基于農藥毒力計算的6個統計分析軟件比較

常菊花　何月平

摘要 選用了能夠用于農藥毒力數據機率值分析的通用軟件（SAS、SPSS和DPS）和專門程序（Polo、BA和EPA機率值分析程序），以二化螟對三唑磷的室內毒力數據為例，比較分析不同統計分析軟件的計算結果。結果表明，當對照組死亡率為0時，6個軟件程序計算得到的LD值（LD5、LD50和LD95）、截距和斜率等基本相等，但是LD值的95%置信限有差異。當對照組死亡率不為0時，發現6個程序計算得到的毒力資料數值都有差異，其中LD（LD5、LD50和LD95）、截距和斜率的數值相差較小，但是LD值的95%置信限差異較大。

關鍵詞 SAS；SPSS；Polo；EPA；DPS；BA

中圖分類號 S127 文獻標識碼 A 文章編號 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

在農藥生物測定中，致死中量（LD50）或有效中量（ED50）和回歸線的斜率（b值）是表示藥劑對生物效力的代表性數值。為了要測定LD50或b值，通常采用的統計分析方法是機率值分析法（Probit Analysis）[1]。機率值分析法和計算致死中量的方法很多，但傳統的手工計算方法十分復雜，不僅要花費大量時間，而且很容易出錯。隨著電子計算機技術的發展，出現了不少軟件或程序應用于生物測定數據的機率值分析和致死中量的計算，在很大程度上簡化了運算程序[2-6]。筆者采用機率值分析軟件（Polo、BA、EPA）和生物統計軟件（SPSS、SAS、DPS）計算農藥毒力數據，比較分析不同程序的計算結果，擬推薦出可供廣泛使用且結果精確的程序或軟件用于生物測定數據的統計分析。

1 材料與方法

1.1 程序和測試數據

以室內采用毛細管點滴法測定三唑磷對水稻二化螟幼蟲的室內毒力數據為例（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個統計分析軟件，計算毒力回歸方程、LD5、LD50、LD95 及其95%置信限，以及卡平方值和相關系數等，比較分析不同程序的計算結果。

1.2 軟件使用和結果輸出

各軟件用于機率值分析的操作步驟如下，在表2～3中列出6個軟件計算所得的LD5、LD50和LD95及其95%置信限、回歸方程的截距、斜率及其標準誤、卡平方值或相關系數等，所有數值保留小數點后3位有效數字。

1.2.1 Polo軟件（Probit and logit Analysis）。Polo軟件是LeOra軟件公司研發的專門用于生物測定資料的統計分析軟件，其開發是基于BLISS算法，并包含parallelism和equality假設測驗[6]。PoloPlus版本是與微軟windows兼容的最新版Polo程序。在PoloPlus程序中打開保存的毒力數據文件，在參數選擇“Choose options”窗口中，選擇劑量的log轉換“Convert doses to logarithms （standard）”，在數學模型“Mathematical Model”中選擇機率值“Probit”，輸入所要獲得的致死濃度（如LD5、LD50、LD95）。完成數據格式檢查“Check data”和計算操作后，PoloPlus會在“Display results”和“Display summary”界面中顯示數據分析結果。這個程序能夠計算顯示出毒力回歸資料的斜率和截距及其標準誤、致死濃度（LD1～LD99）及其95%置信限和卡方檢驗結果。毒力數據在TXT或DOC文本文件中按照如下格式輸入，濃度為表1中劑量（mg/ml）乘以點滴量0.04 μl/頭。

2.2 對照死亡率不為0時的程序計算結果比較

當對照死亡率不為0時，使用Polo、DPS、EPA和BA等程序時，直接將對照死亡個數輸入到程序中。采用SAS程序編碼進行分析之前，先將死亡率進行校正后再輸入到軟件中進行計算，經校正后的死亡蟲數保留小數點后2位有效數值，如0.4 μg/頭的劑量下的校正死亡蟲數為11.38；使用SPSS軟件時，表3中的SPSS-1計算處理組是先將校正死亡蟲數輸入到SPSS中（校正后的死亡蟲數保留小數點后2位有效數值），再按照對照死亡率為0來進行計算分析；SPSS-2計算處理組為采用軟件帶有的“Natural response rate”選擇用于設定對照組的自然死亡率（如表1中的對照死亡率為0.033）。

6個統計軟件計算得到的結果見表3。SPSS-1和SPSS-2兩組得到的結果有差異，SPSS-1和SAS計算結果基本一致，SPSS-2和Polo計算結果基本一致。另外，①LD值（LD5、LD50和LD95）：BA、SAS和SPSS-1計算得到的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計算得到的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計算得到的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算得斜率為1.923。SAS和SPSS算得的截距數值加上數值5后就與其他程序得到的結果一致。④卡平方值或相關系數：EPA算得相關系數值最?。?.881）。BA和DPS得到的相關系數分別為0.959和0.968。