổng chung
Trung bình chung


Tt

T.B.
(X)
Y1

Yi

Yt

G

Y ij = Giá trị quan sát của nghiệm thức thứ i ở lần lặp lại thứ j
T i = Tổng các lần lặp lại của nghiệm thức thứ i
Y i = Trung bình của các lần lặp lại của nghiệm thức thứ i

R j = Tổng các nghiệm thức của lần lặp lại thứ j

y


19

G = Tổng chung (Tổng các lần lặp lại và các nghiệm thức)
t

t

r

G = ∑ Ti = ∑∑ Yij
i =1

i =1 j=1

y = Trung bình chung (Trung bình của các lần lặp lại và các nghiệm thức)

với y =

G
G
(nếu r bằng nhau) hoặc y = t
(nếu r không bằng nhau)
tr
∑ ri
i =1

Công thức tính độ tự do, tổng bình phương, trung bình bình phương và giá
trị F của các nguồn biến động ở bố trí CRD, RCB và LS lần lượt được trình bày
trong Bảng 5, 6 và 7).
Bảng 5: Bảng phân tích phương sai của bố trí CRD với số lần lặp lại bằng
nhau.
Nguồn biến
động

Độ
tự do

Nghiệm thức
(A)

t–1

Tổng bình phương (SS)
Định nghĩa
Thực hành
t
t
Ti2 G 2
r ∑ (Yi − y) 2


tr
i =1
i =1 r

t(r – 1)

∑∑ (Y

tr - 1

∑∑ (Y

t

Sai số (E)

i =1 j=1

t

Toàn bộ (T)

r

ij − Yi

r

i =1 j=1

)

2

ij

)

2

−y

Trung bình bình
phương (MS)
SS A
t -1

bằng cách trừ
(SS T - SS A)

Giá
trị F
MS A
MS E

SS E
t(r - 1)

G2
Y −
∑∑
tr
i =1 j=1
t

r

2
ij

Bảng 6: Bảng phân tích phương sai của bố trí RCB
Nguồn biến
động
Lặp lại (R)
Nghiệm thức
(A)
Sai số (E)

Độ
tự do
r-1

Tổng bình phương
(SS)
r R2
G2
j


tr
j=1 t

Trung bình bình
phương (MS)
SS R
r -1

Giá trị F

Ti2 G 2


tr
i =1 r
bằng cách trừ
(SS T – SS R - SS A)

SS A
t -1

MS A
MS E

t

t–1
(t-1)(r- 1)

SS E
(t - 1)(r - 1)

MS R
MS E


20
t

Toàn bộ (T)

tr - 1

r

∑∑ Yij2 −
i =1 j=1

G2
tr

Kiểm định F trong phân tích phương sai chỉ cho kết luận tổng quát: loại
hoặc không loại giả thuyết không (H 0 ).
* Nếu kiểm định F không ý nghĩa (F tính < F bảng ở mức ý nghĩa α), chúng
ta kết luận các nghiệm thức khác biệt không ý nghĩa ở mức α đã chọn và phân
tích được kết thúc.
* Nếu kiểm định F có ý nghĩa, phân tích phương sai chưa cho kết luận đầy
đủ. Tuy nhiên, nếu chỉ có hai trung bình nghiệm thức, kiểm định F có ý nghĩa đủ
để kết luận hai trung bình khác biệt có ý nghĩa (ở mức α đã chọn) và phân tích
cũng chấm dứt. Trái lại, nếu có nhiều trung bình nghiệm thức, phân tích phương
sai chưa cho kết luận hoàn toàn. Vì thế, cần phân tích tiếp để biết các cặp nghiệm
thức nào khác biệt có ý nghĩa.
Chú ý: Kiểm định F không có ý nghĩa trong phân tích phương sai nói lên thí
nghiệm không thành công trong việc tìm ra sự khác biệt nào đó giữa các nghiệm
thức. Có hai trường hợp dẫn tới kết quả này: Một là mọi nghiệm thức đều giống
nhau hoặc khác nhau quá ít; hai là do sai số thí nghiệm quá lớn hoặc do cả hai.
Do đó, khi kiểm định F không ý nghĩa, nhà nghiên cứu nên kiểm tra lại đ ộ lớn
của sai số thí nghiệm và sự chênh lệch giữa các giá trị trung bình nghiệm thức.
Nếu cả hai giá trị đều lớn, có thể lặp lại thí nghiệm và cố gắng làm giảm sai số
thí nghiệm để có thể phát hiện ra sự khác biệt giữa các nghiệm thức, nếu có. Mặt
khác, nếu cả hai giá trị đều nhỏ chứng tỏ sự khác biệt giữa các nghiệm thức có lẽ
quá nhỏ để có thể phát hiện được, vì thế không cần lặp lại thí nghiệm.


21

Bảng 7: Bảng phân tích phương sai của bố trí ô vuông latin (LS)
Nguồn biến động
Hàng (H)

Độ
tự do
t-1

Cột (C)

t-1

Tổng bình phương (SS)

Trung bình bình
phương (MS)
SS H
t -1
SS C
t -1

Giá trị F

t–1

Tk2 G 2
− 2

t
k =1 t

SS A
t -1

MS A
MS E

(t-1)(t-2)

SS T – SS H - SS C -SS A

SS E
(t - 1)(t - 2)

H i2 G 2
− 2

t
i =1 t
h

c

C 2j

j=1

t





G2
t2

t

Nghiệm thức (A)
Sai số (E)

h

2

Toàn bộ (T)

t -1

c

∑∑ Yij2 −
i =1 j=1

MS H
MS E
MSC
MS E

G2
t2

Chú thích: H i = tổng hàng thứ i (i = 1,..., h)
C j = tổng cột thứ j (j = 1,..., c)
T k = Tổng nghiệm thức thứ k (k = 1,..., t)
(h = c = t, lần lượt là số hàng = số cột = số nghiệm thức)
1.5 SO SÁNH CÁC CẶP TRUNG BÌNH NGHIỆM THỨC

1.5.1 Phương pháp kiểm định LSD
Kiểm định LSD là phương pháp được dùng phổ biến nhất và đơn giản nhất
để thực hiện việc so sánh cặp. Phương pháp này cho một giá trị LSD duy nhất ở
mức ý nghĩa α, nó được dùng như ranh giới giữa sự khác biệt có ý nghĩa và
không ý nghĩa của bất kỳ cặp trung bình nghiệm thức nào. Nghĩa là, hai nghiệm
thức được xem là khác biệt có ý nghĩa ở mức α, nếu sự sai khác của chúng vượt
quá giá trị LSD tính; trái lại, chúng sẽ khác biệt không ý nghĩa. Công thức tính
giá trị LSD như sau:

LSD = t α, ν .s Y i − Y i'


22

trong đó t α, ν là giá trị t trong bảng Student xem ở độ tự do (ν) của sai số ở mức
ý nghĩa α.
s Y i − Y i' =

2.MS E
là độ lệch chuẩn của sai biệt trung bình
r

Như vậy, nếu Y i − Yi' > LSD chứng tỏ hai trung bình khác biệt có ý nghĩa
ở mức α.
Lưu ý: Phương pháp LSD đơn giản nhất, nhưng cũng dễ p hạm "sai lầm
loại I” nhất. Người ta đã chứng minh nếu chỉ so sánh hai số trung bình ở mức ý
nghĩa 5% thì xác suất sai lầm loại I cũng là 5%. Nhưng nếu so sánh giữa 5 số
trung bình thì xác suất sai lầm loại I sẽ tăng lên 23 % và giữa 10 số trung bình thì
xác suất sai lầm loại I là 63 %. Do đó, nó cho kết luận sai nhiều hơn đúng.
1.5.2 Phương Pháp kiểm định Scheffe
Phương pháp này được áp dụng với các nghiệm thức có số lần lặp lại bằng
nhau. Công thức tính giá trị Ls theo Scheffee như sau:

L s = C s .SYi −Y

i'

với C s . = (t − 1).Fα,(t −1),[t(r −1)] (CRD) hoặc C s . = (t − 1).Fα,(t −1),[(t -1).(r −1)]
s Y i − Y i' =

2.MS E
r

(RCB)

; Nếu Y i − Yi' > L s ⇒ Y i ≠ Yi '

1.5.3 Phương Pháp kiểm định Duncan
Đối với thí nghiệm có số nghiệm thức lớn thường kiểm định LSD cho kết
quả không đáng tin cậy; vì thế, cần chọn phương pháp kiểm định chính xác hơn
như kiểm định DUNCAN, TURKEY, NEWMAN và KEULS,… để đánh giá sự
khác biệt của tất cả các cặp trung bình nghiệm thức.
Phương pháp kiểm định DUNCAN được áp dụng với các nghiệm thức c ó
số lần lặp lại bằng nhau và được thực hiện qua các bước như sau:
- Xếp các trung bình nghiệm thức theo thứ tự tăng (hoặc giảm) dần.
- Tính sai số chuẩn của trung bình ( sY )
j


23

s Yi =

MS E
r

với MS E là trung bình bình phương sai số trong bảng phân tích phương sai

- Tính (t - 1) giá trị Rp của các khoảng ngắn nhất có ý nghĩa như sau:
R p = rp .s Y

i

hoặc R p =

(rp )(s d )
2

với p (= 2, 3, ..., t) là khoảng cách theo thứ tự xếp hạng giữa các cặp trung bình
nghiệm thức được so sánh (ví dụ, p = 2 cho cặp trung bình có khoảng cách gần
nhau nhất và p = t cho cặp trung bình có khoảng cách xa nhau nhất).
s d = s Yi −Yi' =

2.MS E
r

rp là các giá trị trong bảng Student dùng cho trắc nghiệm Duncan ở mức ý

nghĩa α.
- So sánh các sai biệt : Nếu Y j − Y j ' > R p thì 2 số trung bình này khác biệt có
ý nghĩa ở mức α.
1.6 PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM QUA NHIỀU ĐỊA ĐIỂM

1.6.1 Mô hình
Phương pháp được thực hiện để phối hợp số liệu từ nhiều thí nghiệm nhằm
tìm hiểu khả năng thích nghi của giống. Chẳng hạn thí nghiệm so sánh t giống
được trắc nghiệm theo kiểu bố trí RCB với ba lần lặp lại ở s địa điểm.
Mô hình thống kê phối hợp được sử dụng để phân tích phương sai là:
Yijk = μ + G i + E k + GE ik + B j(k) + ε ijk

với Y ijk = giá trị quan sát của giống thứ i ở lần lặp lại thứ j và môi trường thứ k
µ = trung bình chung (trung bình của giống qua các lần lặp lại và các môi
trường)
G i = ảnh hưởng của giống i


24

E k = ảnh hưởng của môi trường hoặc địa điểm k
GE ik = ảnh hưởng tương tác của giống i với môi trường k
B j(k) = ảnh hưởng của lần lặp lại thứ j ở môi trường k
ε ijk = ảnh hưởng sai số (dư số) của giống i ở lần lặp lại thứ j của môi trường
k

1.6.2 Kiểm định tính đồng nhất của các phương sai sai số
Trước khi gộp các số liệu để phân tích chung cần Kiểm định tính đồng nhất
của các phương sai sai số theo phương pháp kiểm định Bartlett hoặc kiểm định
Hartley.
Kiểm định Bartlett được áp dụng khi có nhiều hơn hai phương sai được kiểm
định. Khi chỉ có hai phương sai, nên sử dụng kiểm định F (kiểm định Hartley)
với giá trị F được tính bằng tỷ số của hai phương sai: phương sai có giá trị lớn ở
tử số và phương sai có giá trị nhỏ ở mẫu số.
Công thức tính χ 2 trong kiểm định Bartlett như sau:
χ2 =

s
1
[f t lnS2P − ∑ (f i lnSi2 )]
C
i =1

với s = số trung bình bình phương đang được so sánh (số thí nghiệm)
C = yếu tố hiệu chỉnh = 1 +

1  s 1 1
∑ − 
3(s − 1)  i =1 f i f t 

f i = độ tự do liên quan với mỗi trung bình bình phương (độ tự do sai số ở mỗi
thí nghiệm)
f t = tổng độ tự do của mỗi trung bình bình phương

si2 = trung bình bình phương của thí nghiệm thứ i
s

s = trung bình bình phương gộp được tính từ
2
P

∑ (f s

2
i i

i =1

ft

)


25

1.6.3 Phân tích phương sai phối hợp (Combined ANOVA)
Các ký hiệu trong Bảng 8 và 9 được sử dụng để mô tả công thức tính tổng
bình phương của các nguồn biến động trong phân tích phương sai phối hợp của
thí nghiệm một nhân tố kiểu bố trí RCB, với t nghiệm thức và r lần lặp lại ở s địa
điểm.
Các công thức tín h tổng bình phương của từng nguồn biến động trong phân
tích phương sai phối hợp có thể được dựa trên giá trị tổng hoặc giá trị trung bình
(Bảng 10).
Bảng 8: Ký hiệu được dùng để mô tả cách tính các tổng bình phương của
phân tích phương sai phối hợp qua nhi ều địa điểm (thí nghiệm một nhân tố,
bố trí RCB)
Nghiệm thức
1

Lặp lại
1 ... j ...

r

Tổng
(T)

T.B.
(X)

Y 1r

T1

Y1



. . . Y ij . . . Y ir


Ti


Yi





. . . Y tj . . . Y tr

Tt

LR 11 . . . LR j1 . . . LR r1

L1

LR 11 . . . LR j1 . . . LR r1
Y 11 . . . Y 1j . . . Y 1r


T1

Yt
L1


Y 11 . . . Y 1j . . .


i

Y i1





t

Y t1

Tổng
Trung bình
1







i

Y i1





t

Y t1









. . . Y ij . . . Y ir





. . . Y tj . . . Y tr

Tổng (R)

LR 1s . . . LR js . . . LR rs

Trung bình

LR 1s . . . LR js . . . LR rs

Tổng chung
Trung bình chung


Ti


Tt

Ls

Y1

Yi

Yt
Ls

G
y

Y ij = Giá trị quan sát của nghiệm thức thứ i ở lần lặp lại thứ j của từng địa điểm
T i = Tổng các lần lặp lại của nghiệm thức thứ i của từng địa điểm
LR js = Tổng các nghiệm thức của lần lặp lại thứ j ở địa điểm thứ s


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×