甜菜農(nóng)藥殘留研究進(jìn)展

周 芹,吳玉梅

(1.黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院，哈爾濱 150080; 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部甜菜品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，哈爾濱 150080; 3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部糖料產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150080)

0 引言

甜菜，除糖用甜菜外，還包括飼用甜菜及食用甜菜。食用甜菜原產(chǎn)于北非、歐洲和西亞地中海一帶，是歐美各國(guó)的重要蔬菜之一。我國(guó)現(xiàn)有少量栽培，主要以球形肉質(zhì)根供食用。食用甜菜已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織和美國(guó)防癌協(xié)會(huì)選為對(duì)人們?nèi)粘ｏ嬍匙罴训?3種蔬菜之一和30種有防癌作用的水果和蔬菜之一[1]。但是近年來(lái)隨著化學(xué)除草劑、殺菌劑、殺蟲(chóng)劑等農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，植株中的農(nóng)藥殘留對(duì)甜菜造成極大危害。新農(nóng)藥的研發(fā)和使用，以及一些禁用農(nóng)藥的改頭換面，在甜菜上每年都有部分新農(nóng)藥或者經(jīng)過(guò)改裝的禁用農(nóng)藥在使用，致使甜菜的農(nóng)藥殘留和毒害作用一直存在。農(nóng)藥殘留對(duì)甜菜的危害，早已引起甜菜種植者、制糖企業(yè)及相關(guān)科技人員的重視。本文綜合幾年的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，對(duì)甜菜上登記使用、在用、限用農(nóng)藥以及農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法進(jìn)行了綜述，為下一步甜菜農(nóng)藥殘留的深入研究提供參考。

1 甜菜上登記使用及常用農(nóng)藥種類

目前，東北、西北及華北是我國(guó)甜菜的主產(chǎn)區(qū)，貴州、湖北、四川等省也有少量種植。隨著種植年限的增加，甜菜病蟲(chóng)草害日漸突出，從某種程度上制約了甜菜產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，因此，在甜菜生產(chǎn)中，除了一些必要的栽培措施(如選地、選茬等)外，適時(shí)的防治病蟲(chóng)草害，有利于提高甜菜的產(chǎn)量及品質(zhì)，其中，化學(xué)防治是比較重要且有效的方法。

1.1 甜菜上登記使用農(nóng)藥

危害甜菜的病害主要有有甜菜葉枯病、褐斑病、立枯病、根腐病、叢根病等十幾種[2,3]；蟲(chóng)害主要有甘藍(lán)夜蛾、甜菜夜蛾、跳甲、象甲(象鼻蟲(chóng))、草地螟等五十幾種[4,5]；危害甜菜生長(zhǎng)的除了病蟲(chóng)害之外，還有危害嚴(yán)重的草害，主要有：稗草、野燕麥、狗尾草(毛毛狗)、金色狗尾草、馬唐、鴨跖草、蒼耳(老蒼子)、萹蓄、龍葵(野茄秧)、藜(灰菜)、反枝莧(西風(fēng)谷)、苘麻(白麻)、狼把草、柳葉刺蓼(木氏蓼)、酸模葉蓼(柳葉蓼)、香薷、苣荬菜、問(wèn)荊(接骨草)、刺兒菜(小薊)和蘆葦在內(nèi)的多種雜草[6]。但截至 2018年3月16日，我國(guó)批準(zhǔn)在甜菜上登記的農(nóng)藥種類較少，包括除草劑 12 種(表1)，殺菌劑9 種(表2)，殺蟲(chóng)劑 2 種(氰戊菊酯和多菌靈)，產(chǎn)品數(shù)量之少，與其重要的地位不相適應(yīng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量安全不利，這應(yīng)該成為植保工作者及農(nóng)藥企業(yè)重點(diǎn)突破的一個(gè)領(lǐng)域[7]。

表1 甜菜上登記使用的除草劑

表2 甜菜上登記使用的殺菌劑

1.2 甜菜生產(chǎn)上常用農(nóng)藥

目前，甜菜上常用的化學(xué)除草劑有乙氧呋草黃、草甘膦、吡氟禾草靈(穩(wěn)殺得)和精吡氟禾草靈(精穩(wěn)殺得)、禾草靈、精二甲吩草胺、異丙甲草胺(未登記)、氟吡禾靈、甜菜安、甜菜寧、烯草酮(未登記)、喹禾靈、精喹禾靈(精禾草克、未登記)、烯禾啶(拿捕凈)、高效氟吡甲禾靈(未登記)等10余種；常用的殺菌劑有苯醚甲環(huán)唑(未登記)、吡唑醚菌酯、甲基硫菌靈、氟硅唑、丙環(huán)唑和氟環(huán)唑(未登記)等對(duì)防治甜菜褐斑病有較好的效果[8]；甜菜上使用的殺蟲(chóng)劑有氯氰菊酯、高效氯氰菊酯功夫(未登記)、阿維菌素(未登記)。筆者2012～2014年對(duì)我國(guó)甜菜生產(chǎn)基地的實(shí)地調(diào)查表明，我國(guó)甜菜生產(chǎn)中農(nóng)藥使用種類50余種，其中，使用地區(qū)最多的農(nóng)藥是甲基托布津，占70%以上，其次為福美雙、苯醚甲環(huán)唑、氯氰菊酯和高效氯氰菊酯占50%左右，甜菜安、甜菜寧、氟硅唑等占30%～40%。

甜菜是一種對(duì)農(nóng)藥尤其是除草劑極其敏感的作物，化學(xué)除草劑對(duì)甜菜的危害,是伴隨著化學(xué)除草劑在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用而產(chǎn)生的。主要分為土壤中殘留和空氣中飄移兩種形式。而且前茬施用的除草劑對(duì)甜菜影響也較大。表3是長(zhǎng)殘效除草劑施用后種植甜菜必須間隔的時(shí)間，這些農(nóng)藥在甜菜上是禁止使用的。

表3 長(zhǎng)殘效除草劑施用后種植甜菜必須間隔的時(shí)間

續(xù)表3

2 甜菜中農(nóng)藥殘留的測(cè)定方法

在甜菜上施用的農(nóng)藥目前已知的有十幾種，對(duì)這些農(nóng)藥的監(jiān)控以及在植株的殘留國(guó)內(nèi)尚未開(kāi)展，尤其是食用甜菜，日本及歐盟都已制定出食用甜菜中農(nóng)藥殘留的最大檢出限(MRL)[11-12]，最近日本檢測(cè)出中國(guó)生產(chǎn)的蔬菜農(nóng)藥殘存超標(biāo)42倍，這樣的作物為何可以通過(guò)國(guó)內(nèi)的檢測(cè)以作出口？我們發(fā)現(xiàn)，中國(guó)農(nóng)殘檢測(cè)項(xiàng)目數(shù)量與歐美、日等國(guó)存在令人震驚的差距，許多重要指標(biāo)在中國(guó)并不在檢測(cè)之列。在我國(guó)，目前已經(jīng)制定出甜菜中四十七種農(nóng)藥殘留的最大檢出限量[13]，但是對(duì)于甜菜中的農(nóng)藥殘留，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)定方法，大多參照蔬菜和糧谷的方法測(cè)定[14-17]，討論甜菜中農(nóng)藥殘留測(cè)定方法具有非常重要的意義。

目前，對(duì)于農(nóng)藥殘留的檢測(cè)多采用色譜法或者色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法，多殘留聯(lián)合檢測(cè)是近幾年發(fā)展的趨勢(shì)。QuEChERS法是普遍采用的前處理方法[18-21]。

2.1 色譜法

農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，應(yīng)用較多的氣相色譜法和液相色譜法，甜菜MRL規(guī)定的四十七種農(nóng)藥分成四組，分別用氣相色譜、液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用、液質(zhì)聯(lián)用，下面分別加以闡述。

2.1.1 氣相色譜法(Gas Chromatography)

是一項(xiàng)比較常用的分析方法，對(duì)易于揮發(fā)而不發(fā)生分解的化合物進(jìn)行分離與分析的色譜技術(shù)。將具體研究物質(zhì)的濃度轉(zhuǎn)型為檢測(cè)的電子信號(hào)。然后又記錄裝置記錄存儲(chǔ)下來(lái)，農(nóng)藥殘留中常用的檢測(cè)器包括火焰光度檢測(cè)(FPD)、電子捕獲檢測(cè)器(ECD)、氮磷檢測(cè)器(NPD)。其中，火焰光度檢測(cè)器用來(lái)檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留靈敏度較高[22]，甜菜農(nóng)藥殘留限量建議使用此方法檢測(cè)的有11種，分別為二嗪磷、甲基異柳磷、甲基對(duì)硫磷、甲基硫環(huán)磷、久效磷、樂(lè)果、馬拉硫磷、水胺硫磷、特丁硫磷。

電子捕獲檢測(cè)器也是一種離子化檢測(cè)器，它是一個(gè)有選擇性的高靈敏度的檢測(cè)器，它只對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì)，如含鹵素、硫、磷、氮的物質(zhì)有信號(hào)，物質(zhì)的電負(fù)性越強(qiáng)，也就是電子吸收系數(shù)越大，檢測(cè)器的靈敏度越高，而對(duì)電中性(無(wú)電負(fù)性)的物質(zhì)，如烷烴等則無(wú)信號(hào)[23]。甜菜農(nóng)藥殘留限量建議使用此方法檢測(cè)的有7種，分別為丙環(huán)唑、氟氰戊菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯和高效氯氰菊酯、氰戊菊酯和S-氰戊菊酯、五氯硝基苯、三唑酮。

2.1.2 液相色譜法(Liquid Chromatography)

對(duì)高沸點(diǎn)、難以汽化的化合物的混合物或者高溫易分解的物質(zhì)采用液相色譜分析[24]，農(nóng)藥殘留檢測(cè)中多使用紫外檢測(cè)器，擬除蟲(chóng)菊酯類、氨基甲酸酯類可以采用液相色譜法，但是需要柱后衍生，增加了檢測(cè)成本，現(xiàn)在一般都采用液質(zhì)聯(lián)用的方法。甜菜農(nóng)藥殘留限量建議使用此方法只有多菌靈，還可以使用液相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)。

2.2 色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

是一種結(jié)合色譜和質(zhì)譜的特性，在試樣中鑒別不同物質(zhì)的方法，能夠提供足夠的化合物結(jié)構(gòu)信息用于定性、定量。其中選擇離子監(jiān)測(cè)(MRM) 的方法，母離子在碰撞前，樣品中共流出物產(chǎn)生的干擾離子已被排除，抗基體干擾能力強(qiáng)，定量準(zhǔn)確。Ana Lozano等分別采用LC-MS/MS和GC-MS/MS的方法同時(shí)檢測(cè)蔬菜和水果中175種農(nóng)藥殘留，前處理使用二氯甲烷提取，添加回收率達(dá)到70-120%。

2.2.1 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(Gas Chromatography-mass Spectrometry)

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)及食品安全等領(lǐng)域、環(huán)境中有機(jī)污染物分析(空氣、水質(zhì)、土壤中污染分析)、農(nóng)殘、獸殘、藥殘分析等等, 單獨(dú)使用氣相色譜有時(shí)不能完全消除基質(zhì)的干擾，造成分析的假陽(yáng)性，而且當(dāng)分析組分過(guò)多時(shí)會(huì)發(fā)生共流出現(xiàn)象，不能將被測(cè)組分完全分開(kāi)，GC-MS-MS聯(lián)用可解決這一難題，它不僅適用于復(fù)雜基體樣品的定性分析，而且可利用二級(jí)質(zhì)譜進(jìn)行定量。選用 MRM 掃 描 方 式，先 利 用 GC 和 一 級(jí) 質(zhì)譜，確定物質(zhì)出峰時(shí)間及母離子，再由二級(jí)質(zhì)譜分析裂 解 后 產(chǎn) 生 的 離 子 碎 片， 確 定 子 離 子， 利 用MRM 模式可同時(shí)得到良好的結(jié)構(gòu)鑒定信息 (1個(gè)母離子和2個(gè)或更多的子離子)。甜菜農(nóng)藥殘留限量建議使用此方法的有6種，分別為：苯醚甲環(huán)唑、苯嗪草酮、禾草靈、喹禾靈和精喹禾靈、喹氧靈、烯草酮。本課題組2016年參照GB 23200.8-2016的方法對(duì)甜菜中多農(nóng)藥殘留進(jìn)行了研究，28種農(nóng)藥可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合測(cè)定，添加回收70%以上，回歸方程R2值都是兩個(gè)9以上，可以完全滿足對(duì)于農(nóng)殘分析的要求。

2.2.2 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(Liquid Chromatography-mass Spectrometry)

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法在農(nóng)藥殘留分析領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，而且為了達(dá)到快速分析的目的，一般采用超高效液相(UPLC)，具有檢測(cè)靈敏度高、分析時(shí)間短、分離度高的優(yōu)點(diǎn)。質(zhì)譜的電噴霧電離源是一種“軟電離”質(zhì)譜技術(shù)，在電離時(shí)液相中的被檢測(cè)分子變成氣相離子時(shí)沒(méi)有經(jīng)受外部能量的激發(fā)，因而不會(huì)發(fā)生裂解，故沒(méi)有碎片峰，可以得到分子離子峰，而且通過(guò)碰撞誘導(dǎo)裂解(CID)產(chǎn)生碎片，從而提供分子的結(jié)構(gòu)信息。將液相色譜的高分離能力與質(zhì)譜優(yōu)秀的定量能力結(jié)合在一起，對(duì)分析成分復(fù)雜的樣品具有無(wú)比的優(yōu)越性。采用MRM監(jiān)測(cè)模式，可以有效的排除基質(zhì)干擾，具有較高的準(zhǔn)確度及靈敏度。甜菜農(nóng)藥殘留限量建議使用此方法的有19種，分別為：丁苯嗎啉、丙硫菌唑、丁硫克百威、噁霉靈、氟吡禾靈、氟蟲(chóng)腈、氟啶脲、氟硅唑、氟酰脲、甲硫威、甲霜靈和精甲霜靈、精二甲吩草胺、克百威、甜菜安、甜菜寧、烯禾啶、異丙甲草胺和精異丙甲草胺。在甜菜農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)(47種)中占有很大比重。本課題組利用此方法并參照GB/T 20769-2008確定了甜菜中48種農(nóng)藥的測(cè)定方法，48種農(nóng)藥的回歸方程,相關(guān)系數(shù)達(dá)到三個(gè)9以上，農(nóng)藥的回收率都達(dá)到70%以上。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)上。

3 結(jié)論與展望

甜菜上目前登記注冊(cè)農(nóng)藥23種，在用農(nóng)藥未注冊(cè)的十幾種，禁用農(nóng)藥十幾種。甜菜是一種對(duì)除草劑敏感的作物，特別是近年來(lái)，由于化學(xué)除草劑用量的增加，受害的甜菜面積有逐年增加的趨勢(shì)。對(duì)甜菜中農(nóng)藥殘留質(zhì)量安全的預(yù)防遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于出現(xiàn)問(wèn)題后的治理，建立相對(duì)合理完善的質(zhì)量安全預(yù)警系統(tǒng)，多方面多層級(jí)的進(jìn)行檢測(cè)與預(yù)警。國(guó)外部分工業(yè)化國(guó)家將本國(guó)禁止使用的農(nóng)用化學(xué)品大批投入我國(guó)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)部分農(nóng)業(yè)企業(yè)單純追求經(jīng)濟(jì)利益與搶占市場(chǎng)份額，不顧人民群眾的身體健康乃至生命安全，濫用農(nóng)藥導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全大幅度下滑，對(duì)社會(huì)構(gòu)成極大的危害。因此，加強(qiáng)預(yù)警系統(tǒng)的建立，并且完善其弊端與不足，將甜菜中農(nóng)藥殘留隱患消除在萌芽狀態(tài)，為我國(guó)甜菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行有效的保駕護(hù)航。