一種酶制劑對稻米農(nóng)殘的影響

姜心祿 李旭毅 池忠志 吳茂力 陳莉鄭家國*

（1四川省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所，成都610066；2四川省德陽市水稻專家大院，四川廣漢618300；3四川省原子能研究院，成都610101；4成都尚食農(nóng)業(yè)科技有限公司，成都 610051；第一作者：jxinlu679@126.com；*通訊作者:zhjguo580@126.com）

一種酶制劑對稻米農(nóng)殘的影響

姜心祿1,2李旭毅1,2池忠志1,2吳茂力3陳莉4鄭家國1,2*

（1四川省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所，成都610066；2四川省德陽市水稻專家大院，四川廣漢618300；3四川省原子能研究院，成都610101；4成都尚食農(nóng)業(yè)科技有限公司，成都 610051；第一作者：jxinlu679@126.com；*通訊作者:zhjguo580@126.com）

農(nóng)藥殘留影響稻米品質(zhì)，直接影響人們的身體健康。通過引進一種酶制劑，研究了該試劑不同使用時期和使用量對稻米中農(nóng)藥殘留的影響，以集成稻米的安全生產(chǎn)技術(shù)。結(jié)果表明，應(yīng)用戰(zhàn)氏生物轉(zhuǎn)換酶制劑，在總用量為5 400～9 000 mL/hm2時，在水稻抽穗前5 d和齊穗后5 d各噴施葉面1次，可以收到較好的降低農(nóng)殘的效果。該酶制劑在德優(yōu)4727、川優(yōu)6203生產(chǎn)中適宜的使用量為5 400 mL/hm2以上，能實現(xiàn)未檢出農(nóng)殘的效果；在宜香2115、F優(yōu)498生產(chǎn)中適宜的使用量為9 000 mL/hm2時，才能達到未檢出農(nóng)殘的效果。

酶制劑；農(nóng)藥殘留；降解，安全生產(chǎn)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于農(nóng)藥的廣泛使用，成功防控了病蟲害。但同時，由于農(nóng)藥的使用，也給農(nóng)產(chǎn)品、植株體、農(nóng)田生長環(huán)境帶來了直接和間接的污染和危害。目前，我國農(nóng)藥使用量超過300萬t[1]，以農(nóng)藥防治為主要防治手段的面積超過30億hm2。主要農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留超標率超過20%。主要農(nóng)產(chǎn)品特別是人畜使用的農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留，已經(jīng)給人畜的生存造成了日益嚴重的危害[2-5]。

為了促進農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)，保障人們的身體健康，國家相繼出臺了多項鼓勵支持安全生產(chǎn)的政策。同時，加強科研，研發(fā)新的更安全的生產(chǎn)技術(shù)和農(nóng)藥降解技術(shù)。酶是自然界存在的一種具有生物催化功能的高分子物質(zhì)，它們通過復雜的化學反應(yīng)，能催化、轉(zhuǎn)移、分解特定的成分。因此，通過尋找對某些特定元素具有定向催化、轉(zhuǎn)移的酶，可以有效的分解、轉(zhuǎn)化農(nóng)藥成分。以多種近似酶的集合，利用酶的穩(wěn)定、轉(zhuǎn)移、高效、不需要碳源、能耐受惡劣環(huán)境，可以制成能降解多種農(nóng)藥成分的產(chǎn)品[6-10]。戰(zhàn)氏生物轉(zhuǎn)換酶是山東省威海市戰(zhàn)氏生物轉(zhuǎn)換酶制劑有限公司生產(chǎn)的一種酶制劑，它利用特定的多種酶來降解農(nóng)藥成分，降低農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留。為了研究該酶制劑在水稻生產(chǎn)中對稻米農(nóng)殘的影響，2014-2016年筆者在四川省廣漢市和崇州市進行了相關(guān)研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用酶制劑為威海市戰(zhàn)氏生物轉(zhuǎn)換酶制劑有限公司生產(chǎn)的一種由戰(zhàn)氏生物轉(zhuǎn)化酶制成的液體。水稻品種為目前四川省水稻生產(chǎn)中應(yīng)用面積較大且具有代表性的品種。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 不同品種和酶制劑施用時期對稻米農(nóng)殘的影響

試驗采用主裂區(qū)設(shè)計，主處理（A）為戰(zhàn)氏生物農(nóng)殘降解劑的使用時期：A1，返青期；A2，抽穗期；A3，灌漿期；A4，CK；A5，返青期+抽穗期；A6，返青期+灌漿期；A7，抽穗期+灌漿期；A8，返青期+抽穗期+灌漿期。副處理為品種：宜香優(yōu) 2115（B1）和川優(yōu) 6203（B2）。

戰(zhàn)氏生物農(nóng)殘降解劑的用量按照每hm2每次900 mL對水450 kg均勻噴施葉面，對照等量噴施清水。

試驗于2014年、2015年在四川現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)（廣漢）示范區(qū)（四川省廣漢市連山鎮(zhèn)錦花村一組）、崇州市隆興鎮(zhèn)黎壩村（成都市10萬畝糧經(jīng)高產(chǎn)高效示范區(qū)）按照同一方案進行。

廣漢基地試驗田前作小麥，土質(zhì)為沙壤土，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，全鉀 1.71%，有效鉀 98.33 mg/kg，有機質(zhì)23.08%，鎘0.61 mg/kg。前作小麥5月11日收獲。小麥收獲時秸稈粉碎還田，淹水后旋耕，保水3 d，待水落干成“花花水”時施用底肥，埋草提漿后插秧。試驗于4月13日播種，5月24日移栽，移栽規(guī)格16.5cm×30.0 cm。每hm2用復合肥（N、P、K為 15-15-15，下同）375 kg、碳銨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、分蘗肥、穗肥比例為 6∶2∶2。

表1 不同品種和使用時期對稻米農(nóng)殘的影響

崇州基地試驗田前作小麥，土質(zhì)為沙壤土，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，全鉀 1.31%，有效鉀66 mg/kg，有機質(zhì)2.01%，鎘0.70 mg/kg。前作小麥5月9日收獲。小麥收獲時秸稈粉碎還田，淹水后旋耕，保水3 d，待水落干成“花花水”時施用底肥，埋草提漿后插秧。試驗于4月13日播種，5月25日移栽，移栽規(guī)格16.5 cm×30.0 cm。每hm2用復合肥375 kg、碳銨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、分蘗肥、穗肥比例為 6∶2∶2。

試驗記載水稻生產(chǎn)的播種期、移栽期、齊穗期、收獲期。試驗收獲時測產(chǎn)。稻谷曬干后15 d，每區(qū)取混合稻谷樣本碾米，取精米600 g送諾安實力可商品檢驗（青島）有限公司依據(jù)GB2763-2014（GC）、GB2763-2014（LC）對稻米的農(nóng)殘進行農(nóng)殘全掃套餐（GC、LC）檢測。

試驗數(shù)據(jù)和分析測試結(jié)果2年均較接近，本文以2014年廣漢基地試驗數(shù)據(jù)采用Excel、DPS 14.5軟件進行方差分析。

1.2.2 酶制劑的施用量對不同品種稻米農(nóng)殘的影響

試驗采用主裂區(qū)設(shè)計，主處理（E）為酶制劑的施用量：E1，總用量9 000 mL/hm2，分2次噴施，每次4 500 mL/hm2對水 450 kg；E2，總施用量 5 400 mL/hm2，分 2次噴施，每次2 700 mL/hm2對水450 kg；E3，總施用量2 700 mL/hm2，分2次噴施，每次1 350 mL/hm2對水450 kg；E4，CK，每次噴施等量清水。酶制劑在水稻抽穗前5 d、齊穗后的第5 d進行葉面噴施。副處理（F）為品種。F1為宜香2115；F2為德優(yōu)4727；F3為川優(yōu)6203；F4為F優(yōu)498。3次重復，小區(qū)面積15 m2。

試驗于2015年、2016年在崇州市隆興鎮(zhèn)黎壩村進行。前作小麥5月11日收獲。小麥收獲時秸稈粉碎還田，淹水后旋耕，保水3 d，待水落干成“花花水”時施用底肥，埋草提漿后插秧。試驗于4月10日播種，5月25日移栽，移栽規(guī)格16.5 cm×30.0 cm。每hm2施復合肥375 kg、碳銨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、分蘗肥、穗肥比例為 6∶2∶2。

試驗記載水稻的播種期、移栽期、齊穗期、收獲期。收獲時測產(chǎn)。稻谷曬干后15 d，每小區(qū)取混合稻谷樣本碾米，取精米600 g送諾安實力可商品檢驗（青島）有限公司依據(jù) GB2763-2014（GC）、GB2763-2014（LC）對稻米的農(nóng)殘進行農(nóng)殘全掃套餐（GC、LC）檢測。

根據(jù)GB2763-2014（GC、LC）對各項指標的要求，對低于限制指標的標示為未檢出，高于限制值的以實際檢測數(shù)值標出。為方便統(tǒng)計，高于限制值的標識為檢出。

試驗數(shù)據(jù)和分析測試結(jié)果2年接近，本文均以2016年試驗數(shù)據(jù)采用Excel、DPS 14.5軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種和酶制劑施用時期對稻米農(nóng)殘的影響

2.1.1 該酶制劑降低農(nóng)殘有效，但不夠好，品種間農(nóng)殘降解效果的差異較小

從表1可見，使用1次酶制劑的A1、A2、A3處理中，4次重復的樣本中有3次甚至4次重復都有農(nóng)殘檢出；使用2次酶制劑的A5、A6、A7處理中，有1次重復沒有農(nóng)殘檢出；使用3次酶制劑的A8處理有2次重復沒有農(nóng)殘檢出。宜香優(yōu)2115、川優(yōu)6203的農(nóng)殘降解效應(yīng)雖然存在一定的差異，但趨勢一致，均表現(xiàn)為使用3次的處理效果好于使用2次的處理，只使用1次的處理效果較差。試驗兩個品種4次重復且分別在廣漢、崇州兩地的檢測結(jié)果高度一致，但是對于農(nóng)殘的降低都沒有達到較好的效果。在使用2次、3次的處理中，有1～2個樣本農(nóng)殘未檢出。研究認為，這可能與該酶制劑使用量不足有關(guān)，需要加大使用量。

表2 農(nóng)殘檢出的藥劑分析

表3 不同酶制劑用量對4個品種稻米農(nóng)殘降解的效應(yīng)比較

2.1.2 對殺蟲劑的降解效果較好，對殺菌劑的降解效果次之

從表2可見，該酶制劑對殺蟲劑的降解效果較好，但對殺菌劑的效果要差一些。三唑磷、毒死蜱未檢出，噻蟲嗪有部分檢出，腐霉利和丙環(huán)唑多數(shù)檢出，且多數(shù)樣本中丙環(huán)唑殘留量超過0.05 mg/kg。分析認為，這可能與丙環(huán)唑使用時間較晚有關(guān)，試驗中由于天氣和病害發(fā)生原因，于8月17日才噴施丙環(huán)唑，而9月4日試驗水稻即收獲。

2.2 酶制劑的使用量對不同品種稻米農(nóng)殘的影響

2.2.1 該酶制劑的降解作用具有劑量效應(yīng)，用量越大降解作用越強

從表3可見，酶制劑用量達到9 000 mL/hm2時，4個品種4次重復全部沒有農(nóng)殘檢出。隨著使用量的降低，農(nóng)殘降解的效果降低。使用量降低到5 400 mL/hm2時，參試品種中有2個品種有農(nóng)殘檢出。使用量降低到2 700 mL/hm2時，參試品種均有農(nóng)殘檢出。

2.2.2 不同品種對酶制劑的用量反應(yīng)存在差異

對不同品種而言，酶制劑使用量達到9 000 mL/hm2時，所有品種稻米農(nóng)殘未檢出。但隨著使用量的降低，一些品種稻米有農(nóng)殘檢出，且不同品種間存在差異。具體表現(xiàn)為德優(yōu)4727、川優(yōu)6203在酶制劑用量達到5 400 mL/hm2時未檢出 ，但使用量再降低，即有農(nóng)殘檢出；而宜香2115、F優(yōu)498在酶制劑使用量達到9 000 mL/hm2時，才能達到農(nóng)殘未檢出（表3）。

3 討論與結(jié)論

農(nóng)藥雖然可以有效的進行病蟲害防治，但也造成了農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留和生產(chǎn)環(huán)境的污染[8]，直接或間接影響人們的健康。加快農(nóng)藥降解是廣大科研工作者一直在努力的方向。目前常用的降解農(nóng)藥的方法有物理降解、化學降解、生物降解等多種方法[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長足的發(fā)展。通過一些特定的穩(wěn)定的酶，以酶的專一性和多樣性，可以利用性質(zhì)近似的多種酶集合制成特定的農(nóng)殘降解劑，能通過酶的增殖、分解，可以轉(zhuǎn)化、降解農(nóng)藥殘留。而且，酶不需要碳源，一些還能耐受±50℃甚至更高的溫度、鹽堿環(huán)境，降解效果遠勝于微生物本身[11-13]。

本試驗選用的戰(zhàn)氏生物轉(zhuǎn)換酶雖然限于知識產(chǎn)權(quán)原因未有關(guān)于成分的介紹，但近年在蔬菜、水果、茶葉等上都有相關(guān)的研究報道[14-17]。筆者只能結(jié)合同行業(yè)的研究情況和近年的研究報道，對本試驗的研究進行分析。

2014年的研究結(jié)果表明，在本試驗條件下，水稻生產(chǎn)中采用資料介紹的500倍稀釋液葉面噴施的方法，并未能收到較好的農(nóng)殘降解效果。根據(jù)研究結(jié)果調(diào)整后的使用量和使用方法，經(jīng)檢測，應(yīng)用該酶制劑能顯著降低稻米中的農(nóng)殘，甚至達到未檢出的效果。說明應(yīng)用該酶制劑可以實現(xiàn)稻米的安全生產(chǎn)。

本研究結(jié)果表明，應(yīng)用戰(zhàn)氏生物轉(zhuǎn)換酶制劑，以5 400～9 000 mL/hm2使用量時，在水稻抽穗前5 d和齊穗后5 d對水450 kg等量各葉面噴施1次，可以收到較好的降低農(nóng)殘的效果。以GB2763-2014（GC、LC）為檢測標準測定農(nóng)殘指標，德優(yōu)4727、川優(yōu)6203適宜的酶制劑使用量為5 400 mL/hm2以上，能達到未檢出農(nóng)殘的效果。宜香2115、F優(yōu)498適宜的酶制劑使用量為9 000 mL/hm2時，才能達到未檢出農(nóng)殘的效果。

[1] 錢伯章.我國農(nóng)藥產(chǎn)量躍居世界第一 [J].農(nóng)藥研究與應(yīng)用，2008（2）：18.

[2] 雷國明.農(nóng)藥殘留的危害和降解[J].植物醫(yī)生，2007（2）：51-52.

[3] 趙丹彤.有機磷農(nóng)藥檢測方法研究進展 [J].生物技術(shù)世界，2014（1）：34-34.

[4] 裴亮，張體彬，趙楠，等.有機磷農(nóng)藥降解方法及應(yīng)用研究新進展[J].環(huán)境工程，2011，29（S1）：273-277.

[5] 尹芳，張無敵，周肸，等.新型生物農(nóng)藥殘留物降解劑研發(fā)及其潛在前景展望[J].災(zāi)害學，2016，31（3）：157-159.

[6] 杜靜波，周月鳳.農(nóng)作物藥害的預(yù)防及補救 [J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（2）：112-113.

[7] 劉艷，王麗華，王玉燦.農(nóng)藥對土壤環(huán)境的影響及其去除[J].能源與環(huán)境，2007（6）：67-69.

[8] 李玉國，陳風琴，史秀娟.土壤環(huán)境污染研究[J].中國人口資源與環(huán)境，2010（5）：197-200.

[9] 魏敏，李玉江.微生物降解土壤殘留農(nóng)藥的研究進展[J].山東化工，2007（36）：15-18.

[10] 陳少華，羅建軍，林慶勝.農(nóng)藥殘留降解方法研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37（1）：343-345.

[11] 潘玉娟，尹芳，張無敵，等.有機磷降解劑對生菜農(nóng)殘降解效果分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2015，43（32）：136-138.

[12] 李玉梅，王根林，于洪久，等.土壤農(nóng)藥殘留微生物降解研究進展[J].北方園藝，2007（4）：72-74.

[13] 劉建利.有機磷農(nóng)藥殘留微生物降解的研究現(xiàn)狀[J].廣東農(nóng)業(yè)科學，2010（2）：107-110.

[14] 于軍華.戰(zhàn)氏生物農(nóng)殘降解劑對玉米藥害的緩解效果[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2014（6）：75-76.

[15] 王麗娟，張彩慶，馮樹音，等.人參噴施“戰(zhàn)氏生物農(nóng)殘降解劑”效果的試驗[J].吉林林業(yè)科技，2010（4）：34-36.

[16] 賀澤英，劉瀟威.農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留分析技術(shù)研究進展[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2016，33（4）：310-319.

[17] 胡春華，陳祿祿，李艷紅，等.環(huán)鄱陽湖區(qū)水稻-土壤有機氯農(nóng)藥污染及健康風險評價[J].環(huán)境化學，2016，35（2）：355-363.

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

四川省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)項目（2014JY0252）；成都市科技惠民項目（2015-HM01-00002-SF）