Tài liệu hướng dẫn bố trí thí nghiệm và phân tích thông kê bằng phần mềm SPSS

BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM VÀ THỐNG KÊ SINH HỌC
TRONG NGHIÊN CỨU SINH LÝ THỰC VẬT
ĐỖ THƯỜNG KIỆT
1. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
1.1. Nhân tố (factor)
Nhân tố (factor) cần được khảo sát thông thường được xem là điều kiện thí nghiệm
(Thường là các yếu tố ngoại sinh) vì có thể được chính nhà nghiên cứu sắp xếp, bố trí.
Trong các nghiên cứu sinh lý thực vật, mối bảng kết quả thường chỉ khảo sát 1 loại nhân
tố. Nếu có 2 nhân tố trở lên, phải tạo một điều kiện cố định tất cả các nhân tố rồi chỉ cho
một nhân tố thay đổi để khảo sát riêng tác động của nhân tố này.
Ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ, chế độ nước, không khí và dinh dưỡng khoáng là các
yếu tố ngoại sinh ảnh hưởng trực tiếp lên nhiều hoạt động sinh lý của thực vật. Các yếu
tố này thường được tách riêng để phân tích rồi sau đó mới phối hợp với nhau để hiểu
mối tương quang cộng gộp hay bù trừ trên các chỉ tiêu sinh lý.
1.2. Chỉ tiêu sinh học
Chỉ tiêu sinh học cần được phân tích thông thường là thông số của một yếu tố nội
sinh trong sinh vật. Các thông số này thay đổi khi có một nhân tố ngoại sinh thay đổi và
ảnh hưởng đến chúng. Một nhân tố có thể cùng lúc ảnh hưởng đến nhiều chỉ tiêu sinh lý
của sinh vật. Tuy nhiên, một chỉ tiêu sinh lý có thể cùng lúc chịu tác động của nhiều yếu
tố ngoại cảnh.
1.3. Tính quy luật của thí nghiệm – sự lặp lại
Một thí nghiệm do chịu nhiều ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh, kết quả lại có
thể bị dao động bởi sự nhạy cảm của các chỉ tiêu sinh lý. Vì vậy sự lặp lại là cần thiết để
tăng độ tin cậy cho các quy luật rút ra từ thí nghiệm.
Một thí nghiệm có sự kiểm soát cao về điều kiện thí nghiệm sẽ dễ dàng lặp lại với
độ sai lệch thấp nên không cần phải lặp lại quá nhiều (như những thí nghiệm in vitro).
Các thí nghiệm khó kiểm soát điều kiện ngoại cảnh (như các thí nghiệm trong tự nhiên)
sẽ cần số lần lặp lại đủ lớn để xác định quy luật khoa học.
Số lần lặp lại thường là lẻ, dựa theo nguyên tắc “đa số thắng thiểu số” (phòng

trường hợp các kết quả lặp lại tách ra làm 2 nhóm sẽ chọn một nhóm). Thường số lần
lặp lại từ 3 lần trở lên
1.4. Giảm sai số thí nghiệm
1.4.1. Lô thí nghiệm
Để tăng độ tin cậy, các con số trung binh được sử dụng như một lần lặp lại. Như
vậy, trong một lần lặp lại số đối tượng thực vật có thể tăng hơn một. Mỗi lần lặp lại như
vậy được gọi là một lô, vậy kích thước lô (số lặp nhỏ trong mỗi lần lặp) càng lớn độ sai
số càng nhỏ.
1.4.2. Hiệu ứng bìa
Loại bỏ hiệu ứng bìa là điều cần thiết. Trong các lô thí nghiệm có số lượng cây lớn,
thường chỉ những cây ở trung tâm mới được sử dụng, phần lớn các cây bìa đều bị loại
bỏ như nhau.
1


Tài liệu hướng dẫn bố trí thí nghiệm và phân tích thông kê bằng phần mềm SPSS

1.4.3. Chiều thay đổi của nhân tố ngoại sinh
Nếu nhân tố ngoại sinh không phủ đều trong khu thí nghiệm, phải điều chỉnh sao
cho các nghiệm thức đều phải nhận đủ dải thay đổi (gradient) thông số của nhân tố đó.
1.5. Sự ngẫu nhiên – thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD)
Tuy sự ngẫu nhiên gây ra sai số cho thí nghiệm, nhưng đây là một trong số những
quy luật lớn chi phối sự vận động của toàn bộ vật chất trong vũ trụ, vì vậy các thí nghiệm
thường được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên (Complete Randomized Design
- CRD).
Đặc điểm quan trọng của thể thức này là có thể bố trí cho nhiều loại thí nghiệm
được kiểm soát được độ biến động các nhân tố ngoại cảnh. Tuy nhiên số nghiệm thức
thường không quá 10. Số lần lặp lại tuân theo công thức: (r-1)x(t-1)≥12. Trong đó: r là số
lần lặp lại và t là số công thức thí nghiệm.
Sự ngẫu nhiên trong bố trí thường được thực hiện theo cách rút thăm ngẫu nhiên

để đạt được kết quả khách quan nhất.
2. GHI NHẬN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Kết quả cần được nghi nhận một cách khách quan, đồng nhất và chính xác.
Phương pháp ghi nhận kết quả sinh lý học đòi hỏi phải chuẩn xác về mặt thời gian, các
lần lặp lại cần được thực hiện gần nhau nhất có thể để giảm thiểu sai số. Vị trí thu mẫu
và cách lấy mẫu của các lần lặp lại và giữa các nghiệm thức phải tương tự nhau. Có thể
tăng độ khách quan khi thu kết quả bằng cách xóa tên và ký hiệu lại các nghiệm thức, chỉ
khi thu kết quả song mới đối sánh với hệ thống ký hiệu.
3. PHÂN TÍCH THÔNG KÊ BẰNG PHẦN MỀM SPSS
3.1. LẬP BẢNG SỐ LIỆU THÔ BẰNG EXCEL
Bảng số liệu thô cần được nhập với đầy đủ thông tin của việc bố trí thí nghiệm
cũng như thu kết quả. Số liệu thô cần được bố trí theo dạng cột chung và tên nghiệm
thức được ký hiệu dạng số như hình …

Hình 1. Bảng số liệu thô mẫu với trang thông tin số liệu thô (trai và trang thông tin nhập vào
phần mềm SPSS.

2


Tài liệu hướng dẫn bố trí thí nghiệm và phân tích thông kê bằng phần mềm SPSS

3.2. SỬ DỤNG PHẦN MỀM SPSS CHO PHÉP THỬ DUNCAN
3.2.1. Khởi động phần mềm
Khởi chạy phần mềm SPSS trên Windows và mở một cửa sổ làm việc mới
(DataSet)

Cửa sổ DataSet có 2 trang (tab):
Data View: Dùng để nhập dữ liệu vào trực tiếp hoặc sao chép từ Excel. Mỗi cột là
1 loại dữ liệu từ kết quả, mỗi hàng là 1 lần lặp lại.


Variable View: Dùng để đặt tên và hiệu chỉnh thuộc tính (format) của các cột dữ
liệu. Mỗi hàng của bảng này tương ứng với giá trị của 1 cột, thể hiện một chỉ tiêu sinh lý
được đo đạt.

3


Tài liệu hướng dẫn bố trí thí nghiệm và phân tích thông kê bằng phần mềm SPSS

3.2.2. Nhập dữ liệu
Variable View: Hàng đầu luôn là của cột mang tên nghiệm thức của DataView.






Name (tên dạng ký hiệu của loại dữ liệu): Đặt dạng ký hiệu, có thể dùng
dấu tiếng Việt nhưng không được dùng khoảng trắng.
Type (dạng format của dữ liệu): luôn để dạng số (Numeric).
Width (độ dài của dữ liệu): mặc định là 8.
Decimals (số thập phân sau dấu phẩy): mặc định là 2, hàng đầu là tên
nghiệm thức nên để là 0.
Label (Tên thật của loại dữ liệu): Là tên để liệt kê trong bảng, nếu để trống
thì mục Name sẽ nêu ra trong bảng kết quả.



Values (Gán tên cho các trị số): Thường chỉ dùng cho hàng đầu – mang tên

các nghiệm thức. Nếu không gán, con số sẽ hiện ra trên bảng kết quả thay
cho tên nghiệm thức.



Missing (Xử lý mất số liệu): Dùng khi mất kết quả của một trong số các lần
lặp lại.
Measure (Loại dữ liệu đo lường): Chỉ có factor tên nghiệm thức/xử lý mới
dùng Nominal. Scale phổ biến cho sự thay đổi liên tục theo hàm số.



Data View: Cột đầu luôn là ký hiệu tên nghiệm thức
Nhập hoặc sao chép dữ liệu từ Excel sang trang DataView.

4


Tài liệu hướng dẫn bố trí thí nghiệm và phân tích thông kê bằng phần mềm SPSS

3.2.3. Test DUNCAN
 Khởi chạy One-way ANOVA trên menu: Analyze  Compare Means 
One-Way ANOVA



Chọn nhân tố và chỉ tiêu phụ thuộc: Trong cửa sổ ANOVA, chọn Factor
(nhân tố ngoại sinh thay đổi) là tên của nhóm nghiệm thức và Dependent List
là các chỉ tiêu sinh lý phụ thuộc.





Chọn Test Duncan: Nhấn nút Post Hoc -> chọn ô Duncan
Chọn mức xác suất: Nhập vào ô Significance level (mặc định p=0,05 tức
phương sai nhỏ hơn hay bằng 5% thì chấp nhận là khác biệt có ý nghĩa).
Nhấn continue khi đã chọn xong



5


Tài liệu hướng dẫn bố trí thí nghiệm và phân tích thông kê bằng phần mềm SPSS





Thể hiện bảng kết quả: Nhấn nút Options trong cửa số ANOVA  Chọn ô
Descriptive để kết quả thể hiện các thông số như: Trung bình (MEANS), sai
số chuẩn (Standard Error), …
Nhấn Continue khi đã chọn xong



Nhấn OK trên cửa sổ ANOVA khi đã chọn xong

3.2.4. Đọc bảng dữ liệu
Bảng kết quả (Output) gồm các bảng như sau:

 Descriptives: Bảng thể hiện số liệu đã thống kê với trung bình (MEANS) độ
lệch chuẩn (SD, Standard Deviation) và sai số chuẩn (SE, Standard Error).
 ANOVA: Với các thông số: độ tự do (df) trung bình bình phương (Mean
Square), giá trị F và phương sai (Sig., Significance).
Lưu ý: Phương sai ANOVA thể hiện độ tin cậy của thí nghiệm, thông thường
phương sai phải lớn hơn hay bằng mức xác suất (p=0,05). Nếu độ tin cậy
không đạt thì không xét tiếp các test bên dưới.

6


Tài liệu hướng dẫn bố trí thí nghiệm và phân tích thông kê bằng phần mềm SPSS



Post Hoc Tests:
Test Duncan sẽ phân nhóm theo giá trị trung bình. Nhóm mang số nhỏ có số
trung bình nhỏ và ngược lại. Các nghiêm thức trùng nhau 1 cột nhóm trở lên
sẽ không khác biệt với nhau về mặt ý nghĩa thống kê.

3.2.5. Chuyển dữ liệu về phần mềm WORD


Nhập dữ liệu vào trang kết quả của file Excel: Theo mẫu như bên dưới.



Chuyển dữ liệu vào trang WORD: Theo mẫu như bên dưới:

Tên bảng. Chiều dài thân và rễ của cây con rau muống 2 tuần tuổi tăng trưởng trên các môi

trường MS đủ hoặc thiếu các khoáng P, Ca và Fe
Chiều dài thân (cm)

Chiều dài rễ (cm) *

Đối chứng (MS đầy đủ)

4,44 ± 0,05 ab

6,52 ± 0,19

Phosphat

2,74 ± 0,28 c

6,70 ± 0,36

Calcium

4,26 ± 0,33

b

6,74 ± 0,17

Sắt

5,26 ± 0,36 a

7,22 ± 0,34


Loại khoáng thiếu

Các số trung bình trong cột với các ký tự khác nhau theo sau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức xác suất p=0,05.
*, Các số trung bình trong cột không khác biệt nhau phương sai (significant) p=0,369.

7