葉面肥對煙葉中4種殺蟲劑殘留降解的影響

隋程程，尤祥偉，李義強(qiáng)，徐金麗，徐光軍，鄭 曉

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101）

葉面肥對煙葉中4種殺蟲劑殘留降解的影響

隋程程，尤祥偉，李義強(qiáng)*，徐金麗，徐光軍，鄭 曉

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101）

葉面肥與農(nóng)藥混用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種新興的藥肥施用模式，但其對農(nóng)藥殘留的影響尚待進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)開展了葉面肥與農(nóng)藥不同施用模式試驗(yàn)，采用QuEChERS和高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）相結(jié)合的檢測方法，探討葉面肥對煙葉中氯蟲苯甲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈4種殺蟲劑殘留降解速率的影響。結(jié)果表明，施用葉面肥對氯蟲苯甲酰胺殘留降解促進(jìn)作用顯著，對氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈殘留降解有一定促進(jìn)作用，且葉面肥稀釋1000倍處理效果最佳。研究結(jié)果為“藥肥合一”模式降低煙葉農(nóng)藥殘留水平，提高煙葉品質(zhì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

葉面肥；殺蟲劑殘留；降解；煙葉

農(nóng)藥殘留問題一直是我國以及國際社會關(guān)注的熱點(diǎn)[1]。各個(gè)國家及國際組織紛紛制定了農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境中農(nóng)藥殘留限制指標(biāo)，配套相關(guān)的政策、法規(guī)，嚴(yán)格控制食品中農(nóng)藥殘留[2]。煙草是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，為防止其生長過程中各種病蟲害造成的損失，農(nóng)藥的使用必不可少[3-4]。但農(nóng)藥在煙葉生產(chǎn)中大量、廣泛使用，對煙葉農(nóng)藥殘留管控帶來了較大風(fēng)險(xiǎn)，影響了煙葉的質(zhì)量安全[5]。如何在有效防控?zé)熑~病蟲害的前提下，盡量降低煙葉中農(nóng)藥殘留水平，是煙葉生產(chǎn)上一直關(guān)注的重要問題。

葉面施肥可快速提供作物所需養(yǎng)分，保持植物體內(nèi)養(yǎng)分代謝平衡，提高肥料利用效率，達(dá)到增強(qiáng)作物抗逆性、改善品質(zhì)、增加產(chǎn)量的目的[6]。葉面肥與其他農(nóng)藥配合使用，不僅省工省力，還能增加植株?duì)I養(yǎng)，在一定程度上提高植株抗性，能夠起到輔助治療病害的作用。將施肥和施藥兩項(xiàng)獨(dú)立的農(nóng)業(yè)技術(shù)合二為一，簡化了農(nóng)事操作程序、減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，使肥料和農(nóng)藥有機(jī)協(xié)同，促進(jìn)植物生長。這種“藥肥合一”的模式已經(jīng)在多種作物上開始使用，起到了比較好的效果[6-7]。葉面肥施用后，可通過改變作物的酶活性[8]或改變微生物活性[9]等，影響農(nóng)藥殘留的降解速率[10]。有研究表明，葉面肥能有效促進(jìn)茶葉[11]和芥藍(lán)菜[12]中毒死蜱以及芥藍(lán)菜中吡蟲啉和高效氯氰菊酯[8]農(nóng)藥殘留的降解；但有關(guān)葉面肥對煙葉中農(nóng)藥殘留降解速率影響的研究尚未見報(bào)道。

為研究葉面肥對煙葉中農(nóng)藥殘留降解速率的影響，本文建立了煙葉中氯蟲苯甲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈4種新型殺蟲劑的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）農(nóng)藥殘留檢測方法，通過試驗(yàn)考察研究了廣西北?！皣娛殹比~面肥對煙葉上4種殺蟲劑殘留降解速率的作用，并對可能的影響因素進(jìn)行了初步探討。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

試驗(yàn)在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所青島實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行，供試土壤為砂性棕壤，土壤pH值為6.40，有機(jī)質(zhì)含量1.79%，中等肥力。供試煙葉品種為NC89。

噴施寶廣譜型葉面肥，廣西噴施寶集團(tuán)股份有限公司產(chǎn)品（10 mL塑料軟包裝，主要成分為腐殖酸）；10%氟啶蟲酰胺水分散粒劑，日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社產(chǎn)品；50%氟啶蟲胺腈水分散粒劑，美國陶氏益農(nóng)公司產(chǎn)品；200 g/L氯蟲苯甲酰胺懸浮劑，美國杜邦公司產(chǎn)品；20%氟苯蟲酰胺水分散粒劑，日本農(nóng)藥株式會社產(chǎn)品。

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品：氟啶蟲酰胺（98%）、氟啶蟲胺腈（99%）、氯蟲苯甲酰胺（99%）、氟苯蟲酰胺（99%），均購自德國Dr. Ehrenstorfer公司；分析純無水硫酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸氫二鈉，均購自上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；色譜純甲醇、甲酸、乙腈購自百靈威科技有限公司。N-丙基乙二胺（PSA），購自天津博納艾杰爾公司。

1.2 儀器設(shè)備

液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀HPLC-MS/MS（TSQ QUANTUM ULTRA，美國Thermo公司）；BSA323型萬分之一電子天平（瑞士賽多利斯公司）；T-25 basic ULTRA-TURRAX高速植物組織搗碎機(jī)（德國IKA公司）；HYQ-3110渦旋混勻器（美國Crystal公司）；多管渦旋混合儀（杭州奧盛儀器有限公司）；3K15高速離心機(jī)（美國Sigma公司）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參照農(nóng)業(yè)部《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》[13]和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[14]，每種農(nóng)藥按照1.5倍推薦高劑量用藥，即氟啶蟲酰胺1125 g/hm2，氟啶蟲胺腈292.5 g/hm2，氯蟲苯甲酰胺450 mL/hm2，氟苯蟲酰胺382.5 g/hm2。

煙草旺長期開始試驗(yàn)，設(shè)置如下處理：1. 農(nóng)藥與500倍葉面肥混合噴施，2. 農(nóng)藥與1000倍葉面肥混合噴施，3. 農(nóng)藥與1500倍葉面肥混合噴施；4. 噴施農(nóng)藥24 h后噴施500倍葉面肥，5. 噴施農(nóng)藥24 h后噴施1000倍葉面肥，6. 噴施農(nóng)藥24 h后噴施1500倍葉面肥；7. 只噴施農(nóng)藥，不噴施葉面肥，作為對照。每次噴施用水量均為900 L/hm2。分別于施用農(nóng)藥后第1、4、7、10、14、19、24 d采收不同處理區(qū)煙葉，每個(gè)處理采收上中下部位葉各10片，所有煙葉去主脈粉碎，用四分法留樣不低于100 g，?20 ℃環(huán)境保存待測。每小區(qū)面積30 m2，重復(fù)3次，隨機(jī)排列，設(shè)置小區(qū)保護(hù)帶與對照小區(qū)。

1.4 殘留檢測

1.4.1 農(nóng)藥殘留前處理方法 在文獻(xiàn)基礎(chǔ)上[15-16]，研究優(yōu)化形成了QuEchERS前處理與HPLC-MS/MS檢測相結(jié)合的煙葉中氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟啶蟲胺腈及氯蟲苯甲酰胺殘留量測定方法。QuEchERS前處理具體操作如下：稱取鮮煙葉勻漿液5.0 g于50 mL塑料離心管中，加入20 mL乙腈，于多管渦旋混合儀上振蕩提取10 min，加入1 g 氯化鈉、0.5 g檸檬酸氫二鈉、4 g無水硫酸鎂和1 g檸檬酸鈉的混合鹽包后，立即振蕩2 min，4 000 r/min離心10 min。移取1.0 mL上清液，置于盛有25 mg PSA和150 mg無水硫酸鎂的1.5 mL離心管中，渦旋振蕩2 min，10 000 r/min 離心5 min，吸取上清液用0.22 μm有機(jī)相濾膜過濾，待測。

1.4.2 農(nóng)藥殘留檢測條件 色譜條件：色譜柱Thermo Hypersil GOLD C18 (3.0 μm，2.1×100 mm)；流動(dòng)相為體積分?jǐn)?shù)0.1%甲酸水溶液（A）和乙腈（B），流速0.25 mL/min，梯度洗脫，洗脫程序?yàn)椋?.00～0.50 min，10%B；1.00～6.00 min，90%B；8.00～10.80 min，10% B。柱溫25 ℃；進(jìn)樣量10 μL。質(zhì)譜條件：電噴霧離子源ESI離子源；掃描方式為正離子源；噴霧電壓3000 V；毛細(xì)管溫度300 ℃；鞘氣壓力50 Arb；輔助氣壓力20 Arb；檢測方式為多重反應(yīng)監(jiān)測（MRM）。氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟啶蟲胺腈及氯蟲苯甲酰胺母離子（子離子）分子量分別為：681.108(213.913/253.915)，229.958(97.996/ 147.953)，277.984(103.989/154.007)，483.871(176.856/193.844)。

1.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與添加回收率 以乙腈為溶劑配制濃度為100 mg/L的氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟啶蟲胺腈及氯蟲苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液。再利用空白基質(zhì)（鮮煙葉樣品按照1.4.1方法操作所得）將農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行逐級稀釋，配得濃度為0.001、0.005、0.05、0.50、1.00 mg/L的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液，在上述儀器條件下測定。以進(jìn)樣濃度（mg/L）為橫坐標(biāo)，相應(yīng)色譜測定峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別向空白鮮煙葉樣品中添加氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟啶蟲胺腈及氯蟲苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其濃度分別為0.04、0.40、4.00 mg/kg，然后按照QuEchERS前處理方法提取、凈化、檢測，每個(gè)水平重復(fù)5次，測定其添加回收率。

2 結(jié) 果

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線、最小檢出量與添加回收率

在0.001～1.00 mg/L范圍內(nèi)，4種農(nóng)藥的峰面積與質(zhì)量濃度呈良好的線性關(guān)系。以3倍信噪比進(jìn)行計(jì)算，得出氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟啶蟲胺腈及氯蟲苯甲酰胺的最低檢測濃度和最小檢出限（LOD）均為1.0×10?11g，以最小添加濃度0.04 mg/kg作為檢測方法的定量限LOQ（表1）。氯蟲苯甲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺、氟啶蟲胺腈在0.04、0.40、4.00 mg/kg 三個(gè)水平的添加回收率分別為：80.30%～85.90%，85.10%～107.00%，65.70%～87.60%，94.50%～102.50%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：3.70%～7.50%、2.50%～13.20%、3.30%～ 9.60%、1.20%～9.40%（表2）。添加回收率均符合農(nóng)藥殘留檢測方法要求[17]。

表1 檢測方法的線性方程、相關(guān)系數(shù)及定量限Table 1 Regression equation, correlation parameters and limits of quantification of target pesticides in tobacco leaves

表2 煙葉中不同濃度農(nóng)藥的添加回收率Table 2 Average recoveries of target pesticides in tobacco leaves

2.2 藥肥混合施用對煙葉中農(nóng)藥殘留的影響

農(nóng)藥與500、1000和1500倍葉面肥混合使用試驗(yàn)結(jié)果表明（表3），混合施用時(shí)，氯蟲苯甲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈4種農(nóng)藥殘留在煙葉上的降解半衰期分別由10.30、9.80、10.20、6.40 d縮短為5.10～7.10、7.70～10.20、5.70～9.00和3.60～4.40 d，對農(nóng)藥殘留降解的促進(jìn)效果分別達(dá)到31.10%～50.50%、?4.10%～21.40%、11.80%～44.10%、31.20%～44.70%。經(jīng)協(xié)方差分析，葉面肥對不同農(nóng)藥殘留的降解效果有差異，對氯蟲苯甲酰胺農(nóng)藥殘留降解效果達(dá)到了顯著差異水平[p（1000倍稀釋液）=0.015；p（1500倍稀釋液）=0.01]，對另外3種農(nóng)藥的促進(jìn)降解效果差異不顯著。同一種農(nóng)藥，不同稀釋倍數(shù)的葉面肥對促進(jìn)農(nóng)藥殘留降解效果也有所差異，其中以稀釋1000倍葉面肥處理的農(nóng)藥降解半衰期最短，氯蟲苯甲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈殘留降解半衰期，比對照縮短50.50%、21.40%、44.10%和43.80%。經(jīng)過協(xié)方差分析，1000倍、1500倍葉面肥促進(jìn)氯蟲苯甲酰胺降解效果的差異顯著，其他倍數(shù)不顯著。

表3 農(nóng)藥與葉面肥混合施用對煙葉中農(nóng)藥殘留的影響Table 3 Effects of mixing pesticides with foliar fertilizer to the pesticide residues in tobacco leaves

2.3 施藥24 h后噴施葉面肥對煙葉中農(nóng)藥殘留的影響

施用農(nóng)藥后再施用500、1000和1500倍葉面肥結(jié)果表明（表4），氯蟲苯甲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈在煙葉上的降解半衰期分別由10.30、9.80、10.20、6.40 d縮短為4.20～9.40、7.30～9.80、4.20～8.10和4.00～4.50 d，對農(nóng)藥殘留降解的促進(jìn)效果分別達(dá)到8.70%～59.20%、0.00%～25.50%、20.50%～58.80%、32.80%～37.50%。經(jīng)協(xié)方差分析，葉面肥對不同農(nóng)藥的降解效果有差異，500和1000倍葉面肥對氯蟲苯甲酰胺農(nóng)藥殘留降解效果達(dá)到了顯著差異水平[p（500倍稀釋液）=0.045；p（1000倍稀釋液）=0.003]，對另外3種農(nóng)藥的促進(jìn)降解效果差異不顯著。與藥肥混合施用的結(jié)果類似，施用農(nóng)藥后24 h再施用葉面肥也能夠加快農(nóng)藥殘留在煙葉上的降解速率，但不同農(nóng)藥種類和葉面肥不同施用濃度間存在差異。稀釋1000倍葉面肥對促進(jìn)氯蟲苯甲酰胺和氟啶蟲酰胺降解效果最明顯，降解半衰期分別為4.20 d和7.30 d，與對照相比半衰期縮短了44.70%和25.50%；稀釋1500倍葉面肥對氟苯蟲酰胺及稀釋500倍葉面肥對氟啶蟲胺腈的殘留降解促進(jìn)效果最明顯，半衰期分別為4.20 d和4.00 d，與對照組相比半衰期縮短了58.80%和37.50%。

表4 施藥24 h后噴施葉面肥對煙葉中農(nóng)藥殘留的影響Table 4 Effects of applying foliar fertilizer after pesticide to the pesticide residues in tobacco leaves

3 討 論

田間試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施寶葉面肥能夠促進(jìn)煙葉中氯蟲苯甲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈4種殺蟲劑殘留的降解，其降解半衰期縮短20%以上，且經(jīng)過方差分析，對氯蟲苯甲酰胺的降解促進(jìn)作用達(dá)到了顯著水平。在葉面肥降解農(nóng)藥殘留方面，湯鳴強(qiáng)等[12]研究其對芥藍(lán)菜中農(nóng)藥殘留降解試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施寶有機(jī)水溶肥料對芥藍(lán)菜毒死蜱農(nóng)藥殘留量的降解有顯著的促進(jìn)作用。這與本試驗(yàn)噴施寶在煙葉上的施用效果基本一致。分析原因，可能主要有以下方面：（1）葉面肥促進(jìn)煙葉生長，顯示出較好的生長稀釋作用。噴施寶葉面肥是螯合的超濃縮的植物葉面肥，含有作物生長必需的氮、磷、鉀、硼、鋅、銅、鉬等元素和腐植酸、黃腐酸等天然生理活性物質(zhì)。施用葉面肥能夠快速提供作物所需養(yǎng)分，保持植物體內(nèi)養(yǎng)分代謝平衡，提高肥料的利用效率，促進(jìn)作物生長，增加產(chǎn)量[6]。作物的生長稀釋作用是農(nóng)藥殘留降解不可忽略的因素之一[18]。噴施寶葉面肥可以為煙葉生長提供所需的生長元素及天然活性物質(zhì)，促進(jìn)煙葉生長，加大煙葉對農(nóng)藥殘留的生長稀釋作用，從而縮短其降解半衰期。（2）葉面肥能夠增強(qiáng)煙葉免疫系統(tǒng)的功能，提高酶活性，促進(jìn)農(nóng)藥殘留降解。研究表明，作物在農(nóng)藥脅迫下其生理生化指標(biāo)會發(fā)生顯著的變化。而超氧歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等酶類是細(xì)胞抵御活性氧傷害的重要保護(hù)酶系統(tǒng)。施用富含多種氨基酸的葉面肥，其中氨基酸參與植物代謝，增強(qiáng)植物體內(nèi)酶的活性，提高作物對各種不良環(huán)境的抵抗能力，加快對農(nóng)藥殘留的降解速率，這與湯鳴強(qiáng)等[8]在芥藍(lán)中的研究結(jié)果一致。（3）微生物降解是農(nóng)藥殘留降解的重要途徑，葉面肥能夠影響農(nóng)藥脅迫下微生物生長，進(jìn)而影響農(nóng)藥殘留降解。湯鳴強(qiáng)等[9]的研究表明，施用葉面肥可以顯著促進(jìn)農(nóng)藥脅迫下某些細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物的生長。

本試驗(yàn)的結(jié)果表明，噴施寶葉面肥對煙葉中農(nóng)藥殘留降解因葉面肥的施用濃度與農(nóng)藥種類的不同而有所差異；同時(shí)農(nóng)藥殘留在煙葉中降解與葉面肥濃度也有直接關(guān)系，1000倍葉面肥促進(jìn)農(nóng)藥殘留降解效果最好，可以作為生產(chǎn)上推薦使用的最佳倍數(shù)。農(nóng)藥與葉面肥混施或分開施用的幾個(gè)處理中，葉面肥對氯蟲苯甲酰胺殘留降解促進(jìn)作用顯著，對于其他3種農(nóng)藥，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，有一定促進(jìn)降解作用，但未達(dá)到顯著水平。表明噴施寶葉面肥對煙草上農(nóng)藥降解速率的影響與農(nóng)藥種類相關(guān)。

另外，本研究結(jié)果表明，葉面肥與農(nóng)藥混合施用或施藥后再施用葉面肥的使用方式對葉面肥促進(jìn)農(nóng)藥殘留降解速率的影響不大，以黃腐酸為主要成分的噴施寶葉面肥為弱酸性，可以與大多數(shù)中性或偏酸性農(nóng)藥混用，而不產(chǎn)生負(fù)面影響[19]，藥肥混施明顯可以在不增加勞動(dòng)用工的前提下，起到促進(jìn)農(nóng)藥殘留降解的作用。為降低勞動(dòng)成本，提高勞動(dòng)效率，建議在煙草生產(chǎn)過程中，可采用農(nóng)藥和葉面肥混合施用的“藥肥合一”模式。

4 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)室檢測與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明，開發(fā)的煙葉中氯蟲苯甲酰胺、氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈4種殺蟲劑殘留檢測方法準(zhǔn)確、快速、高效；葉面肥與農(nóng)藥混合施用或施藥后再施用葉面肥，都能夠顯著促進(jìn)煙葉中氯蟲苯甲酰胺殘留的降解，對氟啶蟲酰胺、氟苯蟲酰胺和氟啶蟲胺腈3種農(nóng)藥殘留的降解也有一定促進(jìn)作用。從成本、效果等方面綜合考慮，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上建議噴施寶葉面肥與農(nóng)藥混合施用，葉面肥稀釋倍數(shù)為1000倍。

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Effects of Foliar Fertilizer on Pesticide Residue Degradation in Tobacco Leaves

SUI Chengcheng, YOU Xiangwei, LI Yiqiang*, XU Jinli, XU Guangjun, ZHENG Xiao
（Tobacco Research Institute of CAAS, Qingdao 266101, China）

The mixed use of fertilizers and pesticides is a new agricultural practice, but their effects on pesticide degradation is not investigated. In this study, a multi-residue analysis method based on QuEChERS and HPLC-MS/MS was developed and the field trials on different application patterns of pesticides and fertilizers were carried out to study the effects of foliar fertilizer on degradation rate of four pesticides, including chlorantraniliprole, flonicamid, flubendiamide and sulfoxflor. The results showed that the application of foliar fertilizer has a significant effect on promoting the degradation of chlorantraniliprole. Accompanied by there was a little effect on degradation of flonicamid, flubendiamide and sulfoxaflor, the best dilution concentration is 1000 multiple. The results provide the basic data for reducing of tobacco pesticide residues and improving the quality of tobacco leaves through the "combination of pesticide and fertilizer " model.

foliar fertilize; pesticide residues; degradation; tobacco leaf

S435.72

1007-5119（2017）04-0070-06

10.13496/j.issn.1007-5119.2017.04.011

隋程程（1991-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)藥殘留。E-mail：chengchengsui111@163.com。*通信作者，E-mail：liyiqiang1008@163.com

2017-02-21

2017-08-15