基于农药毒力计算的6个统计分析软件比较

常菊花　何月平

摘要 选用了能够用于农药毒力数据机率值分析的通用软件（SAS、SPSS和DPS）和专门程序（Polo、BA和EPA机率值分析程序），以二化螟对三唑磷的室內毒力数据为例，比较分析不同统计分析软件的计算结果。结果表明，当对照组死亡率为0时，6个软件程序计算得到的LD值（LD5、LD50和LD95）、截距和斜率等基本相等，但是LD值的95%置信限有差异。当对照组死亡率不为0时，发现6个程序计算得到的毒力资料数值都有差异，其中LD（LD5、LD50和LD95）、截距和斜率的数值相差较小，但是LD值的95%置信限差异较大。

关键词 SAS；SPSS；Polo；EPA；DPS；BA

中图分类号 S127 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）03-00746-03

Abstract Six statistical analysis software （SAS， SPSS， DPS， Polo， BA and EPA） were used to calculate the pesticide toxicology data. When the mortality in control group was 0， the Lethal dose（LD5， LD50 and LD95）， intercept and slope were almost equal， but the 95% confidence limits calculated by the six statistical analysis software were different. When the mortality in control group was not 0， the pesticide toxicology data calculated by six statistical analysis software （SAS， SPSS， DPS， Polo， BA and EPA） were all different. There were slight differences between the Lethal dose （LD5， LD50 and LD95）， intercept and slope， but there were large differences between the 95% confidence limits calculated by the six statistical analysis software.

Key words SAS； SPSS； Polo； EPA； DPS； BA

在农药生物测定中，致死中量（LD50）或有效中量（ED50）和回归线的斜率（b值）是表示药剂对生物效力的代表性数值。为了要测定LD50或b值，通常采用的统计分析方法是机率值分析法（Probit Analysis）[1]。机率值分析法和计算致死中量的方法很多，但传统的手工计算方法十分复杂，不仅要花费大量时间，而且很容易出错。随着电子计算机技术的发展，出现了不少软件或程序应用于生物测定数据的机率值分析和致死中量的计算，在很大程度上简化了运算程序[2-6]。笔者采用机率值分析软件（Polo、BA、EPA）和生物统计软件（SPSS、SAS、DPS）计算农药毒力数据，比较分析不同程序的计算结果，拟推荐出可供广泛使用且结果精确的程序或软件用于生物测定数据的统计分析。

1 材料与方法

1.1 程序和测试数据

以室内采用毛细管点滴法测定三唑磷对水稻二化螟幼虫的室内毒力数据为例（表1），采用SAS 8.1、SPSS 19.0、DPS 7.05版、PoloPlus （Probit and Logit Analysis， LeOra Software）、EPA （EPA probit analysis program used for calculation LC/EC values version 1.5）、BA（Bioassay Data Processing and Management System）6个统计分析软件，计算毒力回归方程、LD5、LD50、LD95 及其95%置信限，以及卡平方值和相关系数等，比较分析不同程序的计算结果。

1.2 软件使用和结果输出

各软件用于机率值分析的操作步骤如下，在表2～3中列出6个软件计算所得的LD5、LD50和LD95及其95%置信限、回归方程的截距、斜率及其标准误、卡平方值或相关系数等，所有数值保留小数点后3位有效数字。

1.2.1 Polo软件（Probit and logit Analysis）。Polo软件是LeOra软件公司研发的专门用于生物测定资料的统计分析软件，其开发是基于BLISS算法，并包含parallelism和equality假设测验[6]。PoloPlus版本是与微软windows兼容的最新版Polo程序。在PoloPlus程序中打开保存的毒力数据文件，在参数选择“Choose options”窗口中，选择剂量的log转换“Convert doses to logarithms （standard）”，在数学模型“Mathematical Model”中选择机率值“Probit”，输入所要获得的致死浓度（如LD5、LD50、LD95）。完成数据格式检查“Check data”和计算操作后，PoloPlus会在“Display results”和“Display summary”界面中显示数据分析结果。这个程序能够计算显示出毒力回归资料的斜率和截距及其标准误、致死浓度（LD1～LD99）及其95%置信限和卡方检验结果。毒力数据在TXT或DOC文本文件中按照如下格式输入，浓度为表1中剂量（mg/ml）乘以点滴量0.04 μl/头。

2.2 对照死亡率不为0时的程序计算结果比较

当对照死亡率不为0时，使用Polo、DPS、EPA和BA等程序时，直接将对照死亡个数输入到程序中。采用SAS程序编码进行分析之前，先将死亡率进行校正后再输入到软件中进行计算，经校正后的死亡虫数保留小数点后2位有效数值，如0.4 μg/头的剂量下的校正死亡虫数为11.38；使用SPSS软件时，表3中的SPSS-1计算处理组是先将校正死亡虫数输入到SPSS中（校正后的死亡虫数保留小数点后2位有效数值），再按照对照死亡率为0来进行计算分析；SPSS-2计算处理组为采用软件带有的“Natural response rate”选择用于设定对照组的自然死亡率（如表1中的对照死亡率为0.033）。

6个统计软件计算得到的结果见表3。SPSS-1和SPSS-2两组得到的结果有差异，SPSS-1和SAS计算结果基本一致，SPSS-2和Polo计算结果基本一致。另外，①LD值（LD5、LD50和LD95）：BA、SAS和SPSS-1计算得到的LD值相等或相近，Polo、DPS、SPSS-2和EPA得到的LD值相近，如BA、SAS和SPSS-1计算得到的LD50值（0.806）要高于Polo、DPS、SPSS-2和EPA的LD50值（0.797～0.801）。②LD值的95%置信限：BA、DPS和EPA计算得到的LD值得95%置信限跨度要窄于POLO、SAS、SPSS-1和SPSS-2得到的置信限。③斜率和截距：SAS、BA和SPSS-1得到的斜率（1.939～1.940）要略高于Polo、DPS和SPSS-2得到的斜率（1.926），EPA算得斜率为1.923。SAS和SPSS算得的截距数值加上数值5后就与其他程序得到的结果一致。④卡平方值或相关系数：EPA算得相关系数值最小（5.881）。BA和DPS得到的相关系数分别为0.959和0.968。