覆膜栽培方式下毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔和土壤中的消解動態(tài)

吳靜娜，楊秀娟，韋璐陽，鄧有展，王運儒，吳 鳳，農(nóng)耀京

(廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風險評估實驗室(南寧)，農(nóng)業(yè)部亞熱帶果品蔬菜質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，廣西 南寧 530001)

【研究意義】金桔是柑橘類水果中的一種，屬蕓香科柑橘屬，在廣西、廣東、湖南和江西等地有大規(guī)模的種植，目前是廣西柳州地區(qū)種植業(yè)的重要組成部分和果農(nóng)經(jīng)濟收入的重要來源[1]。金桔在生產(chǎn)過程中需要使用多種化學農(nóng)藥防治病蟲害，同時采用覆膜栽培技術(shù)，以提高金桔的抗寒防凍能力，減少病蟲害和裂果落果，達到晚采提質(zhì)增效的目的[2]。毒死蜱、丙溴磷和三唑磷是常用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的中等毒性有機磷殺蟲劑。隨著中國對部分高毒有機磷、有機氯農(nóng)藥的禁用和限用，這3種農(nóng)藥目前屬于果樹生產(chǎn)上少數(shù)允許使用的有機磷農(nóng)藥。農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風險評估實驗室(南寧)在2017-2018年開展的《柑桔質(zhì)量安全風險隱患摸底排查與關(guān)鍵控制點評估》中發(fā)現(xiàn)，廣西柑橘類水果在生產(chǎn)中使用率以及果實殘留量較高的3種有機磷農(nóng)藥為毒死蜱、丙溴磷和三唑磷。因此，研究這3種農(nóng)藥在金桔和土壤中的殘留動態(tài)，對促進廣西金桔質(zhì)量安全生產(chǎn)以及農(nóng)藥的合理使用具有重要意義。【前人研究進展】毒死蜱、丙溴磷或三唑磷施用于露地栽培果樹上的殘留消解動態(tài)已有報道，如蘋果[3-5]、柑橘[6-7]、荔枝[8]、香蕉[9-10]、楊梅[11]及龍眼[12]等。梁俊等[3]研究了毒死蜱在露地蘋果樹中的降解規(guī)律，研究表明毒死蜱降解速率快、殘留低，可以在蘋果生產(chǎn)上長期使用，同時，建議降低我國現(xiàn)行無公害蘋果標準規(guī)定的毒死蜱MRL值。齊偉婧等[7]建立了樂果、殺撲磷和毒死蜱在柑橘果實中的殘留分析方法，并單獨對毒死蜱的降解規(guī)律進行了探討：毒死蜱在柑橘果皮中殘留降解速率較快，在果肉中的半衰期較長?！颈狙芯壳腥朦c】目前，關(guān)于毒死蜱、丙溴磷和三唑磷同時作用于覆膜栽培金桔的殘留動態(tài)研究尚未見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以滑皮金桔為試材，對毒死蜱、丙溴磷和三唑磷進行殘留檢測，了解這3種有機磷農(nóng)藥在施用農(nóng)藥后的殘留與降解情況，全面正確地評價它們的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，研究它們在果實和土壤中的降解動態(tài)，以期為金桔果品安全生產(chǎn)提供科學依據(jù)和應(yīng)用指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 田間試驗

1.1.1 試驗地概況 于2017年10月至2018年2月，參照NY/T 788-2004《農(nóng)藥殘留試驗準則》[13]進行田間試驗。試驗地位于廣西柳州市柳城縣，試驗品種為滑皮金桔。試驗地塊土層深厚，土壤肥沃，水澆條件好，樹齡5年，長勢均勻，果樹在金桔中果期后未施用過農(nóng)藥。土壤類型為砂壤土，pH值5.5～6.0，土壤有機質(zhì)含量3.0 %。砧木為積砧，株行距2.0 m×3.0 m，樹高2.2 m 左右。棚架采用鐵架，薄膜選用生產(chǎn)上常用的大棚薄膜，厚度為0.05～0.08 mm，寬幅3.0～12.0 m。

1.1.2 供試藥劑 甲氰-三唑磷(奧殺螨，18 %三唑磷，4 %甲氰菊酯)，柳州市惠農(nóng)化工有限公司；40 %丙溴磷，南京紅太陽股份有限公司；45 %毒死蜱(樂斯本)，美國陶氏益農(nóng)公司。

1.1.3 殘留消解動態(tài)試驗 金桔：于中果期選取樹形和長勢相近的金桔果樹進行試驗。每3株金桔果樹作為1個處理，共設(shè)2個處理：空白(噴清水對照)和推薦劑量。推薦劑量的有效成分為：毒死蜱202 g·hm-2，丙溴磷480 g·hm-2，三唑磷337 g·hm-2。3種農(nóng)藥混合均勻后采用電動噴霧噴施，待藥液風干后立即覆膜。施藥后于第2小時及第1、3、7、14、21、30、45、60、80、100和110天采集金桔樣品。采用隨機多點取樣，從每棵樹的上、中、下部的內(nèi)、外側(cè)隨機采取金桔，每次采樣1.0 kg，采摘后4 h內(nèi)將分析樣品(全果)切碎并混勻，用食品加工機打成勻漿，裝入聚乙烯塑料瓶，置于-20 ℃低溫冰柜中密封貯存，以供檢測。

土壤：果實試驗的同時，在同一果園內(nèi)選擇距果實試驗區(qū)有一定間隔且地質(zhì)相同的空地，面積約30 m2，噴施相同劑量的3種混合農(nóng)藥，施藥待藥液風干后立即采用與金桔果樹相同的方式覆膜。施藥后按照金桔試驗的間隔期采集0～10 cm深度的土壤2.0 kg。篩去碎石雜物，充分碾磨后過40目篩混勻，按照四分法取樣200 g，用塑料袋密封后于-20 ℃冰箱中保存待測。

1.1.4 最終殘留試驗 試驗共設(shè)空白(噴清水對照)、推薦劑量和2倍推薦劑量3個處理，每個處理設(shè)3個重復(fù)。推薦劑量的有效成分為：毒死蜱202 g·hm-2，丙溴磷480 g·hm-2，三唑磷337 g·hm-2；2倍推薦劑量的有效成分為：毒死蜱405 g·hm-2，丙溴磷960 g·hm-2，三唑磷674 g·hm-2。于金桔中果期時首次施藥，施藥2次，施藥間隔期7 d，分別于末次施藥后7、30、60、80和100 d采集金桔及土壤樣品，測定3種農(nóng)藥的殘留量。樣品采集處理方式同消解動態(tài)試驗。

1.2 分析及檢測方法

1.2.1 儀器與試劑 對毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的殘留分析檢測按照NY/T 761-2008[14]進行。儀器：Agilent-6890N-FPD氣相色譜儀(美國安捷倫公司)、T18高速均質(zhì)儀(德國IKA公司)、純水儀(上海洋淪精密設(shè)備科技有限公司)、小型旋渦混勻儀(德國IKA公司)、氮吹儀(美國Organomation公司)。

試劑：100 mg·L-1毒死蜱、丙溴磷、三唑磷標準品(農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所)；乙腈、丙酮，色譜純(德國默克公司)。

1.2.2 提取凈化 稱取10.0 g金桔或土壤樣品，加入20.0 mL乙腈，高速均質(zhì)器均質(zhì)2 min后過濾，濾液轉(zhuǎn)至裝有3.0 g NaCl的具塞量筒中震搖1 min。靜置20 min后，吸取上層提取液10.0 mL，于45 ℃氮吹儀上吹至近干，用丙酮定容至5.0 mL，過0.22 μm有機濾膜后轉(zhuǎn)移至進樣瓶，待氣相色譜測定。

1.2.3 氣相色譜檢測條件 毛細管色譜柱型號DB-1701(30 m×530 μm×1.0 μm)，固定液為DB-35；檢測器溫度：250 ℃，進樣口溫度220 ℃；載氣為N2，恒壓不分流，流量：10.0 mL·min-1，H2：75.0 mL·min-1，空氣：100 mL·min-1；柱溫采用程序升溫：初始溫度150 ℃，以10 ℃·min-1升至200 ℃，保持5.0 min，再以15 ℃·min-1升至250℃；保持6.0 min；進樣量1.00 μl。

1.2.4 標準曲線 將質(zhì)量濃度為100 mg·L-1的毒死蜱、丙溴磷和三唑磷標準溶液用丙酮逐級稀釋，分別配制成質(zhì)量濃度為0.02、0.05、0.10、0.15、0.20、0.50和1.00 mg·L-1的標準工作溶液。按1.2.3儀器條件進行測定，以3種農(nóng)藥標準溶液的質(zhì)量濃度(x)對峰面積(y)繪制標準曲線，考察方法的線性相關(guān)性。

1.2.5 添加回收試驗 平行稱取3 份(每份10.0 g)經(jīng)測定不含供試農(nóng)藥的金桔和土壤空白試樣，分別添加毒死蜱、丙溴磷和三唑磷混合標準溶液，添加水平為：0.05、0.50和1.00 mg·kg-1，混勻，每個濃度重復(fù)3次，靜置30 min，按照1.2.2的方法提取凈化后，用氣相色譜測定，計算回收率及相對標準偏差，考察方法的準確度和精密度。

2 結(jié)果與分析

2.1 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的線性范圍

采用峰面積外標法定量。在0.02～1.00 mg·L-1范圍內(nèi)，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔或土壤基質(zhì)下，無明顯的基質(zhì)效應(yīng)。3種農(nóng)藥的質(zhì)量濃度與峰面積存在顯著的正相關(guān)，有良好的線性關(guān)系?；貧w方程分別為：毒死蜱，y=3657.7x+1.2315，相關(guān)系數(shù)r為0.9995；丙溴磷，y=4261.6x-3.1781，相關(guān)系數(shù)r為0.9995；三唑磷，y=3609.2x-0.0549，相關(guān)系數(shù)r為0.9993。3種有機磷農(nóng)藥的色譜峰如圖1所示。

2.2 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的回收率、檢出限及定量限

金桔及土壤中毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的回收率試驗結(jié)果見表1。在0.05、0.50和1.00 mg·kg-1的添加濃度下，金桔中毒死蜱的平均回收率為92.9 %～102.7 %，相對標準偏差為2.2 %～3.3 %；丙溴磷的平均回收率為86.3 %～90.9 %，相對標準偏差為2.1 %～2.6 %；三唑磷的平均回收率為90.8 %～105.8 %，相對標準偏差為3.2 %～4.3 %。土壤中毒死蜱的平均回收率為85.8 %～92.1 %，相對標準偏差為1.9 %～2.7 %；丙溴磷的平均回收率為84.6 %～87.8 %，相對標準偏差為2.2 %～4.9 %；三唑磷的平均回收率為85.1 %～91.9 %，相對標準偏差為1.2 %～4.3 %，準確度和精密度均符合農(nóng)藥殘留分析的要求[13]。以3倍信噪比(S/N)計算檢出限，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔和土壤中的檢出限分別為0.007、0.006和0.007 mg·kg-1；3種農(nóng)藥的定量限均為0.020 mg·kg-1。

2.3 殘留消解動態(tài)試驗

殘留量與消解速率見表2～3。噴藥2 h后，3種農(nóng)藥在金桔果實中的原始殘留量分別為0.072、0.375和0.139 mg·kg-1，土壤中的原始殘留量分別為：0.127、0.694和0.257 mg·kg-1。土壤中的原始殘留濃度均大于金桔果實的原始殘留濃度，可能是由于金桔果實小而分散，農(nóng)藥附著面積相對于土壤較小造成的。毒死蜱在金桔果實的消解率14 d后能達到100 %，而丙溴磷和三唑磷消解率達100 %分別需要100及110 d；3種農(nóng)藥在土壤中的消解率達到100 %需要的時間較金桔更長，分別為21、110和110 d。

圖1 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷標準品色譜圖Fig.1 The chromatogram of chlorpyrifos, profenofos and triazophos standard

農(nóng)藥Pesticide樣品Sample添加濃度(mg·kg-1)Additive concentration回收率( %)RecoveryRSD( %)毒死蜱Chlorpyrifos金桔Kumquat fruit0.0592.92.20.596.63.31102.73.3土壤Soil0.0587.12.20.592.11.9185.82.7丙溴磷Profenofos金桔Kumquat fruit0.0586.32.10.590.92.2186.92.6土壤Soil0.0586.12.40.584.64.9187.82.2三唑磷Triazophos金桔Kumquat fruit0.05102.23.40.590.83.51105.84.3土壤Soil0.0585.14.30.591.51.2191.93.4

圖2 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔和土壤中的降解曲線Fig.2 Degradation curves of chlorpyrifos, profenofos and triazophos in kumquat friut and soil

2.4 最終殘留量

殘留試驗設(shè)置了2個施藥濃度，于金桔中果期按照推薦劑量和2倍推薦劑量分別施藥2次，施藥間隔期7 d，末次施藥與金桔收獲期分別間隔7、30、60、80和100 d采集金桔和土壤樣品。由表4可知，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔和土壤中的殘留量與施藥劑量基本成正比，與采收間隔期成反比。最后一次施藥距收獲間隔期7 d，毒死蜱在金桔和土壤中的殘留量均小于1.0 mg·kg-1；最后一次施藥距收獲間隔期60 d，三唑磷在金桔和土壤中的殘留量小于0.2 mg·kg-1；而丙溴磷在金桔和土壤中的殘留量降低到0.2 mg·kg-1以下，則需要100 d的間隔期。

3 討 論

農(nóng)藥降解會受到各種因素的影響，如溫度、降雨量、噴施劑量及作物種類等等。本研究的試驗結(jié)果表明，在相同的覆膜栽培方式下，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的消解速率不同，在金桔果實中的消解速率順序為毒死蜱>丙溴磷≈三唑磷，而在土壤中的消解速率順序為毒死蜱>三唑磷>丙溴磷。李建國等[16]在相同的保護地條件下，試驗了4種農(nóng)藥在豇豆中的降解殘留，發(fā)現(xiàn)它們的消解速率均不相同，由高到低依次為：高效氯氰菊酯>樂果>乙酰甲胺磷>苯醚甲環(huán)唑。

本研究發(fā)現(xiàn)同種農(nóng)藥在覆膜栽培和露地栽培條件下消解速率也存在差異。許多有機磷農(nóng)藥在露地栽培條件下的半衰期明顯快于覆膜栽培，劉騰飛等[17]的研究表明，在不同栽培方式毒死蜱在小白菜中的消解速率因栽培方式而異，其順序為露地>網(wǎng)室>大棚。本研究結(jié)果表明，覆膜生產(chǎn)栽培方式下，丙溴磷的半衰期大于王思威等[6]報道的露地栽培柑橘的半衰期，而毒死蜱的半衰期卻比齊偉婧等[7]報道的柑橘果皮和果肉的半衰期短，這可能是由于影響不同種類農(nóng)藥的消解因素不同，覆膜栽培條件下毒死蜱受降雨量影響較小、溫度較為穩(wěn)定。

表2 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔果實中的殘留量與消解速率(n=3)

注：“—”表示農(nóng)藥未降解，ND表示農(nóng)藥殘留量低于方法的檢出限。下同。

Note:‘—’means that no pesticide had degradation; ND means that pesticide residues were lower than the minimal detectable level. The same as below.

表3 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在土壤中的殘留量與消解速率(n=3)

本研究中，毒死蜱和丙溴磷在金桔及土壤中的半衰期沒有太大的差異，而三唑磷在金桔果實和土壤中降解的半衰期差異較為明顯，土壤半衰期約為果實的一半。這可能是由于三唑磷受地區(qū)濕熱條件及土壤偏酸等因素影響較為明顯造成的。同時，光照、氣溫及土壤中的微生物含量等也有可能造成農(nóng)藥半衰期的差異[18]。因此，基于露地栽培模式下推薦的農(nóng)藥殘留限量并不完全適合于覆膜栽培方式，為加強農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，亟需開展不同栽培模式下的農(nóng)藥殘留消解研究。

參考食品中農(nóng)藥最大殘留限量國家標準推薦的MRL值[15]，建議以推薦劑量(有效成分：毒死蜱202g·hm-2、丙溴磷480 g·hm-2、三唑磷337 g·hm-2)在金桔中果期噴施，最多連續(xù)2次，間隔7 d，施藥后的食用安全間隔期為100 d以上。

表4 毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在金桔果實和土壤中的最終殘留量

注：①施藥量Dose*(g·hm-2)Ⅰ為：毒死蜱202 g·hm-2，丙溴磷480 g·hm-2，三唑磷337 g·hm-2；Ⅱ為：毒死蜱405 g·hm-2，丙溴磷960 g·hm-2，三唑磷674 g·hm-2。②MRL**：柑橘類水果中，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷的MRL值分別為：1.0、0.2和0.2 mg·kg-1[15]。

Note:(i)Dose*(g·hm-2) Ⅰof chlorpyrifos, profenofos and triazophos were 202,480 and 337 g·hm-2respectively, Dose Ⅱof three pesticide were 405,960 and 674 g·hm-2, respectively. (ii)MRL**of chlorpyrifos, profenofos and triazophos by citrus fruit were 1.0, 0.2 and 0.2 mg·kg-1[15].

4 結(jié) 論

根據(jù)化學農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則[19]，半衰期t0.5/d≤30的農(nóng)藥在土壤中的降解性等級屬于易降解農(nóng)藥，因此，毒死蜱、丙溴磷和三唑磷在土壤中均屬于易降解農(nóng)藥，其中毒死蜱和三唑磷在土壤中更容易降解，對土壤污染較低。