两种施药器械对水稻中吡蚜酮残留量影响研究

刘春来，聂思桥，刘照清，傅 强*，付启明，孙 炯

(1.湖南省农药检定所，湖南 长沙 410005；2.湖南文谱检测技术研究有限公司，湖南 长沙 410137)

1 引言

植保无人机技术是我国农业现代化的重要组成部分，在农业生产中的应用比重不断增大，随着农业规模化、规范化的发展，植保无人机的效果、效率和效益显著提升。近几年，植保无人机呈现爆发性增长，目前关于无人机的研究主要集中在设计参数[1-3]、防治效果[4-5]、农药减量方面[6-10]的研究，然而，采用植保无人机进行病虫害防治时，兑水量少，药液浓度高，农产品中的农药残留量水平未见其研究。

本试验通过采用植保无人机和背负式喷雾器，按照GAP进行田间残留试验，对比两种不同施药器械下吡蚜酮在水稻样品中的最终残留量，为农作物采用植保无人机进行病虫害防治时，农产品中的农药残留量风险提供科学数据，以期为植保无人机在生产实际上的科学、合理使用提供重要依据。

2 材料与方法

2.1 实验材料、试剂和仪器 本试验所用农药为25%吡蚜酮悬浮剂，吡蚜酮标准品(纯度98.5%)，乙腈(色谱纯)，乙腈(分析纯)，甲酸(色谱纯)，氯化钠(分析纯)。

Agilent1290Ⅱ-6470高效液相色谱-三重四级杆质谱仪( LC-MS /MS) 及Agilent -C18色谱柱(1.8μm 2.1×50mm)，TP-1000A电子天平(d=0.01g)、ATY224电子天平(d=0.1mg)2500T型数控超声波清洗器。

2.2 田间试验设计 本试验于2019年9月下旬至10月上旬在湖南省益阳市沅江市共华镇和裕村进行，试验共计3个小区，对照小区和背负式喷雾器施药小区面积均为100m2，无人机施药小区面积为6 667m2，各小区间设有保护带。选用25%吡蚜酮悬浮剂按照制剂用量28mL/667m2进行茎叶喷雾1次，背负式喷雾器施药按用水量45L/667m2兑水喷雾，无人机施药按用水量0.9L/667m2兑水喷雾，植保无人机施药由专业的植保无人机飞手进行操控喷雾，背负式喷雾器施药根据NY/T788-2018《农作物中农药残留试验准则》[11]和农业农村部2570号公告《农药登记试验质量管理规范》要求进行喷雾施药。

2.2 样品采集与制备 在施药后2h、14d采集水稻植株和稻谷样品。因无人机施药小区面积有10×667m2。将该小区平均分成9个小区，在对角线的5个小区内采集样品。每个小区的采样方式和采样量同对照小区和背负式喷雾器喷雾小区。

稻谷：采用对角线或棋盘法采样，每个小区采集2个独立样品，每个样品采集≥12个点，每个样品重量≥1kg。小区的边行和每行距离两端0.5m内不采样。

水稻植株：按对角线采样或棋盘法采样，每个处理小区采集2个独立样品，采集土表以上的生长正常的全株(去根的全株)12株，取样量≥0.5kg，将水稻植株剪成1cm以下的小段，容器内外各加上标签，保存在-18℃冰箱中待测。

各样品加入适量干冰，用捣碎机将其粉碎，分别取200g 2份，分别装入封口样品容器中，容器内外各加上标签，保存在-18℃冰箱中待测。

2.3 残留检测分析方法

2.3.1 样品前处理 称取稻谷5g(水稻植株2.5g)于100mL的具塞三角瓶中，加入30mL乙腈，震荡提取30min，过0.22μm有机相滤膜至进样瓶中，待LC-MS/MS检测。

2.3.2 仪器条件 流动相：0.1%甲酸乙腈(A)和0.1%甲酸水溶液(B)，流速为0.3mL/min；梯度洗脱程序：55%A保持2min，在2.01min由55%A直接增加至95%A，保持2min，随后，在4.01min由95%A直接回落至55%A，保持2min；柱温：30℃；进样量：2μL；

质谱条件：多离子反应监测(MRM) 模式扫描，电喷雾正离子源( ESI+)，离子喷雾电压：3 500V，雾化气压力：45psi，干燥气温度：300℃，干燥气流速：5L/min，鞘气温度：250℃，鞘气流速：11L/min。具体质谱检测参数(表1)。

表1 吡蚜酮的串联质谱检测参数

2.3.3 标准溶液的配制 称取0.025 6g吡蚜酮标准品，用色谱乙腈溶解，定容至50mL容量瓶中，制成500mg/L的母液。再用色谱纯乙腈稀释母液，逐级配置0.000 5、0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2mg/L浓度的系列标准溶液。

3 结果与讨论

3.1 方法学验证

3.1.1 标准曲线 将吡蚜酮母液用乙腈稀释为0.000 5、0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2mg/L 系列标液，在上述条件下进行检测，横坐标X为浓度(mg/L)，纵坐标Y为峰面积，标准曲线Y=858 187.6X-4.3，R2为0.999 6。

3.1.2 添加回收率 将不同浓度的吡蚜酮标液分别加入到水稻植株和稻谷空白样品中，按上述方法进行样品的提取和净化。当稻谷添加水平0.01、0.1、1 mg/kg 和水稻植株添加水平0.02、0.2、2 mg/kg时，吡蚜酮在水稻植株和稻谷中的回收率在72%～104%之间，相对标准偏差在4%～11%之间 (表2)。吡蚜酮在水稻植株和稻谷中的定量限分别为0.02和0.01mg/kg。

表2 添加回收率和相对标准偏差结果(n=5)

3.2 水稻植株和稻谷中吡蚜酮最终残留量 通过对植保无人机和背负式喷雾器的喷速、飞行速度(行走速度)进行校准，植保无人机施药和背负式喷雾器施药具体参数(表3、表4)。

表3 植保无人机施药参数

表4 背负式喷雾器施药参数

制剂用量按照28mL/667m2，植保无人机施药按照用水量0.9L/667m2配制药液，背负式喷雾器施药按照用水量45L/667m2配制药液。施药完毕后，植保无人机最终用水量为8.80L，背负式喷雾器最终用水量为6.62L。按照实际用水量推算，植保无人机施药小区实际用药量为27.38mL/667m2，背负式喷雾器施药小区实际用药量为27.47mL/667m2。

采用两种不同施药器械施药，在施药后2h和施药后14d(水稻成熟)时，采集水稻样品，得出水稻植株和稻谷中吡蚜酮的最终残留数据结果(表5、表6)。

表5 吡蚜酮在稻谷上的规范残留试验结果

表6 吡蚜酮在植株上的规范残留试验结果

从表中数据可以得出，在同一施药剂量下，施药后2h和施药后14d采集的样品中吡蚜酮残留量均显示为：无人机施药小区样品>背负式喷雾器施药小区样品。其中施药后2h，无人机施药小区样品是背负式喷雾器施药小区样品中吡蚜酮残留量约1.4倍，但施药后14d，无人机施药小区稻谷残留量是背负式喷雾器施药小区的2.8倍，植株是3.7倍。我国吡蚜酮在稻谷中的残留限量标准为1mg/kg[12]，此试验中，无人机施药1次，稻谷中吡蚜酮的残留量为0.0391mg/kg，远低于我国制定的限量标准。若增加施药次数或者其他限量标准低的农药采用无人机施药，是否会产生农产品中残留量超标还需进一步研究。蒙艳华[13]等研究无人机施药在小麦上的消解动态结果表明，即使在减量20%药量的情况下，其原始沉积量依然显著比背负式喷雾器的高。

杨润芝[6]等对水稻农药减量技术进行了探索，通过植保无人机施药的统防统治实施，全年在农药总量减少39.5%的情况下，主要病虫害防效达到或略超过常规用药防效水平。彭志清[7]等研究了无人机施药对水稻病虫害防效的影响，结果表明农药减量20%可以达到常规用药的防效水平。还有研究玉米田、小麦田采用无人机施药情况[8-10]，均表明减量均能达到防治效果。

4 结论

针对无人机施药后农产品中农药残留量研究较少，从以上结果表明，采用无人机施药能达到农药减量使用的效果，但也存在农产品中农药残留量增高的风险。因此在采用植保无人机施药防治病虫害时，需关注农产品中残留量的变化。