豫北地區(qū)設(shè)施蔬菜休閑期土壤殺菌劑殘留特征

李煥 劉鳴韜 田雪亮 李新錚

摘要：為了明確休閑期豫北地區(qū)溫室蔬菜土壤殺菌劑殘留狀況，分析豫北地區(qū)5個蔬菜溫室春季黃瓜和秋季番茄休閑期土壤殺菌劑的種類和殘留量。結(jié)果表明，多菌靈、甲基硫菌靈、甲霜靈、烯酰嗎啉、嘧霉胺、咪鮮胺、三唑酮、苯醚甲環(huán)唑、百菌清等殺菌劑均能在土壤中檢出，其中春季溫室土壤中烯酰嗎啉殘留水平較高，最高為38.33 μg/kg。秋季溫室土壤中苯醚甲環(huán)唑殘留水平較高，最高為62.70 μg/kg?？傮w來看，豫北地區(qū)休閑期溫室土壤仍存在殺菌劑殘留。

關(guān)鍵詞：設(shè)施蔬菜；殺菌劑殘留；休閑期

中圖分類號：S482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）04-0056-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.04.014

Characteristic of Fungicide Residue in Greenhouse Soil During Fallow Period in Northern

LI Huan，LIU Ming-tao，TIAN Xue-liang，LI Xin-zheng

（Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003，Henan，China）

Abstract： To investigate characteristic of fungicide reside in greenhouse soil during fallow period，fungicide and residues in greenhouse were analyzed during fallow period of spring cucumber and autumn tomatoes. The results showed that fungicide including carbendazim， thiophanate-methyl， metalaxyl， dimethomorph， pyrimethanil， prochloraz， triazolone， difenoconazole and chlorothalonil were all detected. Dimethomorph residue was the highest with 38.33 μg/kg in fallow period in spring. However，difenoconazole residue was the highest with 62.70 μg/kg in fallow period in autumn. In a conclusion， fungicide residue was still in soil during fallow period.

Key words： greenhouse vegetable； fungicide residue； fallow period

農(nóng)藥殘留是指農(nóng)藥使用后殘存于生物體、農(nóng)產(chǎn)品（或食品）及環(huán)境中的微量農(nóng)藥，除農(nóng)藥本身外，也包括農(nóng)藥的有毒代謝物和雜質(zhì)，是農(nóng)藥及其他相關(guān)物質(zhì)的總稱。農(nóng)藥殘留嚴(yán)重影響人體健康，近年來人類的惡性癌癥與農(nóng)藥殘留超標(biāo)有關(guān)。長期食用農(nóng)藥殘留超標(biāo)的蔬菜、水果，可造成農(nóng)藥在人體內(nèi)積累，形成慢性中毒，降低人體免疫力，導(dǎo)致其他疾病發(fā)生。目前，中國農(nóng)藥年用量為80萬～100萬t，居世界首位，其中約80%的農(nóng)藥直接進(jìn)入環(huán)境[1]，絕大部分農(nóng)藥被土壤吸收。當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，設(shè)施蔬菜土壤中農(nóng)藥殘留現(xiàn)象最為嚴(yán)重。設(shè)施蔬菜病害種類多，危害大，農(nóng)藥使用率高，用藥量大，且多年連作，造成土壤中農(nóng)藥殘留嚴(yán)重，且殘留農(nóng)藥種類多[2]。這些殘留農(nóng)藥影響后茬植物生長，或帶來更多的環(huán)境生態(tài)問題。此外，殺菌劑大多對人類低毒，所以人類對殺菌劑殘留危害的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

新鄉(xiāng)市是豫北設(shè)施蔬菜種植面積大、種植歷史長的地區(qū)，大部分菜區(qū)已有30年種植史。設(shè)施蔬菜的長期連作導(dǎo)致多種病害發(fā)生，農(nóng)民使用大量的殺菌劑防治病害，因而導(dǎo)致殺菌劑長期殘留于土壤。目前，大多數(shù)殺菌劑殘留研究多集中在蔬菜本身或蔬菜生長季節(jié)土壤中殺菌劑的降解動態(tài)，而忽略了休閑季節(jié)土壤中殺菌劑殘留狀況。休閑季節(jié)土壤農(nóng)藥殘留雖然不會對人體傷害，但會影響后茬蔬菜的生長、改變土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)，從而加劇連作障礙的發(fā)生，進(jìn)而影響蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，有必要研究休閑期設(shè)施蔬菜土壤中農(nóng)藥殘留特征，以充分明確土壤殘留殺菌劑的種類和殘留量，為殺菌劑殘留治理奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 豫北地區(qū)設(shè)施蔬菜殺菌劑施用概況

豫北地區(qū)設(shè)施蔬菜主要是春季黃瓜和秋季番茄。常見黃瓜病害為黃瓜霜霉病、黃瓜白粉病、黃瓜靶斑病、黃瓜細(xì)菌性角斑病等，常用藥劑為多菌靈、烯酰嗎啉、苯醚甲環(huán)唑、腐霉利、咪鮮胺等。常見番茄病害為番茄早疫病、番茄晚疫病、番茄葉霉病、番茄病毒病和根結(jié)線蟲等，常用藥劑為苯醚·嘧菌酯、噻唑鋅、噻唑膦、百菌清、多菌靈、烯酰嗎啉、嘧菌酯等（表1），共計(jì)33種藥劑。施藥方式為噴霧，這也導(dǎo)致了大量的殺菌劑隨水滴落到土壤而被吸收。在春季黃瓜茬口，每隔10 d施藥一次，施藥總次數(shù)約為12次，殺菌劑施用總量約為55 200 g/hm2。秋季番茄茬口，每隔15 d施藥一次，施藥總次數(shù)約為10次，殺菌劑施用總量約為51 000 g/hm2?？傮w來看，殺菌劑用量相當(dāng)大，勢必造成殺菌劑殘留。

1.2 設(shè)施溫室選擇

從新鄉(xiāng)市牧野菜區(qū)選擇5戶種植歷史大于20年的溫室，且溫室種植模式為上半年黃瓜，下半年番茄。上半年為6月15日至7月15日，下半年為1月15日至次年2月15日，溫室處于休閑期，不種植任何蔬菜。為了全面掌握農(nóng)戶的施藥種類和用量，要求農(nóng)戶記錄施用農(nóng)藥品種、使用量、方式和次數(shù)。

1.3 田間取樣

休閑期（7月1日和2月1日）從溫室中取土壤樣品。溫室內(nèi)五點(diǎn)取樣，每點(diǎn)取5鉆土壤，放入自封袋中。去除土壤樣品中的植物根系、石塊等雜物，研磨后過孔徑1 mm篩，混勻，按四分法各留樣250 g，所有樣品用塑料袋封裝、編號，所有樣品存于-20 ℃的冰箱中凍存待分析。

1.4 土壤處理

稱取20.0 g土壤樣品，置于250 mL三角瓶中，用30、30、30 mL二氯甲烷超聲15 min，3次，經(jīng)無水硫酸鈉過濾，合并濾液至平底燒瓶中，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀40 ℃濃縮至近干，用石油醚定容至10 mL，過0.45 μm濾膜，待測。

1.5 色譜與檢測條件

色譜柱為Waters ACQUITY HSS T3。流動相A為乙腈；B為0.05%甲酸水溶液，梯度洗脫（表2）。

流速0.3 mL/min；柱溫30 ℃；進(jìn)樣量2 μL；離子源為ESI正離子；毛細(xì)管電壓4 000 V；鞘氣溫度400 ℃；鞘氣流速11 L/min；檢測方式為MRM（多反應(yīng)監(jiān)測）。各殺菌劑檢測條件見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 常用殺菌劑的土壤殘留量檢測

從5個溫室隨機(jī)取土，對部分常用的殺菌劑進(jìn)行土壤殺菌劑殘留檢測，發(fā)現(xiàn)不同溫室土壤均存在殺菌劑殘留，但殘留量有差異（表4）。9種殺菌劑都能在5個溫室土壤中檢測出。A溫室春季土壤殘留量最高的為烯酰嗎啉（36.00 μg/kg），是檢測限量的45倍。A溫室秋季土壤殘留量最高的也為烯酰嗎啉（57.60 μg/kg），是檢測限量的72倍。B溫室春季殘留殺菌劑最高的為烯酰嗎啉（24.00 μg/kg），秋季殘留殺菌劑最高的為苯醚甲環(huán)唑（56.00 μg/kg）。C溫室春季殘留殺菌劑最高的為烯酰嗎啉（38.33 μg/kg），秋季殘留量最高的為苯醚甲環(huán)唑（62.70 μg/kg）。D溫室春季殘留量較高的殺菌劑為甲基硫菌靈（14.43 μg/kg）和烯酰嗎啉（19.98 μg/kg），秋季殘留量最高的殺菌劑為苯醚甲環(huán)唑（33.02 μg/kg）。E溫室春季殘留量最高的殺菌劑為甲霜靈（30.82 μg/kg），秋季殘留量最高的殺菌劑為苯醚甲環(huán)唑（22.21 μg/kg）。

3 小結(jié)與討論

對5個溫室土壤殺菌劑殘留檢測發(fā)現(xiàn)，溫室土壤中存在多種殺菌劑殘留，其中殘留量較高的殺菌劑為苯醚甲環(huán)唑、烯酰嗎啉和甲霜靈，其中烯酰嗎啉在春季黃瓜土壤中殘留量高，而在秋季黃瓜土壤中殘留量最高為苯醚甲環(huán)唑，這與溫室種植模式相關(guān)。豫北地區(qū)春季種植黃瓜，黃瓜生產(chǎn)主要病害是黃瓜霜霉病，當(dāng)前防治該病主要采用烯酰嗎啉。秋季番茄主要病害是番茄葉霉病，防治藥劑為苯醚甲環(huán)唑。這兩種殺菌劑在蔬菜生長季節(jié)大量施用，造成了土壤殘留。殘留農(nóng)藥在土壤被解離成有機(jī)陽離子和有機(jī)陰離子，從而為土壤膠體所吸附。由于溫室環(huán)境的相對封閉性，溫室農(nóng)藥的殘留期明顯長于露地[3]。這也是本研究中溫室殺菌劑殘留較重的原因。

農(nóng)藥對土壤的影響主要體現(xiàn)在土壤微生物多樣性、土壤呼吸強(qiáng)度、土壤酶活性[4]、氮素礦質(zhì)化等方面，本質(zhì)是影響土壤微生物的群落[5]。不同于殺蟲劑、殺菌劑的防治靶標(biāo)為植物病原真菌和細(xì)菌，而土壤微生物中土壤細(xì)菌和土壤真菌與植物病原菌類似。因此，殺菌劑進(jìn)入土壤后，直接作用于土壤微生物本身，從而改變微生物的群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響土壤理化性質(zhì)，加速連作障礙發(fā)生，影響蔬菜生長。

烯酰嗎啉是一種新型內(nèi)吸治療性專用低毒卵菌綱殺菌劑，其作用機(jī)制是破壞病菌細(xì)胞壁的形成，引起孢子囊壁的分解使病菌死亡，可用于防治多種作物霜霉屬和疫霉屬病菌引起的病害[6]，廣泛應(yīng)用于防治黃瓜霜霉病、番茄晚疫病、馬鈴薯晚疫病、甜椒疫病等。有研究表明，烯酰嗎啉明顯抑制土壤微生物的呼吸作用，且隨著處理濃度的升高，抑制作用增強(qiáng)[7]。高濃度的烯酰嗎啉降低土壤酶活性，并對蚯蚓具有毒害作用[8]。由此來看，烯酰嗎啉抑制土壤微生物群體的生命活動，降低土壤微生物呼吸作用，影響土壤有機(jī)質(zhì)的分解和再循環(huán)，進(jìn)而影響土壤肥力。因此，有必要深入研究烯酰嗎啉殘留對土壤微生物的影響，深入揭示其作用機(jī)制。

苯醚甲環(huán)唑?qū)偃蝾悮⒕鷦种汽溄晴薮嫉纳锖铣啥蓴_真菌的正常生長，具有內(nèi)吸性和保護(hù)性[9]。目前，苯醚甲環(huán)唑均被廣泛應(yīng)用于谷物、水稻、蔬菜和果樹等多種病害的防治[10]，是目前蔬菜病害綜合防治中的較佳農(nóng)藥，被農(nóng)戶廣泛使用。然而，該殺菌劑在土壤中移動性小，降解緩慢，因此導(dǎo)致土壤殘留量高。研究表明濃度為500 mg/kg的苯醚甲環(huán)唑能顯著降低土壤中微生物活性，對土壤生態(tài)環(huán)境造成不利影響[11]。苯醚甲環(huán)唑抑菌機(jī)理是阻斷真菌細(xì)胞壁合成，因此對土壤其他有益真菌都具有抑制作用，從而造成更加嚴(yán)重的生態(tài)后果。此外，苯醚甲環(huán)唑?qū)Υ笮蜏泻桶唏R魚具有高毒性，導(dǎo)致它們產(chǎn)卵量降低、胚胎畸形和生長不良[12]。雖然苯醚甲環(huán)唑?qū)θ祟惖投荆梭w每日允許攝入量為0～0.01 mg/kg，急性參考劑量為0.3 mg/kg，但考慮其對大部分土壤有益真菌也具有抑制作用，應(yīng)嚴(yán)格控制其殘留量。

下一步應(yīng)深入研究不同時期殺菌劑殘留量與土壤微生物之間的相互關(guān)系，以深入明確殺菌劑殘留對土壤微生物的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 仲維科.我國藥品的農(nóng)藥污染問題[J].農(nóng)藥，2000，39（7）：1-4.

[2] 尹可鎖，吳文偉，郭志祥，等.保護(hù)地蔬菜病蟲害發(fā)生及土壤農(nóng)藥殘留污染狀況[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（S1）：174-177.

[3] 簡 秋，龔 勇，鄭尊濤，等.露地與溫室蔬菜中農(nóng)藥殘留主要影響因子的研究[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理，2014，35（7）：32-35.

[4] 王 艷.不同有機(jī)物料對有機(jī)磷農(nóng)藥污染土壤酶活性及土壤微生物量的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23（7）：1205-1209.

[5] 鄭麗萍，龍 濤，林玉鎖，等.Biolog-ECO解析有機(jī)氯農(nóng)藥污染場地土壤微生物群落功能多樣性特征[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2013，19（5）：759-765.

[6] KIM S W，EL-ATY A M A，RAHMAN M M，et al. The effect of household processing on the decline pattern of dimethomorph in pepper fruits and leaves[J].Food Control，2015，50：118-124.

[7] LIANG H W，LI L，LI W，et al. Dissipation and residue of dimethomorph in pepper and soil under field conditions[J].Ecotoxicology and Environmental Safety，2011，74（5）：1331-1335.

[8] WANG C X，ZHANG Q M，WANG F F，et al. Toxicological effects of dimethomorph on soil enzymatic activity and soil earthworm （Eisenia fetida）[J].Chemosphere，2017，169：316-323.

[9] MUNKVOLD G P，MARTINSOM C A，SHRIVER J M，et al. Probabilities for profitable fungicide use against gray leaf spot in hybrid maize[J].Phytopathology，2001，91（5）：477-484.

[10] KHAN M F R，SMITH L J. Evaluating fungicides for controlling Cercospora leaf spot on sμgar beet[J].Crop Protection，2005，24（1）：79-86.

[11] MU？譙OZ-LEOZ B，GARBISU C，CHARCOSSET J Y，et al. Non-target effects of three formulated pesticides on microbially-mediated processes in a clay-loam soil[J].Science of the Total Environment，2013，449：345-354.

[12] MU X Y，PANG S，SUN X，et al. Evaluation of acute and developmental effects of difenoconazole via multiple stage zebrafish assays[J].Environmental Pollution，2013，175：147-157.