一种酶制剂对稻米农残的影响

姜心禄 李旭毅 池忠志 吴茂力 陈莉郑家国*

（1四川省农业科学院作物研究所，成都610066；2四川省德阳市水稻专家大院，四川广汉618300；3四川省原子能研究院，成都610101；4成都尚食农业科技有限公司，成都 610051；第一作者：jxinlu679@126.com；*通讯作者:zhjguo580@126.com）

一种酶制剂对稻米农残的影响

姜心禄1,2李旭毅1,2池忠志1,2吴茂力3陈莉4郑家国1,2*

（1四川省农业科学院作物研究所，成都610066；2四川省德阳市水稻专家大院，四川广汉618300；3四川省原子能研究院，成都610101；4成都尚食农业科技有限公司，成都 610051；第一作者：jxinlu679@126.com；*通讯作者:zhjguo580@126.com）

农药残留影响稻米品质，直接影响人们的身体健康。通过引进一种酶制剂，研究了该试剂不同使用时期和使用量对稻米中农药残留的影响，以集成稻米的安全生产技术。结果表明，应用战氏生物转换酶制剂，在总用量为5 400～9 000 mL/hm2时，在水稻抽穗前5 d和齐穗后5 d各喷施叶面1次，可以收到较好的降低农残的效果。该酶制剂在德优4727、川优6203生产中适宜的使用量为5 400 mL/hm2以上，能实现未检出农残的效果；在宜香2115、F优498生产中适宜的使用量为9 000 mL/hm2时，才能达到未检出农残的效果。

酶制剂；农药残留；降解，安全生产

在农业生产中，由于农药的广泛使用，成功防控了病虫害。但同时，由于农药的使用，也给农产品、植株体、农田生长环境带来了直接和间接的污染和危害。目前，我国农药使用量超过300万t[1]，以农药防治为主要防治手段的面积超过30亿hm2。主要农产品的农药残留超标率超过20%。主要农产品特别是人畜使用的农产品的农药残留，已经给人畜的生存造成了日益严重的危害[2-5]。

为了促进农产品安全生产，保障人们的身体健康，国家相继出台了多项鼓励支持安全生产的政策。同时，加强科研，研发新的更安全的生产技术和农药降解技术。酶是自然界存在的一种具有生物催化功能的高分子物质，它们通过复杂的化学反应，能催化、转移、分解特定的成分。因此，通过寻找对某些特定元素具有定向催化、转移的酶，可以有效的分解、转化农药成分。以多种近似酶的集合，利用酶的稳定、转移、高效、不需要碳源、能耐受恶劣环境，可以制成能降解多种农药成分的产品[6-10]。战氏生物转换酶是山东省威海市战氏生物转换酶制剂有限公司生产的一种酶制剂，它利用特定的多种酶来降解农药成分，降低农产品中的农药残留。为了研究该酶制剂在水稻生产中对稻米农残的影响，2014-2016年笔者在四川省广汉市和崇州市进行了相关研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用酶制剂为威海市战氏生物转换酶制剂有限公司生产的一种由战氏生物转化酶制成的液体。水稻品种为目前四川省水稻生产中应用面积较大且具有代表性的品种。

1.2 试验设计

1.2.1 不同品种和酶制剂施用时期对稻米农残的影响

试验采用主裂区设计，主处理（A）为战氏生物农残降解剂的使用时期：A1，返青期；A2，抽穗期；A3，灌浆期；A4，CK；A5，返青期+抽穗期；A6，返青期+灌浆期；A7，抽穗期+灌浆期；A8，返青期+抽穗期+灌浆期。副处理为品种：宜香优 2115（B1）和川优 6203（B2）。

战氏生物农残降解剂的用量按照每hm2每次900 mL对水450 kg均匀喷施叶面，对照等量喷施清水。

试验于2014年、2015年在四川现代农业产业（广汉）示范区（四川省广汉市连山镇锦花村一组）、崇州市隆兴镇黎坝村（成都市10万亩粮经高产高效示范区）按照同一方案进行。

广汉基地试验田前作小麦，土质为沙壤土，pH 6.27，全氮 0.20%，有效氮 133.23 mg/kg，全磷 0.09%，有效磷 11.66 mg/kg，全钾 1.71%，有效钾 98.33 mg/kg，有机质23.08%，镉0.61 mg/kg。前作小麦5月11日收获。小麦收获时秸秆粉碎还田，淹水后旋耕，保水3 d，待水落干成“花花水”时施用底肥，埋草提浆后插秧。试验于4月13日播种，5月24日移栽，移栽规格16.5cm×30.0 cm。每hm2用复合肥（N、P、K为 15-15-15，下同）375 kg、碳铵375 kg作底肥。全生育期施肥量：N 165 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，氮肥中基肥、分蘖肥、穗肥比例为 6∶2∶2。

表1 不同品种和使用时期对稻米农残的影响

崇州基地试验田前作小麦，土质为沙壤土，pH 7.3，全氮 0.129%，有效氮 79.5 mg/kg，全磷 0.034%，有效磷 7.17 mg/kg，全钾 1.31%，有效钾66 mg/kg，有机质2.01%，镉0.70 mg/kg。前作小麦5月9日收获。小麦收获时秸秆粉碎还田，淹水后旋耕，保水3 d，待水落干成“花花水”时施用底肥，埋草提浆后插秧。试验于4月13日播种，5月25日移栽，移栽规格16.5 cm×30.0 cm。每hm2用复合肥375 kg、碳铵375 kg作底肥，全生育期施肥量：N 165 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2。氮肥中基肥、分蘖肥、穗肥比例为 6∶2∶2。

试验记载水稻生产的播种期、移栽期、齐穗期、收获期。试验收获时测产。稻谷晒干后15 d，每区取混合稻谷样本碾米，取精米600 g送诺安实力可商品检验（青岛）有限公司依据GB2763-2014（GC）、GB2763-2014（LC）对稻米的农残进行农残全扫套餐（GC、LC）检测。

试验数据和分析测试结果2年均较接近，本文以2014年广汉基地试验数据采用Excel、DPS 14.5软件进行方差分析。

1.2.2 酶制剂的施用量对不同品种稻米农残的影响

试验采用主裂区设计，主处理（E）为酶制剂的施用量：E1，总用量9 000 mL/hm2，分2次喷施，每次4 500 mL/hm2对水 450 kg；E2，总施用量 5 400 mL/hm2，分 2次喷施，每次2 700 mL/hm2对水450 kg；E3，总施用量2 700 mL/hm2，分2次喷施，每次1 350 mL/hm2对水450 kg；E4，CK，每次喷施等量清水。酶制剂在水稻抽穗前5 d、齐穗后的第5 d进行叶面喷施。副处理（F）为品种。F1为宜香2115；F2为德优4727；F3为川优6203；F4为F优498。3次重复，小区面积15 m2。

试验于2015年、2016年在崇州市隆兴镇黎坝村进行。前作小麦5月11日收获。小麦收获时秸秆粉碎还田，淹水后旋耕，保水3 d，待水落干成“花花水”时施用底肥，埋草提浆后插秧。试验于4月10日播种，5月25日移栽，移栽规格16.5 cm×30.0 cm。每hm2施复合肥375 kg、碳铵375 kg作底肥。全生育期施肥量：N 165 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2，氮肥中基肥、分蘖肥、穗肥比例为 6∶2∶2。

试验记载水稻的播种期、移栽期、齐穗期、收获期。收获时测产。稻谷晒干后15 d，每小区取混合稻谷样本碾米，取精米600 g送诺安实力可商品检验（青岛）有限公司依据 GB2763-2014（GC）、GB2763-2014（LC）对稻米的农残进行农残全扫套餐（GC、LC）检测。

根据GB2763-2014（GC、LC）对各项指标的要求，对低于限制指标的标示为未检出，高于限制值的以实际检测数值标出。为方便统计，高于限制值的标识为检出。

试验数据和分析测试结果2年接近，本文均以2016年试验数据采用Excel、DPS 14.5软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 品种和酶制剂施用时期对稻米农残的影响

2.1.1 该酶制剂降低农残有效，但不够好，品种间农残降解效果的差异较小

从表1可见，使用1次酶制剂的A1、A2、A3处理中，4次重复的样本中有3次甚至4次重复都有农残检出；使用2次酶制剂的A5、A6、A7处理中，有1次重复没有农残检出；使用3次酶制剂的A8处理有2次重复没有农残检出。宜香优2115、川优6203的农残降解效应虽然存在一定的差异，但趋势一致，均表现为使用3次的处理效果好于使用2次的处理，只使用1次的处理效果较差。试验两个品种4次重复且分别在广汉、崇州两地的检测结果高度一致，但是对于农残的降低都没有达到较好的效果。在使用2次、3次的处理中，有1～2个样本农残未检出。研究认为，这可能与该酶制剂使用量不足有关，需要加大使用量。

表2 农残检出的药剂分析

表3 不同酶制剂用量对4个品种稻米农残降解的效应比较

2.1.2 对杀虫剂的降解效果较好，对杀菌剂的降解效果次之

从表2可见，该酶制剂对杀虫剂的降解效果较好，但对杀菌剂的效果要差一些。三唑磷、毒死蜱未检出，噻虫嗪有部分检出，腐霉利和丙环唑多数检出，且多数样本中丙环唑残留量超过0.05 mg/kg。分析认为，这可能与丙环唑使用时间较晚有关，试验中由于天气和病害发生原因，于8月17日才喷施丙环唑，而9月4日试验水稻即收获。

2.2 酶制剂的使用量对不同品种稻米农残的影响

2.2.1 该酶制剂的降解作用具有剂量效应，用量越大降解作用越强

从表3可见，酶制剂用量达到9 000 mL/hm2时，4个品种4次重复全部没有农残检出。随着使用量的降低，农残降解的效果降低。使用量降低到5 400 mL/hm2时，参试品种中有2个品种有农残检出。使用量降低到2 700 mL/hm2时，参试品种均有农残检出。

2.2.2 不同品种对酶制剂的用量反应存在差异

对不同品种而言，酶制剂使用量达到9 000 mL/hm2时，所有品种稻米农残未检出。但随着使用量的降低，一些品种稻米有农残检出，且不同品种间存在差异。具体表现为德优4727、川优6203在酶制剂用量达到5 400 mL/hm2时未检出 ，但使用量再降低，即有农残检出；而宜香2115、F优498在酶制剂使用量达到9 000 mL/hm2时，才能达到农残未检出（表3）。

3 讨论与结论

农药虽然可以有效的进行病虫害防治，但也造成了农产品中的农药残留和生产环境的污染[8]，直接或间接影响人们的健康。加快农药降解是广大科研工作者一直在努力的方向。目前常用的降解农药的方法有物理降解、化学降解、生物降解等多种方法[5]。其中，生物降解中微生物、降解酶、工程菌等方法的研究在近年得到长足的发展。通过一些特定的稳定的酶，以酶的专一性和多样性，可以利用性质近似的多种酶集合制成特定的农残降解剂，能通过酶的增殖、分解，可以转化、降解农药残留。而且，酶不需要碳源，一些还能耐受±50℃甚至更高的温度、盐碱环境，降解效果远胜于微生物本身[11-13]。

本试验选用的战氏生物转换酶虽然限于知识产权原因未有关于成分的介绍，但近年在蔬菜、水果、茶叶等上都有相关的研究报道[14-17]。笔者只能结合同行业的研究情况和近年的研究报道，对本试验的研究进行分析。

2014年的研究结果表明，在本试验条件下，水稻生产中采用资料介绍的500倍稀释液叶面喷施的方法，并未能收到较好的农残降解效果。根据研究结果调整后的使用量和使用方法，经检测，应用该酶制剂能显著降低稻米中的农残，甚至达到未检出的效果。说明应用该酶制剂可以实现稻米的安全生产。

本研究结果表明，应用战氏生物转换酶制剂，以5 400～9 000 mL/hm2使用量时，在水稻抽穗前5 d和齐穗后5 d对水450 kg等量各叶面喷施1次，可以收到较好的降低农残的效果。以GB2763-2014（GC、LC）为检测标准测定农残指标，德优4727、川优6203适宜的酶制剂使用量为5 400 mL/hm2以上，能达到未检出农残的效果。宜香2115、F优498适宜的酶制剂使用量为9 000 mL/hm2时，才能达到未检出农残的效果。

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Effect of Enzyme Reagent on Pesticide Residue of Rice

JIANG Xinlu1,2,LI Xuyi1,2,CHI Zhongzhi1,2,WU Maoli3,CHEN Li4,ZHENG Jiaguo1,2*
（1Institute of Crop Science,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China;2Courtyard of Rice Experts in Deyang City,Guanghan,Sichuan 618300,China;3Sichuan Institute of Atomic Energy,Chengdu 610101,China;4Chengdu Shangshi Agricultural Science and Technology Co.,Ltd.,Chengdu 610051,China;1st author:jxinlu679@126.com;*Corresponding author:zhjguo580@126.com）

There are great effects of pesticide residues on rice quality and people's health.Through the introduction of an enzyme reagent,a study was carried out to explore the effects of using time and dosage of the reagent on pesticide residue in rice.The results showed that the suitable dosage of the enzyme reagent was 5 400～9 000 mL/hm2and applied in 5 days before heading and after heading,could reduce the pesticide residue,different varieties had different suitable dosages.

enzyme preparation;pesticide residue;degradation;safety production

S511.05

A

1006-8082（2017）06-0076-04

2017－07－27

四川省科技厅应用基础项目（2014JY0252）；成都市科技惠民项目（2015-HM01-00002-SF）