阿维菌素和噻虫嗪在豇豆不同生长时期施用后的降解代谢

廖琳慧，王娣，张昌朋，许佳彬，狄珊珊，王新全，王祥云*

(1.丽水市莲都区农业技术推广中心，浙江 丽水 323000； 2.省部共建农产品质量安全国家重点实验室(筹)农业农村部农药残留检测重点实验室 浙江省农业科学院农产品质量标准研究所，浙江 杭州 310021)

豇豆是重要的豆类蔬菜，其肉荚肥厚，味道鲜美，富含多种维生素和蛋白质[1-2]。由于在生产中病虫害发生较多，而豇豆属于花果同期作物，施药后采收间隔期较短，导致豇豆中农药残留风险较高[3-5]。阿维菌素(Avermectin，CAS号71751-41-2)是一种对昆虫和螨类有触杀、胃毒作用的大环内酯类抗生素[6-7]。近年来，随着甲胺磷等高毒农药被禁用，阿维菌素作为替代品种被广泛应用在谷物、油料作物、蔬菜及水果中[8-10]。噻虫嗪(Thiamethoxam，CAS号153719-23-4)是新烟碱类杀虫剂，其高效、广谱、作用速度快、持效期长[11-12]，具有触杀、胃毒和内吸作用，防治蚜虫、蓟马、跳甲等害虫效果良好，是有机磷、氨基甲酸酯类农药较好的替代品[13-14]。噻虫嗪在植物体内可转化为噻虫胺，是具有触杀、胃毒和内吸活性的新烟碱类杀虫剂。为明确阿维菌素和噻虫嗪在豇豆不同生长时期的使用风险，针对豇豆的生长特点，开展了播种期、苗期、结荚期2次施药和结荚期3次施药等4种场景以及不同施药剂量的田间试验，按照一定的时间间隔采集成熟豇豆样品，以液相色谱串联质谱仪测定其中阿维菌素、噻虫嗪和噻虫胺的残留量。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

液相色谱-串联质谱仪(Triple Quad 4500/LC-30AD，美国AB SCIEX公司/日本岛津公司)；离心机(Heraeus biofuge primo R，美国Thermo scientific公司)；电子天平(BSA2202S，北京塞多利斯科学仪器有限公司)；旋涡混合器(QT-2，上海琪特分析仪器有限公司)；有机相滤膜(0.22 μm，天津博纳艾杰尔公司)。

阿维菌素、噻虫嗪和噻虫胺标准溶液[1 000 mg·L-1，农业部环境质量监督检验测试中心(天津)]；25%噻虫嗪水分散粒剂(浙江钱江生物化学股份有限公司)；1.8%阿维菌素乳油(上海悦联化工有限公司)；乙腈(色谱纯，德国Merck公司)；Mili-Q超纯水(美国Milipore公司)；无水硫酸镁(分析纯，永华化学科技江苏有限公司)；氯化钠(分析纯，广东光华科技股份有限公司)；C18净化材料(天津博纳艾杰尔公司)。

1.2 分析方法

1.2.1 样品前处理

准确称取10 g豇豆样品(精确至0.01 g)于50 mL离心管中，加入10 mL乙腈，涡旋提取3 min后，加入6 g无水硫酸镁和1.5 g氯化钠，立即手动剧烈振摇1 min，随后以5 000 r·min-1离心5 min；在装有50 mg C18和200 mg无水硫酸镁的2 mL离心管中加入上述离心后的上清液1.5 mL，涡旋混匀30 s，以5 000 r·min-1离心5 min，取上清液0.5 mL，与0.5 mL水混匀，经0.22 μm滤膜过滤至进样小瓶，待LC-MS/MS测定。

1.2.2 仪器条件

液相色谱条件：Inertsil ODS-3色谱柱(75 mm×2.10 mm，2 μm，日本岛津公司)；流动相为90%甲醇和10%水；流速0.25 mL·min-1；柱温35 ℃；进样时间8 min；进样体积5 μL。

质谱条件：采用多反应监测模式(MRM)，离子源为ESI(+)，气帘气40 psi，离子化电压为+5 500 V，温度450 ℃，喷雾气30 psi，辅助加热气30 psi。

阿维菌素特征离子对(去簇电压、碰撞能量)：m/z890.6>305.1 (100 V、33 eV)、m/z890.6>567.3 (100 V、20 eV),其中m/z890.6>305.1为定量离子对；噻虫嗪特征离子对(去簇电压、碰撞能量)：m/z292>211(71 V、17 eV)、m/z292>181(71 V、31 eV),其中m/z292>211为定量离子对；噻虫胺特征离子对(去簇电压、碰撞能量)：m/z250.2>132(55 V、26 eV)、m/z250.2>169.1(55 V、19 eV),其中m/z250.2>132为定量离子对。

1.2.3 基质标准溶液配制和基质标准曲线的绘制

准确吸取1.00 mL的1 000 mg·L-1阿维菌素、噻虫嗪和噻虫胺标准溶液，以乙腈定容，配制为100 mg·L-1的标准储备液。以1.2.1获得的空白豇豆提取液，分别配制0.005、0.010、0.020、0.100、0.200和0.500 mg·L-1的阿维菌素、噻虫嗪和噻虫胺基质标准溶液，按1.2.2节的仪器条件进行测定，以质量浓度为横坐标、相应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线，采用外标法定量。

1.2.4 添加回收试验

在空白豇豆样品中添加0.010、0.050、0.200和1.000 mg·kg-1的阿维菌素、噻虫嗪和噻虫胺，每处理重复5次，涡旋混匀后静置30 min，使化合物被豇豆样品充分吸收。按1.2.1和1.2.2节进行样品前处理和仪器测定，计算方法的平均回收率和相对标准偏差。

1.3 田间试验

试验在浙江省农业科学院基地进行。根据豇豆的生长特点，分为播种期、苗期、结荚期2次施药和结荚期3次施药等4种施药场景。参照阿维菌素和噻虫嗪相关农药产品的登记信息，播种期阿维菌素设低浓度(225 g·hm-2)、高浓度(262.5 g·hm-2)和1.5倍高浓度(393.75 g·hm-2)3个施药剂量，噻虫嗪设低浓度(30 g·穴-1)、高浓度(50 g·穴-1)和1.5倍高浓度(70 g·穴-1)3个施药剂量；苗期、结荚期2次和结荚期3次施药阿维菌素分别设低浓度(14.4 g·hm-2)、高浓度(21.6 g·hm-2)和1.5倍高浓度(32.4 g·hm-2)3个施药剂量，噻虫嗪分别设低浓度(45 g·hm-2)、高浓度(75 g·hm-2)和1.5倍高浓度(112.5 g·hm-2)3个施药剂量。每处理重复3次。

播种期处理采用土施的施药方式，于播后43、47、51 d采集豇豆；苗期处理为豇豆出苗10 d后，每隔7 d喷雾施药1次，在豇豆始花期进行最后1次施药，最后1次施药后10(豇豆成熟)、14和18 d采集豇豆样品；结荚期处理为豇豆始花期开始第1次施药，分别间隔5和10 d后进行第2、3次施药，施药后1、3、5、7和10 d采集豇豆样品。

每个小区的边行和每行两边0.5 m不进行采样，在小区内10个以上的采样点，随机采集豇豆样品，每小区采集1 kg装入样本容器中包扎妥当，带回实验室处理。样品经不锈钢刀具切成2～4 cm的小段，用四分法缩分样本，分取500 g样品，经匀浆后装入封口样品容器中，贴好标签，放入-20 ℃低温冰箱中待测。

2 结果与分析

2.1 方法的线性范围、准确度和精密度

在0.005～0.500 mg·L-1，阿维菌素、噻虫嗪和噻虫胺的峰面积(y)与质量浓度(x)间具有良好的线性相关性，线性回归方程分别为y=2 546.5x-16 874，y=1 337.7x-11 533和y=4 587.3x-37 443，相关系数r均>0.99，方法定量限均为0.01 mg·kg-1。

由表1可知，0.01～1.00 mg·kg-1添加水平下，阿维菌素的平均回收率为83%～107%，相对标准偏差低于13.9%；噻虫嗪的平均回收率为79%～96%，相对标准偏差低于16.3%；噻虫胺的平均回收率为79%～104%，相对标准偏差低于20.1%。结果均符合《农业部公告2 386号 农药残留检测方法国家标准编制指南》[15]中关于添加回收试验的要求。

表1 不同药剂在豇豆中的平均添加回收情况

2.2 阿维菌素和噻虫嗪在豇豆播种期施用后的残留

播种期施用阿维菌素后，分别于药后43、47 d和51 d采集成熟豇豆。测定结果显示，药后43 d的豇豆中均无阿维菌素检出。因此，播种期施用阿维菌素(药后43 d及以后)，成熟期的豇豆中阿维菌素残留不会超过国家限量标准。

播种期施用噻虫嗪后，分别于药后43、47和51 d采集成熟豇豆。测定结果显示，药后43 d的豇豆中噻虫嗪浓度较低，最高检出浓度为0.033 mg·kg-1，其代谢物噻虫胺则均无检出。我国GB 2763—2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》[16]中规定：荚可食类豆类蔬菜中噻虫嗪最大残留限量为0.3 mg·kg-1，噻虫胺为0.01 mg·kg-1。因此，播种期施用噻虫嗪(药后43 d及以后)，成熟期的豇豆中噻虫嗪及其代谢物噻虫胺残留不会超过国家限量标准。

2.3 阿维菌素和噻虫嗪在豇豆苗期施用后的残留

豇豆始花期最后1次施用阿维菌素和噻虫嗪后，分别于药后10、14和18 d采集成熟豇豆。测定结果显示，药后10、14和18 d的豇豆中阿维菌素、噻虫嗪及其代谢物噻虫胺在3种处理浓度下均无残留检出。因此，始花期最后1次施用阿维菌素和噻虫嗪后(药后10 d及以后)，成熟期豇豆中阿维菌素、噻虫嗪及其代谢物噻虫胺残留均不会超过国家限量标准。

2.4 阿维菌素和噻虫嗪在豇豆结荚期施用后的残留

2.4.1 阿维菌素和噻虫嗪在豇豆结荚期2次施用后的残留

豇豆结荚期2次施用阿维菌素后，分别于药后1、3、5、7和10 d采集成熟豇豆。测定结果(表2)显示，豇豆中阿维菌素浓度均较低。其中，药后1 d浓度最高，为0.038 mg·kg-1；药后3 d浓度低于定量限。我国GB 2763—2019中规定：豇豆中阿维菌素的最大残留限量值为0.05 mg·kg-1。因此，在结荚期2次施用阿维菌素后，成熟期豇豆(药后3 d及以后)中阿维菌素残留不会超过国家限量标准。

表2 阿维菌素和噻虫嗪结荚期2次施用后在豇豆中的残留浓度

注：ND为未检出。表3同。

豇豆结荚期2次施用噻虫嗪后，分别于药后1、3、5、7和10 d采集成熟的豇豆。测定结果(表2)显示，噻虫嗪及其代谢物噻虫胺的浓度均较低。噻虫嗪的残留量在药后1 d最高，为0.339 mg·kg-1；噻虫胺浓度均低于定量限。因此，在结荚期2次施用噻虫嗪后，药后3 d及以后的成熟豇豆中噻虫嗪及其代谢物噻虫胺残留不会超过国家限量标准。

2.4.2 阿维菌素和噻虫嗪在豇豆结荚期3次施用后的残留

豇豆结荚期3次施用阿维菌素后，分别于药后1、3、5、7 d和10 d采集成熟的豇豆。测定结果(表3)显示，药后1 d，阿维菌素残留浓度为0.047～0.087 mg·kg-1，高浓度和1.5倍高浓度处理下其残留值均高于最大残留限量值；药后3 d其浓度即降至0.011～0.030 mg·kg-1，符合国家标准；药后5 d，其残留量即低于定量限。因此，在结荚期3次施用阿维菌素的情况下，药后1 d的豇豆中阿维菌素仍存在较高的超标风险，但药后3 d其风险已相对较低，药后5 d已基本无残留检出。

表3 阿维菌素和噻虫嗪结荚期3次施用后在豇豆中的残留浓度

豇豆结荚期3次施用噻虫嗪后，分别于药后1、3、5、7和10 d采集成熟豇豆。测定结果(表3)显示，药后1、3、5 d各处理样品中均有噻虫嗪检出，药后7 d低浓度处理中噻虫嗪残留值低于定量限，10 d后仅有1.5倍高浓度处理中噻虫嗪仍高于定量限，噻虫胺则仅在1 d后的3个处理和3 d后的1.5倍高浓度处理样品中有检出。结荚期3次用药的1和3 d后，1.5倍高浓度处理的豇豆样品中，噻虫嗪浓度分别为0.818和0.522 mg·kg-1，已超过最高限量值，应注意其使用风险。因此，在结荚期3次施用噻虫嗪后，成熟期的豇豆中噻虫嗪残留较高，其代谢物噻虫胺残留值在3 d后低于定量限。

3 小结与讨论

豇豆中阿维菌素和噻虫嗪及其代谢物噻虫胺残留数据与我国GB 2763—2016的比较结果显示，阿维菌素和噻虫嗪在播种期和苗期的使用不会导致豇豆中残留，可以安全使用；阿维菌素在结荚初期，间隔5 d，可连续使用2次，安全间隔期为1 d；盛产期的使用存在一定的安全隐患，需保障3 d的安全间隔期。噻虫嗪在结荚初期，间隔5 d，可连续使用2次，安全间隔期为3 d；盛产期的使用存在明显的安全隐患，需要5 d左右的安全间隔期。由于盛产期豇豆的采收间隔为1～2 d[17]，为确保豇豆质量安全，阿维菌素在豇豆盛产期应慎用，噻虫嗪则不应在盛产期使用。