模擬降雨對百菌清在小白菜上的淋失效應(yīng)

張根榮，朱 雷，歐 旭，史陶中，馬 鑫，唐 俊，吳祥為，花日茂

模擬降雨對百菌清在小白菜上的淋失效應(yīng)

張根榮，朱 雷，歐 旭，史陶中，馬 鑫，唐 俊，吳祥為，花日茂*

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230036)

為探究降雨對露地蔬菜上農(nóng)藥沉積的淋失影響，以百菌清為供試農(nóng)藥，以小白菜為代表作物，采用人工模擬降雨研究了不同降雨強(qiáng)度、雨滴大小、降雨間隔、降雨次數(shù)、降雨連續(xù)性、小白菜生育期及室內(nèi)外生長環(huán)境對百菌清在小白菜上沉積量的淋失影響。結(jié)果表明：百菌清在小白菜上的殘留量隨著降雨強(qiáng)度增大而降低；隨著雨滴直徑增大而降低；隨著降雨間隔時間增加而升高；隨著降雨次數(shù)的增多而降低，達(dá)到一定次數(shù)趨于穩(wěn)定；且間斷降雨對百菌清的淋失作用大于連續(xù)降雨。小白菜生長前期百菌清淋失率遠(yuǎn)低于生長中后期。施藥24 h后，室內(nèi)生長小白菜上百菌清的淋失率高于室外。百菌清施藥后48 h內(nèi)，殘留量受降雨影響較大；48 h后在小白菜上具有較高的抗雨刷性。

模擬降雨；百菌清；小白菜；淋失效應(yīng)；殘留量

降雨是降低作物上農(nóng)藥利用率的主要環(huán)境因素，降雨會沖刷作物葉片表面，導(dǎo)致沉積農(nóng)藥的淋失，從而降低農(nóng)藥利用率與防治效果。關(guān)于設(shè)施與露地栽培農(nóng)藥殘留降解的差異已有一些報道，前人研究發(fā)現(xiàn)[1-3]，毒死蜱在大棚內(nèi)小白菜上的消解速度低于露地，阿維菌素在大棚蔬菜中的殘留量高于露地且在大棚內(nèi)的消解半衰期長于露地。相對于設(shè)施內(nèi)外的溫度和光照強(qiáng)度差異，降雨是導(dǎo)致農(nóng)藥在設(shè)施內(nèi)外蔬菜上殘留消失差異的主要原因[4]。夏會龍等[5]研究發(fā)現(xiàn)降雨對不同理化性質(zhì)農(nóng)藥的影響存在差別。國內(nèi)外學(xué)者在降雨對農(nóng)藥沉積的影響方面已有一些研究，羅正榮等[6]研究發(fā)現(xiàn)在百草枯施藥后立即降雨，對藥效有一定影響；在百草枯施藥30 min后，降雨對藥效無影響；草甘膦在施藥后6 h內(nèi)降雨影響除草效果,在施藥后2 h內(nèi)降雨則需要重噴。楊曼軍等[7]研究發(fā)現(xiàn)小雨對二甲菌核利在黃瓜葉片上的消解影響不大，而暴雨的沖刷使農(nóng)藥幾乎完全消失。秦麗等[8]研究發(fā)現(xiàn)降雨對吡蟲啉有較強(qiáng)的淋失作用，而且不同劑型吡蟲啉的耐雨沖刷性存在差異。Cabras等[9]研究發(fā)現(xiàn)在葡萄葉片上代森錳鋅的耐雨性較低，滅菌丹在降雨第二天仍能保持較高殘留量。Decaro等[10]研究發(fā)現(xiàn)雨水會降低殺蟲劑在柑橘幼苗上的附著程度。Hulbert等[11]研究發(fā)現(xiàn)降雨會導(dǎo)致亞胺硫磷和甲萘威在葡萄中的殘留量降低，導(dǎo)致其對日本甲蟲的防治效果降低。由此可見，降雨對作物上農(nóng)藥滯留的影響很大，而不同降雨強(qiáng)度對農(nóng)藥在作物上的滯留影響研究比較少。為探索降雨對露地蔬菜葉片中農(nóng)藥滯留的影響，以小白菜為代表作物，以百菌清為供試農(nóng)藥，研究了不同降雨強(qiáng)度、雨滴大小、降雨時間間隔、降雨次數(shù)、降雨連續(xù)性、小白菜生育期和室內(nèi)外環(huán)境對百菌清淋失的影響。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

賽默飛U3000高效液相色譜儀，配DAD紫外檢測器（賽默飛世爾科技（中國）有限公司）；自制自走式噴霧裝置（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)制造）（圖1）；98%百菌清標(biāo)準(zhǔn)品（上海百靈威科技有限公司）；75%百菌清可濕性粉劑（先正達(dá)（蘇州）作物保護(hù)有限公司）；正己烷（分析純，西隴科學(xué)股份有限公司）；乙腈（色譜純，安徽天地高純?nèi)軇┯邢薰荆┑取?/p>

1.藥箱;2.水泵;3.水管;4.壓力泵;5.穩(wěn)壓罐;6.流量計;7.噴頭;8.控制面板;9移動齒條;10.升降擋板。

Figure 1 Diagram of simulated rainfall device

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及作物 試驗(yàn)在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)田進(jìn)行，播種后待生長25 d移栽至內(nèi)徑20 cm的塑料盆中，生長3 d后在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。小白菜品種為上海青，由南京金盛達(dá)種子有限公司提供。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計 運(yùn)用人工模擬降雨，設(shè)降雨強(qiáng)度為25、50、75和100 mm·h-1，分別依次對應(yīng)自然降雨強(qiáng)度中的小雨、中雨、大雨和極端降雨。

（1）降雨強(qiáng)度的影響。在施藥后12 h進(jìn)行模擬降雨，設(shè)降雨強(qiáng)度分別為25、50、75和100 mm·h-1，降雨時長30 min。

（2）雨滴大小的影響。在施藥后12 h進(jìn)行模擬降雨。設(shè)雨滴直徑分別為0.5、1、1.5、2和2.5 mm，降雨量均為10 L·m-2。

（3）降雨間隔的影響。設(shè)降雨強(qiáng)度為50 mm·h-1，分別在施藥后1、2、3、4、8、12、24、36和48 h進(jìn)行模擬降雨，降雨時長30 min。

（4）降雨次數(shù)的影響。設(shè)降雨強(qiáng)度為50 mm·h-1，在施藥后24 h進(jìn)行第1次模擬降雨，降雨時長30 min。結(jié)束降雨后1 h進(jìn)行第2次降雨，以此類推，總共降雨6次。

（5）降雨連續(xù)性的影響。設(shè)降雨強(qiáng)度為50 mm·h-1，在施藥后24 h進(jìn)行模擬降雨。設(shè)連續(xù)降雨為持續(xù)降雨30 min；間斷降雨為先降雨10 min，收集樣品，待葉片水液晾干后（間隔30 min）再降雨10 min，收集樣品，重復(fù)3次。使連續(xù)降雨與間斷降雨總時長都為30 min。

（6）小白菜不同生育期時降雨的影響。分別對生長時間為10 d、20 d、30 d的小白菜進(jìn)行施藥，在施藥后24 h進(jìn)行模擬降雨，設(shè)降雨強(qiáng)度為50 mm·h-1，降雨時長30 min。

（7）室內(nèi)外環(huán)境的影響。施藥后將小白菜分別放置在室內(nèi)和室外。室內(nèi)條件為無風(fēng)，無直接光照，溫度25 ℃。室外條件為無降雨自然條件。在施藥后24 h進(jìn)行模擬降雨，降雨強(qiáng)度為50 mm·h-1，降雨時長30 min。

1.3 分析方法

1.3.1 樣品預(yù)處理 小白菜樣品（去除根部）經(jīng)食品打碎機(jī)打碎，充分混勻后置于自封袋中，儲藏在—20℃冰柜中。

1.3.2 提取與凈化 稱取5 g小白菜樣品（精確到0.01 g），置于20 mL離心管中，加入3 mL18%的鹽酸靜置30 min，再加入20 mL正己烷，震蕩提取30 min，然后超聲30 min。取上清液1 mL于2 mL離心管中，氮吹至干后，加入1 mL乙腈-水混合液（1∶1，/）超聲溶解30 s，過0.22 μm的親水PTFE針式濾器，待高效液相色譜檢測。

1.3.3 檢測條件 色譜柱：Agilent Eclipse XDB- C18，5 μm，4.6 mm×250 mm；柱溫：40℃；檢測波長：236 nm；流速：1.0 mL·min-1；進(jìn)樣時間：10 min；進(jìn)樣量：40 μL；流動相：水-乙腈（4∶6，/）。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線

稱取百菌清標(biāo)準(zhǔn)品10 mg（精確至0.01 mg），用乙腈定容至10 mL容量瓶中，制成質(zhì)量濃度為1000 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)母液。再用乙腈稀釋成0.1、0.5、1、5、10和20 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在設(shè)置的檢測條件下進(jìn)行液相色譜分析。以儀器響應(yīng)峰值（面積）為縱坐標(biāo)、百菌清進(jìn)樣質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.5 添加回收試驗(yàn)

按上述提取、凈化和分析檢測方法，在小白菜中分別加入（25、250和500）100 μL，使其添加濃度分別為0.5、5和10 mg·kg-1，每個處理設(shè)置5個重復(fù)，進(jìn)行添加回收試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 百菌清分析方法的準(zhǔn)確度與精密度

在0.1～20 mg·L-1范圍內(nèi)，儀器的響應(yīng)峰值與百菌清進(jìn)樣質(zhì)量濃度呈良好線性關(guān)系，回歸線性方程為=3.8684+1.6788，2=0.999 8。本方法的檢出限（LOD）為0.001 mg·L-1，定量限（LOQ）為0.005 mg·L-1。圖2是濃度為0.5 mg·L-1的基質(zhì)配標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖。

圖2 百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mg·kg-1色譜圖

Figure 2 Chromatogram of chlorothalonil standard solution at 0.5 mg·kg-1

表1顯示，在添加水平為0.5～10 mg·kg-1時,樣品加標(biāo)平均回收率為85.8%～96.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為3.1%～8.0%。該方法的回收率與精密度符合農(nóng)藥殘留分析要求[12]。

2.2 降雨對百菌清在小白菜上的淋失影響效應(yīng)

2.2.1 降雨強(qiáng)度的影響效應(yīng) 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著降雨強(qiáng)度的增加，百菌清在小白菜上的殘留量呈下降趨勢，不同降雨強(qiáng)度殘留量數(shù)據(jù)之間差異顯著（表2）。表明降雨強(qiáng)度越大，對百菌清的淋失作用越明顯。由此結(jié)果說明百菌清施用后，隨著降雨強(qiáng)度的增大，農(nóng)藥在小白菜上的滯留逐漸減小，對于防治病害的作用也將逐漸下降。Fife等[13]在研究降雨強(qiáng)度對百菌清在番茄葉上消解變化時得出相同結(jié)論，且降雨強(qiáng)度在短時降雨條件下影響顯著。其原因是相同降雨時長下，降雨強(qiáng)度越大降水量越多，對百菌清的沖刷作用越強(qiáng)。從淋失率可以看出，小雨的淋失率最小，為29.9%。中雨約為小雨的2倍，大雨和極端降雨的降雨量雖仍成比例增加，但淋失率增加幅度小。說明降雨強(qiáng)度達(dá)到一定程度后，對百菌清的沖刷作用增加變緩。原因是由于葉片中的殘留農(nóng)藥有部分是存在于葉片組織內(nèi)部，表面上的雨水沖刷對于葉片內(nèi)部農(nóng)藥的作用效應(yīng)下降。

表1 小白菜中百菌清的添加回收率及精密度

表2 降雨強(qiáng)度對百菌清在小白菜上殘留量的影響

注：*數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值±SD;不同小寫字母表示經(jīng)SPSS中Duncan法分析不同處理間在0.05水平差異顯著。下同。

表3 雨滴直徑對百菌清在小白菜上殘留量的影響

圖3 降雨時間間隔對百菌清在小白菜上殘留量的影響

Figure 3 Effect of rainfall interval on residue of chlorothalonil on Pakchoi

2.2.2 雨滴大小的影響 隨著雨滴直徑的增大，百菌清在小白菜上的殘留量呈下降趨勢。雨滴直徑在0.5～1.5 mm范圍內(nèi)百菌清的淋失率增幅較大；在1.5～2.5 mm范圍內(nèi)的淋失率增幅較?。ū?）。試驗(yàn)結(jié)果表明，相同降雨量的條件下，雨滴大對百菌清的沖刷能力強(qiáng)，雨滴直徑達(dá)到一定范圍后沖刷能力變化不明顯。其原因是由于小雨滴在葉片上的附著能力強(qiáng)，隨著降雨量的增加，葉片上的小雨滴聚集到一起后滴落。而隨著雨滴直徑增大，雨滴會在葉片上發(fā)生彈跳，淋失率增長緩慢。

2.2.3 降雨時間間隔的影響 圖3表明，隨著百菌清在小白菜上施藥后出現(xiàn)降雨的時間間隔增加，百菌清在小白菜上的殘留量呈上升趨勢。Monquero等[14]和Sim?es 等[15]研究發(fā)現(xiàn)一些除草劑也會隨著降雨間隔的增加對雨水沖刷的抵抗力增強(qiáng)。劉瑜[16]研究發(fā)現(xiàn)降雨發(fā)生距離施藥時間越短，雨水對茶葉上聯(lián)苯菊酯沖刷作用就越強(qiáng)，隨著時間延長雨水的沖刷作用不再顯著增加，施藥24 h后降雨對聯(lián)苯菊酯殘留量幾乎沒有影響，而百菌清的淋失率仍高于50%。本試驗(yàn)施藥后間隔12 h內(nèi)降雨對百菌清滯留量的影響極為顯著，淋失率在60%以上。施藥后間隔36 h降雨的淋失作用顯著減小，48 h時的淋失率只有12.7%。其原因是由于在百菌清施藥后24 h內(nèi)，葉片上藥液的水分絕大部分已經(jīng)蒸發(fā)，但仍有少許水分殘留在葉片導(dǎo)致百菌清黏著性不強(qiáng)，易受雨水沖刷流失。當(dāng)降雨間隔在36 h及以后時，降雨對于殘留在葉片中的農(nóng)藥影響下降，百菌清的淋失率小于30%，說明百菌清已經(jīng)在葉片表面產(chǎn)生良好的黏著性，部分農(nóng)藥甚至進(jìn)入葉片組織之中，不易被雨水沖刷。所以田間施藥要關(guān)注天氣預(yù)報，盡量施藥后保持2 d不要出現(xiàn)降雨天氣，至少施藥后24 h不能有降雨產(chǎn)生才能保障藥效。

2.2.4 降雨次數(shù)作用效應(yīng) 隨著降雨次數(shù)的增加，百菌清在小白菜上的殘留量呈下降趨勢。降雨次數(shù)達(dá)到4次及以上時，百菌清殘留量穩(wěn)定在7 mg·kg-1，淋失率約為87%（表4）。試驗(yàn)結(jié)果表明，在中等降雨量情景下，一定時期內(nèi)不同降雨次數(shù)產(chǎn)生的小白菜上農(nóng)藥淋失率在3次后差異不顯著。秦麗等[8]研究降雨次數(shù)對吡蟲啉在小白菜上的殘留影響發(fā)現(xiàn)，在降雨3～4次時，吡蟲啉的淋失率基本保持在92%不再變化。其原因是隨著降雨次數(shù)的增加，雨水會沖刷掉葉片上絕大部分的農(nóng)藥，但仍有少部分農(nóng)藥會通過滲透進(jìn)入葉片內(nèi)部，所以達(dá)到一定降雨次數(shù)后，農(nóng)藥殘留量基本保持不變。百菌清與吡蟲啉結(jié)果相同點(diǎn)是殘留量都隨降雨次數(shù)增加而減少，并在4次左右保持穩(wěn)定。不同點(diǎn)在于百菌清為懸浮劑，吡蟲啉為水溶劑，所以吡蟲啉最終淋失率略高于百菌清，更容易被雨水沖刷掉。

表4 降雨次數(shù)對百菌清在小白菜上殘留量的影響

表5 降雨連續(xù)性對百菌清在小白菜中殘留量的影響

2.2.5 降雨連續(xù)性的影響 如表5所示，施藥后24 h，進(jìn)行中等強(qiáng)度降雨量連續(xù)降雨30 min處理的小白菜殘留量為18.32 mg·kg-1。而相同降雨強(qiáng)度，間隔間斷降雨3次，每次10 min，共30 min降雨處理的小白菜上殘留量為11.65 mg·kg-1；間斷降雨第二次處理與連續(xù)降雨殘留量相當(dāng)，表明在相同降雨時長條件下，間斷降雨對百菌清淋失作用更強(qiáng)。秦麗等[8]研究發(fā)現(xiàn)連續(xù)降雨對小白菜上吡蟲啉的淋失作用強(qiáng)于間斷降雨。其原因可能是由于兩種藥物理化性質(zhì)不同導(dǎo)致，吡蟲啉在水中的溶解度為0.51 g·L-1（25℃），百菌清在水中的溶解度為0.6 mg·L-1（25℃），吡蟲啉水中溶解度遠(yuǎn)大于百菌清。所以持續(xù)降雨對吡蟲啉的淋失作用要高于間斷降雨，而百菌清為懸浮劑不易溶于水，葉片對雨水的最大承載量可能在連續(xù)降雨結(jié)束前某一時間達(dá)到，使后面降雨對百菌清的淋失作用減小，而間斷降雨則避免這一現(xiàn)象。

2.2.6 小白菜不同生育期的影響 圖4所示，隨著小白菜生育期的增長，施藥24 h后百菌清的初始?xì)埩袅亢徒涤炅苁识汲噬仙厔?。百菌清在小白菜生長中后期的淋失率達(dá)到70%以上，遠(yuǎn)高于生長前期。結(jié)果表明，小白菜生長時間越長越利于百菌清在葉片上的沉積。小白菜生長前期，葉片上百菌清不易被雨水沖刷掉。其原因是小白菜生長前期葉片面積小表面光滑且葉片傾角大，不利于藥液附著和雨水沖刷；在小白菜生長中后期，葉片面積變大且葉片傾角很小，葉片表面也會因?yàn)榧y路加深和絨毛的增加而變得粗糙，使藥液在葉片上的附著能力增強(qiáng)，降雨在葉片上的沖刷能力也增強(qiáng)。

圖4 降雨對百菌清在不同生育期小白菜上殘留量的影響

Figure 4 Effect of rainfall on residue of chlorothalonil on pakchoi at different growth stages

圖5 降雨對百菌清在室內(nèi)外生長小白菜上殘留量的影響

Figure 5 Effect of rainfall on residue of chlorothalonil on pakchoi of indoor and outdoor

2.2.7 室內(nèi)外的影響 圖5所示，施藥24 h后，室內(nèi)小白菜上百菌清的初始?xì)埩袅扛哂谑彝?。模擬降雨后，室內(nèi)小白菜上百菌清的淋失率為74.5%比室外高20%。其原因主要是室內(nèi)外環(huán)境因素差異導(dǎo)致的，尚子帥[17]研究發(fā)現(xiàn)百菌清在室外蔬菜上的半衰期小于室內(nèi)，光照強(qiáng)度越大光解速率越快，溫度越高水解越快。施藥后24 h內(nèi)室外小白菜上百菌清會因?yàn)榄h(huán)境因素而產(chǎn)生降解，所以初始?xì)埩袅繒陀谑覂?nèi)。室外小白菜上藥液中的水分會因光照等因素加快蒸發(fā)使百菌清在小白菜葉片上的黏著性更好；室內(nèi)光照及溫度都低于室外，所以葉片上藥液中水分蒸發(fā)緩慢，導(dǎo)致降雨的沖刷作用更強(qiáng)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過模擬降雨強(qiáng)度、雨滴大小、降雨時間間隔、降雨次數(shù)和降雨連續(xù)性等研究降雨對百菌清在小白菜上殘留沖刷淋失的影響。結(jié)果表明，百菌清在小白菜上的殘留量隨降雨強(qiáng)度的增加而降低；隨雨滴直徑的增大而降低；隨降雨間隔的增長而升高；隨降雨次數(shù)的增加而降低，降雨次數(shù)達(dá)到4次后殘留量基本穩(wěn)定；相同降雨時長，間斷降雨對百菌清的淋失作用要強(qiáng)于連續(xù)降雨；小白菜生長前期葉片上百菌清抗雨刷能力強(qiáng)于中后期；施藥24 h后，降雨對室內(nèi)小白菜上百菌清淋失作用大于室外。

通過本研究可以明確百菌清受各特點(diǎn)降雨影響的確切變化，對于多雨季節(jié)百菌清有效防治露地蔬菜有重大意義。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出降雨對小白菜上百菌清的藥效影響很大，施藥后24 h內(nèi)中雨對百菌清的淋失率高于50%，施藥后48 h中雨對百菌清的淋失率僅為10%左右，所以在施藥后48 h內(nèi)應(yīng)盡量避免降雨發(fā)生，使百菌清有效黏著在葉片表面，達(dá)到較長防效時間。在實(shí)際生產(chǎn)中，施藥后降雨會縮短百菌清正常防效時間，因此模擬降雨可以為多雨季節(jié)百菌清合理施用提供理論依據(jù)，提高農(nóng)藥利用率及防效質(zhì)量。

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The leaching effect of chlorothalonil on pakchoi by simulated rainfall

ZHANG Genrong, ZHU Lei, OU Xu, SHI Taozhong, MA Xin, TANG Jun, WU Xiangwei, HUA Rimao

(School of Resources and Environment, Anhui Agricultural University, Anhui Key Laboratory of Agricultural Product Quality and Safety, Hefei 230036)

In order to explore the effect of rainfall on pesticide deposition loss on open vegetables, the effect of rainfall intensity, rain drop size, rainfall interval, rainfall frequency, rainfall continuity, fertility period and indoor and outdoor growing environment on the amount of pesticide deposited on pakchoi was investigated by artificial rainfall simulations, using chlorothalonil as the test pesticide and pakchoi as the representative crop. The results showed that the residual amount of chlorothalonil on pakchoi decreased with increasing rainfall intensity, decreased with increasing rain drop diameter, increased with increasing rainfall interval time, decreased with increasing rainfall frequency, reached a certain amount of stabilization; and the effect of intermittent rainfall on chlorothalonil was greater than continuous rainfall. The loss rate of chlorothalonil in the early growth stage of pakchoi was much lower than that in the middle and late growth stages. After 24 hours of application, the leaching loss rate of chlorothalonil in indoor growing pakchoi was higher than that in outdoor growing pakchoi. Within 48 hours after application of chlorothalonil, the residue was greatly affected by rainfall. After 48 hours, it showed higher windshield wiper resistance on pakchoi.

simulated rainfall; chlorothalonil; pakchoi; leaching effect; residue

S481.2

A

1672-352X (2021)01-0084-05

10.13610/j.cnki.1672-352x.20210319.010

2021-3-23 10:20:51

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20210319.1543.020.html

2020-06-09

國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目（2016YFD0200205）和安徽高校協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目（GXXT-2019-034）共同資助。

張根榮，碩士研究生。E-mail：1043208050@qq.com

花日茂，博士，教授。E-mail：rimaohua@ahau.edu.cn