覆膜栽培方式下毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔和土壤中的消解动态

2018-10-19吴静娜杨秀娟韦璐阳邓有展王运儒农耀京

西南农业学报 2018年9期

吴静娜，杨秀娟，韦璐阳，邓有展，王运儒，吴凤，农耀京

(广西壮族自治区亚热带作物研究所，农业部农产品质量安全风险评估实验室(南宁)，农业部亚热带果品蔬菜质量监督检验测试中心，广西南宁 530001)

【研究意义】金桔是柑橘类水果中的一种，属芸香科柑橘属，在广西、广东、湖南和江西等地有大规模的种植，目前是广西柳州地区种植业的重要组成部分和果农经济收入的重要来源[1]。金桔在生产过程中需要使用多种化学农药防治病虫害，同时采用覆膜栽培技术，以提高金桔的抗寒防冻能力，减少病虫害和裂果落果，达到晚采提质增效的目的[2]。毒死蜱、丙溴磷和三唑磷是常用于农业生产的中等毒性有机磷杀虫剂。随着中国对部分高毒有机磷、有机氯农药的禁用和限用，这3种农药目前属于果树生产上少数允许使用的有机磷农药。农业部农产品质量安全风险评估实验室(南宁)在2017-2018年开展的《柑桔质量安全风险隐患摸底排查与关键控制点评估》中发现，广西柑橘类水果在生产中使用率以及果实残留量较高的3种有机磷农药为毒死蜱、丙溴磷和三唑磷。因此，研究这3种农药在金桔和土壤中的残留动态，对促进广西金桔质量安全生产以及农药的合理使用具有重要意义。【前人研究进展】毒死蜱、丙溴磷或三唑磷施用于露地栽培果树上的残留消解动态已有报道，如苹果[3-5]、柑橘[6-7]、荔枝[8]、香蕉[9-10]、杨梅[11]及龙眼[12]等。梁俊等[3]研究了毒死蜱在露地苹果树中的降解规律，研究表明毒死蜱降解速率快、残留低，可以在苹果生产上长期使用，同时，建议降低我国现行无公害苹果标准规定的毒死蜱MRL值。齐伟婧等[7]建立了乐果、杀扑磷和毒死蜱在柑橘果实中的残留分析方法，并单独对毒死蜱的降解规律进行了探讨：毒死蜱在柑橘果皮中残留降解速率较快，在果肉中的半衰期较长。【本研究切入点】目前，关于毒死蜱、丙溴磷和三唑磷同时作用于覆膜栽培金桔的残留动态研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】以滑皮金桔为试材，对毒死蜱、丙溴磷和三唑磷进行残留检测，了解这3种有机磷农药在施用农药后的残留与降解情况，全面正确地评价它们的生态环境效应，研究它们在果实和土壤中的降解动态，以期为金桔果品安全生产提供科学依据和应用指导。

1 材料与方法

1.1 田间试验

1.1.1 试验地概况于2017年10月至2018年2月，参照NY/T 788-2004《农药残留试验准则》[13]进行田间试验。试验地位于广西柳州市柳城县，试验品种为滑皮金桔。试验地块土层深厚，土壤肥沃，水浇条件好，树龄5年，长势均匀，果树在金桔中果期后未施用过农药。土壤类型为砂壤土，pH值5.5～6.0，土壤有机质含量3.0 %。砧木为积砧，株行距2.0 m×3.0 m，树高2.2 m 左右。棚架采用铁架，薄膜选用生产上常用的大棚薄膜，厚度为0.05～0.08 mm，宽幅3.0～12.0 m。

1.1.2 供试药剂甲氰-三唑磷(奥杀螨，18 %三唑磷，4 %甲氰菊酯)，柳州市惠农化工有限公司；40 %丙溴磷，南京红太阳股份有限公司；45 %毒死蜱(乐斯本)，美国陶氏益农公司。

1.1.3 残留消解动态试验金桔：于中果期选取树形和长势相近的金桔果树进行试验。每3株金桔果树作为1个处理，共设2个处理：空白(喷清水对照)和推荐剂量。推荐剂量的有效成分为：毒死蜱202 g·hm-2，丙溴磷480 g·hm-2，三唑磷337 g·hm-2。3种农药混合均匀后采用电动喷雾喷施，待药液风干后立即覆膜。施药后于第2小时及第1、3、7、14、21、30、45、60、80、100和110天采集金桔样品。采用随机多点取样，从每棵树的上、中、下部的内、外侧随机采取金桔，每次采样1.0 kg，采摘后4 h内将分析样品(全果)切碎并混匀，用食品加工机打成匀浆，装入聚乙烯塑料瓶，置于-20 ℃低温冰柜中密封贮存，以供检测。

土壤：果实试验的同时，在同一果园内选择距果实试验区有一定间隔且地质相同的空地，面积约30 m2，喷施相同剂量的3种混合农药，施药待药液风干后立即采用与金桔果树相同的方式覆膜。施药后按照金桔试验的间隔期采集0～10 cm深度的土壤2.0 kg。筛去碎石杂物，充分碾磨后过40目筛混匀，按照四分法取样200 g，用塑料袋密封后于-20 ℃冰箱中保存待测。

1.1.4 最终残留试验试验共设空白(喷清水对照)、推荐剂量和2倍推荐剂量3个处理，每个处理设3个重复。推荐剂量的有效成分为：毒死蜱202 g·hm-2，丙溴磷480 g·hm-2，三唑磷337 g·hm-2；2倍推荐剂量的有效成分为：毒死蜱405 g·hm-2，丙溴磷960 g·hm-2，三唑磷674 g·hm-2。于金桔中果期时首次施药，施药2次，施药间隔期7 d，分别于末次施药后7、30、60、80和100 d采集金桔及土壤样品，测定3种农药的残留量。样品采集处理方式同消解动态试验。

1.2 分析及检测方法

1.2.1 仪器与试剂对毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的残留分析检测按照NY/T 761-2008[14]进行。仪器：Agilent-6890N-FPD气相色谱仪(美国安捷伦公司)、T18高速均质仪(德国IKA公司)、纯水仪(上海洋沦精密设备科技有限公司)、小型旋涡混匀仪(德国IKA公司)、氮吹仪(美国Organomation公司)。

试剂：100 mg·L-1毒死蜱、丙溴磷、三唑磷标准品(农业部环境保护科研监测所)；乙腈、丙酮，色谱纯(德国默克公司)。

1.2.2 提取净化称取10.0 g金桔或土壤样品，加入20.0 mL乙腈，高速均质器均质2 min后过滤，滤液转至装有3.0 g NaCl的具塞量筒中震摇1 min。静置20 min后，吸取上层提取液10.0 mL，于45 ℃氮吹仪上吹至近干，用丙酮定容至5.0 mL，过0.22 μm有机滤膜后转移至进样瓶，待气相色谱测定。

1.2.3 气相色谱检测条件毛细管色谱柱型号DB-1701(30 m×530 μm×1.0 μm)，固定液为DB-35；检测器温度：250 ℃，进样口温度220 ℃；载气为N2，恒压不分流，流量：10.0 mL·min-1，H2：75.0 mL·min-1，空气：100 mL·min-1；柱温采用程序升温：初始温度150 ℃，以10 ℃·min-1升至200 ℃，保持5.0 min，再以15 ℃·min-1升至250℃；保持6.0 min；进样量1.00 μl。

1.2.4 标准曲线将质量浓度为100 mg·L-1的毒死蜱、丙溴磷和三唑磷标准溶液用丙酮逐级稀释，分别配制成质量浓度为0.02、0.05、0.10、0.15、0.20、0.50和1.00 mg·L-1的标准工作溶液。按1.2.3仪器条件进行测定，以3种农药标准溶液的质量浓度(x)对峰面积(y)绘制标准曲线，考察方法的线性相关性。

1.2.5 添加回收试验平行称取3 份(每份10.0 g)经测定不含供试农药的金桔和土壤空白试样，分别添加毒死蜱、丙溴磷和三唑磷混合标准溶液，添加水平为：0.05、0.50和1.00 mg·kg-1，混匀，每个浓度重复3次，静置30 min，按照1.2.2的方法提取净化后，用气相色谱测定，计算回收率及相对标准偏差，考察方法的准确度和精密度。

2 结果与分析

2.1 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的线性范围

采用峰面积外标法定量。在0.02～1.00 mg·L-1范围内，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔或土壤基质下，无明显的基质效应。3种农药的质量浓度与峰面积存在显著的正相关，有良好的线性关系。回归方程分别为：毒死蜱，y=3657.7x+1.2315，相关系数r为0.9995；丙溴磷，y=4261.6x-3.1781，相关系数r为0.9995；三唑磷，y=3609.2x-0.0549，相关系数r为0.9993。3种有机磷农药的色谱峰如图1所示。

2.2 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的回收率、检出限及定量限

金桔及土壤中毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的回收率试验结果见表1。在0.05、0.50和1.00 mg·kg-1的添加浓度下，金桔中毒死蜱的平均回收率为92.9 %～102.7 %，相对标准偏差为2.2 %～3.3 %；丙溴磷的平均回收率为86.3 %～90.9 %，相对标准偏差为2.1 %～2.6 %；三唑磷的平均回收率为90.8 %～105.8 %，相对标准偏差为3.2 %～4.3 %。土壤中毒死蜱的平均回收率为85.8 %～92.1 %，相对标准偏差为1.9 %～2.7 %；丙溴磷的平均回收率为84.6 %～87.8 %，相对标准偏差为2.2 %～4.9 %；三唑磷的平均回收率为85.1 %～91.9 %，相对标准偏差为1.2 %～4.3 %，准确度和精密度均符合农药残留分析的要求[13]。以3倍信噪比(S/N)计算检出限，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔和土壤中的检出限分别为0.007、0.006和0.007 mg·kg-1；3种农药的定量限均为0.020 mg·kg-1。

2.3 残留消解动态试验

残留量与消解速率见表2～3。喷药2 h后，3种农药在金桔果实中的原始残留量分别为0.072、0.375和0.139 mg·kg-1，土壤中的原始残留量分别为：0.127、0.694和0.257 mg·kg-1。土壤中的原始残留浓度均大于金桔果实的原始残留浓度，可能是由于金桔果实小而分散，农药附着面积相对于土壤较小造成的。毒死蜱在金桔果实的消解率14 d后能达到100 %，而丙溴磷和三唑磷消解率达100 %分别需要100及110 d；3种农药在土壤中的消解率达到100 %需要的时间较金桔更长，分别为21、110和110 d。

图1 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷标准品色谱图Fig.1 The chromatogram of chlorpyrifos, profenofos and triazophos standard

农药Pesticide样品Sample添加浓度(mg·kg-1)Additive concentration回收率( %)RecoveryRSD( %)毒死蜱Chlorpyrifos金桔Kumquat fruit0.0592.92.20.596.63.31102.73.3土壤Soil0.0587.12.20.592.11.9185.82.7丙溴磷Profenofos金桔Kumquat fruit0.0586.32.10.590.92.2186.92.6土壤Soil0.0586.12.40.584.64.9187.82.2三唑磷Triazophos金桔Kumquat fruit0.05102.23.40.590.83.51105.84.3土壤Soil0.0585.14.30.591.51.2191.93.4

图2 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔和土壤中的降解曲线Fig.2 Degradation curves of chlorpyrifos, profenofos and triazophos in kumquat friut and soil

2.4 最终残留量

残留试验设置了2个施药浓度，于金桔中果期按照推荐剂量和2倍推荐剂量分别施药2次，施药间隔期7 d，末次施药与金桔收获期分别间隔7、30、60、80和100 d采集金桔和土壤样品。由表4可知，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔和土壤中的残留量与施药剂量基本成正比，与采收间隔期成反比。最后一次施药距收获间隔期7 d，毒死蜱在金桔和土壤中的残留量均小于1.0 mg·kg-1；最后一次施药距收获间隔期60 d，三唑磷在金桔和土壤中的残留量小于0.2 mg·kg-1；而丙溴磷在金桔和土壤中的残留量降低到0.2 mg·kg-1以下，则需要100 d的间隔期。

3 讨论

农药降解会受到各种因素的影响，如温度、降雨量、喷施剂量及作物种类等等。本研究的试验结果表明，在相同的覆膜栽培方式下，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的消解速率不同，在金桔果实中的消解速率顺序为毒死蜱>丙溴磷≈三唑磷，而在土壤中的消解速率顺序为毒死蜱>三唑磷>丙溴磷。李建国等[16]在相同的保护地条件下，试验了4种农药在豇豆中的降解残留，发现它们的消解速率均不相同，由高到低依次为：高效氯氰菊酯>乐果>乙酰甲胺磷>苯醚甲环唑。

本研究发现同种农药在覆膜栽培和露地栽培条件下消解速率也存在差异。许多有机磷农药在露地栽培条件下的半衰期明显快于覆膜栽培，刘腾飞等[17]的研究表明，在不同栽培方式毒死蜱在小白菜中的消解速率因栽培方式而异，其顺序为露地>网室>大棚。本研究结果表明，覆膜生产栽培方式下，丙溴磷的半衰期大于王思威等[6]报道的露地栽培柑橘的半衰期，而毒死蜱的半衰期却比齐伟婧等[7]报道的柑橘果皮和果肉的半衰期短，这可能是由于影响不同种类农药的消解因素不同，覆膜栽培条件下毒死蜱受降雨量影响较小、温度较为稳定。

表2 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔果实中的残留量与消解速率(n=3)

注：“—”表示农药未降解，ND表示农药残留量低于方法的检出限。下同。

Note:‘—’means that no pesticide had degradation; ND means that pesticide residues were lower than the minimal detectable level. The same as below.

表3 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在土壤中的残留量与消解速率(n=3)

本研究中，毒死蜱和丙溴磷在金桔及土壤中的半衰期没有太大的差异，而三唑磷在金桔果实和土壤中降解的半衰期差异较为明显，土壤半衰期约为果实的一半。这可能是由于三唑磷受地区湿热条件及土壤偏酸等因素影响较为明显造成的。同时，光照、气温及土壤中的微生物含量等也有可能造成农药半衰期的差异[18]。因此，基于露地栽培模式下推荐的农药残留限量并不完全适合于覆膜栽培方式，为加强农产品质量安全，亟需开展不同栽培模式下的农药残留消解研究。

参考食品中农药最大残留限量国家标准推荐的MRL值[15]，建议以推荐剂量(有效成分：毒死蜱202g·hm-2、丙溴磷480 g·hm-2、三唑磷337 g·hm-2)在金桔中果期喷施，最多连续2次，间隔7 d，施药后的食用安全间隔期为100 d以上。

表4 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔果实和土壤中的最终残留量

注：①施药量Dose*(g·hm-2)Ⅰ为：毒死蜱202 g·hm-2，丙溴磷480 g·hm-2，三唑磷337 g·hm-2；Ⅱ为：毒死蜱405 g·hm-2，丙溴磷960 g·hm-2，三唑磷674 g·hm-2。②MRL**：柑橘类水果中，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的MRL值分别为：1.0、0.2和0.2 mg·kg-1[15]。

Note:(i)Dose*(g·hm-2) Ⅰof chlorpyrifos, profenofos and triazophos were 202,480 and 337 g·hm-2respectively, Dose Ⅱof three pesticide were 405,960 and 674 g·hm-2, respectively. (ii)MRL**of chlorpyrifos, profenofos and triazophos by citrus fruit were 1.0, 0.2 and 0.2 mg·kg-1[15].