稻蝦綜合種養(yǎng)模式下稻谷食用安全與品質(zhì)評(píng)價(jià)

崔雁娜張海琪徐勝南郝貴杰高晟徐磊吳琦芳林鋒

(1．浙江省淡水水產(chǎn)研究所農(nóng)業(yè)部淡水漁業(yè)健康養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/浙江省魚(yú)類健康與營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 浙江 湖州 313001；2.安吉縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局漁業(yè)站，浙江 湖州 313300)

近年來(lái)，各地積極推進(jìn)稻漁綜合種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。截至2020年5月底，全國(guó)稻漁綜合種養(yǎng)面積253.33萬(wàn)hm2有余，預(yù)計(jì)稻米產(chǎn)量將達(dá)到1900萬(wàn)t，水產(chǎn)品產(chǎn)量超過(guò)300萬(wàn)t，帶動(dòng)農(nóng)民增收超過(guò)650億元。稻漁綜合種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)定了糧食生產(chǎn)、改善了稻田土壤質(zhì)量、促進(jìn)了水產(chǎn)品穩(wěn)產(chǎn)保供、提升了農(nóng)業(yè)綜合效益[1]。無(wú)論是從種養(yǎng)模式面積分布來(lái)看，還是從種養(yǎng)模式水產(chǎn)品產(chǎn)量分布來(lái)看，稻小龍蝦種養(yǎng)模式都穩(wěn)居第1位[2]。

關(guān)于稻漁綜合種養(yǎng)模式中稻谷品質(zhì)的研究。趙敏檢測(cè)了35份不同形態(tài)的稻漁綜合種養(yǎng)水稻，包括稻殼、糙米、精米3種形態(tài)的差異性及其相關(guān)性?？傮w來(lái)看，精米的重金屬含量低于稻殼及糙米的重金屬含量；檢測(cè)了2017年和2018 年水稻-水產(chǎn)作物共生的201個(gè)水稻樣品，并與單一栽培水稻樣品進(jìn)行了比較，得出結(jié)論，利用水稻和水產(chǎn)養(yǎng)殖一體化可以減少重金屬含量，從而提高水稻生產(chǎn)的食品安全性；研究了稻漁綜合種養(yǎng)模式所生產(chǎn)大米(簡(jiǎn)稱漁米)的食味指標(biāo)，并將其與單作模式生產(chǎn)的普通大米(粳米)的食味品質(zhì)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，漁米的光澤、硬度和粘度均顯著優(yōu)于普通大米[3]?？芟槊鞯炔捎锰镩g試驗(yàn)，比較稻鴨、稻蝦及稻魚(yú)3種生態(tài)種養(yǎng)模式對(duì)稻米品質(zhì)(加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮品質(zhì))、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響，結(jié)果表明，生態(tài)種養(yǎng)模式可在一定程度上改善稻米品質(zhì)[4]。車陽(yáng)等以當(dāng)?shù)卮硇詢?yōu)質(zhì)水稻“南粳 9108 ”為材料，設(shè)置稻蝦、稻鱉、稻鰍、稻鯰魚(yú)、稻錦鯉和稻鴨等6種主流和當(dāng)?shù)靥厣牡咎锞C合種養(yǎng)模式，與稻麥兩熟模式下水稻生產(chǎn)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)稻田綜合種養(yǎng)模式較對(duì)照組顯著降低稻米整精米率 2.40%～4.37%，顯著降低堊白度 8.14%～11.14%，增加直鏈淀粉含量9.35%～13.80%，降低蛋白質(zhì)含量6.29%～10.01%，顯著提高食味值評(píng)分 3.91%～11.69%，其中，稻鯰魚(yú)、稻蝦、稻鰍模式在提升稻米食味品質(zhì)上的作用更明顯[5]。陳燦等通過(guò)田間試驗(yàn)探討了稻田不同生態(tài)共作方式，包括稻蛙種養(yǎng)、稻鰍種養(yǎng)、稻鱉種養(yǎng)、稻蟹種養(yǎng)、稻鴨種養(yǎng)等對(duì)水稻稻米品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，各生態(tài)種養(yǎng)模式均能顯著降低稻米堊白粒率、堊白度，降低直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量，同時(shí)提高堿消值，但處理間未達(dá)到顯著水平[6]。陳燦等研究了在湖南瀏陽(yáng)生態(tài)條件下稻田養(yǎng)鰍模式對(duì)稻米品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，該種養(yǎng)模式能顯著降低堊白粒率、堊白度，有利于稻米外觀品質(zhì)的改善，提高了蒸煮及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)中的堿消值，降低了稻米蛋白含量[7]。

不同于上述研究的是，本文以稻漁綜合種養(yǎng)面積和產(chǎn)量最大的稻蝦綜合種養(yǎng)模式為基礎(chǔ)，比較了浙北地區(qū)稻蝦綜合種養(yǎng)模式與單一稻田的稻谷品質(zhì)和質(zhì)量安全差異，包括稻谷碾磨品質(zhì) (出糙率、精米率和整精米率)、外觀品質(zhì) (堊白、米粒長(zhǎng)度和形狀 ) 、稻米蒸煮品質(zhì) (糊化溫度、膠稠度和直鏈淀粉 ) 以及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)(稻米粗蛋白質(zhì))、藥物和重金屬殘留，以期為本地區(qū)稻蝦綜合種養(yǎng)模式稻谷的品質(zhì)評(píng)定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

分別從浙江省湖州市安吉縣、湖州市南潯區(qū)、湖州市長(zhǎng)興縣、湖州市吳興區(qū)、嘉興市海鹽縣的10家稻小龍蝦綜合種養(yǎng)產(chǎn)地和單一稻谷種植模式產(chǎn)地共采集20份帶殼干稻谷樣品，每份樣品采集6個(gè)平行樣。

1.2 方法

本研究總共檢測(cè)了90種藥物殘留，依據(jù)的方法分別為GB23200.20-2016、SN/T2320-2009、GB23200.113-2018、GB/T20770-2008、GB/T20769-2008、GB23200.9-2016；共檢測(cè)了8種重金屬，依據(jù)的方法為GB5009.268-2016。 藥物殘留使用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(EQ-120)、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(EQ-169)測(cè)定；重金屬殘留使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(EQ-167)測(cè)定；糙米率使用鼓風(fēng)凈谷機(jī) ABSC-II、實(shí)驗(yàn)礱谷機(jī) THU-35C測(cè)定;長(zhǎng)寬比、粒長(zhǎng)、透明度、整精米率、堊白粒率均使用大米外觀品質(zhì)檢測(cè)儀 SC-E測(cè)定；蛋白質(zhì)使用碳氮元素分析儀 CN802測(cè)定；堿消值使用隔水式電熱恒溫箱 GHP9270測(cè)定；膠稠度使用快速稻米水分測(cè)定儀 PB-ID、恒溫培養(yǎng)箱 DRP9242測(cè)定；精米率使用精米機(jī) LTJM-2099測(cè)定；直鏈淀粉使用全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀 BDFIA-7000測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

用Excel 2007建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并采用SPSS 16.0軟件對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻蝦綜合種養(yǎng)與單一稻谷種植的糙米藥物殘留比較

分別對(duì)稻蝦綜合種養(yǎng)與單一稻谷種植的糙米中的90種藥物殘留進(jìn)行了檢測(cè)，具體見(jiàn)表1。有毒死蜱、丙環(huán)唑、戊唑醇、吡唑醚菌酯、稻瘟靈、啶蟲(chóng)脒等6種藥物被檢出，其它藥物均未被檢出，被檢出的藥物都符合食品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[8]，具體結(jié)果見(jiàn)表2。單一稻谷種植模式的糙米藥物被檢出頻次為4次，稻蝦綜合種養(yǎng)模式的糙米藥物被檢出頻次為8次，稻蝦綜合種養(yǎng)模式的頻次遠(yuǎn)高于單一稻谷種植模式。

表1 2種模式糙米的藥物檢測(cè)種類

表2 2種模式糙米的藥物殘留情況

從被檢出的藥物種類來(lái)看，毒死蜱和丙環(huán)唑各被檢出3次，戊唑醇和稻瘟靈各被檢出2次，吡唑醚菌酯和啶蟲(chóng)脒各被檢出1次。

毒死蜱是一種有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑，容易對(duì)土壤造成污染[9,10]，是一種持久性有機(jī)污染物，在水體和土壤中的降價(jià)速度都很慢[11]，可能會(huì)引起嚴(yán)重的健康問(wèn)題[12]，美國(guó)早在2000年已經(jīng)發(fā)布禁止使用毒死蜱的決定，目前已經(jīng)有很多毒死蜱的替代藥物[13]，因此推斷此次檢出的毒死蜱很有可能是過(guò)去使用過(guò)量導(dǎo)致土壤長(zhǎng)期殘留的原因。

丙環(huán)唑是一種殺菌劑，常用于防治水稻稻瘟病，實(shí)驗(yàn)證明，其對(duì)水稻無(wú)不良影響，也沒(méi)發(fā)現(xiàn)對(duì)其它生物有傷害性影響[14]，所以本次檢出丙環(huán)唑很可能是農(nóng)戶為防治水稻稻瘟病人為采取的措施。

戊唑醇是三唑類殺菌劑，主要用于防治禾谷類作物白粉病菌、柄銹菌屬、喙孢屬、核腔菌屬和殼針孢屬菌等引起的病害[15]。然而，過(guò)于頻繁的使用，可能會(huì)對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)造成危險(xiǎn)，導(dǎo)致其生物多樣性的變化[16]。戊唑醇在稻殼中的半衰期為7.37～11.0d，距末次施藥后21d戊唑醇在糙米中的最高殘留量為0.1668 mg·kg-1, 低于我國(guó)《食品農(nóng)藥最大殘留限量》中規(guī)定的糙米中戊唑醇最大殘留限量值(0.5 mg·kg-1)，水稻中的戊唑醇含量對(duì)一般人群健康不會(huì)產(chǎn)生不可接受的風(fēng)險(xiǎn)[17]。

稻瘟靈又叫異丙硫環(huán)，是高效內(nèi)吸殺菌劑，是防治水稻稻瘟病的特效藥劑，同時(shí)對(duì)水稻紋桔病和白葉標(biāo)桔病有一定的防效，屬于高效、低毒、低殘留的有機(jī)殺菌劑，廣泛用于谷物保護(hù)劑，殺蟲(chóng)速度快，持效期長(zhǎng)。稻瘟靈的大量施用，有可能污染周圍環(huán)境，包括種植的大米。為了預(yù)防可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，需要檢測(cè)大米中稻瘟靈殘留量[18]。因此GB2763-2019對(duì)稻瘟靈在食品中的最大殘留限量作了明確規(guī)定，本研究檢測(cè)結(jié)果在國(guó)標(biāo)允許范圍之內(nèi)。

吡唑醚菌酯屬于甲氧基丙烯酸酯類新型殺菌劑，其主要通過(guò)抑制病菌線粒體的呼吸阻礙病菌的能量循環(huán)，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。吡唑醚菌酯對(duì)子囊菌類、擔(dān)子菌類、半知菌類及卵菌類均有很好的活性，具有保護(hù)、治療、滲透、內(nèi)吸等作用，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)有一定的調(diào)節(jié)作用，被廣泛用于農(nóng)作物的霜霉病、白粉病、葉斑病、炭疽病等的防治。盡管吡唑醚菌酯毒性較低，但過(guò)量使用可能對(duì)消費(fèi)者構(gòu)成潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)[19]。目前，GB2763-2019已對(duì)吡唑醚菌酯在食品中的最大殘留限量作了規(guī)定，本研究檢測(cè)結(jié)果在國(guó)標(biāo)允許范圍之內(nèi)。

啶蟲(chóng)脒是一種新煙堿類殺蟲(chóng)劑，在世界范圍內(nèi)廣泛使用，可有效防治農(nóng)產(chǎn)物的蟲(chóng)害，并可殺卵，但易造成環(huán)境污染和對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的不良影響[20,21]。不過(guò)，GB2763-2019已對(duì)啶蟲(chóng)脒在食品中的最大殘留限量做了規(guī)定，本研究檢測(cè)結(jié)果在國(guó)標(biāo)允許范圍之內(nèi)。

2.2 稻蝦綜合種養(yǎng)與單一稻谷種植的糙米重金屬殘留比較

對(duì)2種種植模式糙米中的鉛、鉻、鎘、汞、砷、銅、鎳、硒分別進(jìn)行了檢測(cè)。具體測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。根據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，糙米中各污染物的限量分別為鎘≤0.2mg·kg-1，鉻≤1.0mg·kg-1，汞≤0.02mg·kg-1，鉛≤0.2mg·kg-1，無(wú)機(jī)砷≤0.2mg·kg-1(當(dāng)總砷水平≤0.2mg·kg-1時(shí)，不必測(cè)定無(wú)機(jī)砷；否則需再測(cè)定無(wú)機(jī)砷)[22]。20個(gè)采樣點(diǎn)中有3個(gè)采樣點(diǎn)重金屬鎘超標(biāo)，分別為單一稻田種植的“中浙優(yōu)8號(hào)”、“秈優(yōu)25”、稻蝦綜合種養(yǎng)的“中浙優(yōu)8號(hào)”。有2個(gè)采樣點(diǎn)臨近限量值，分別為單一稻田種植和稻蝦綜合種養(yǎng)的“中浙優(yōu)8號(hào)”。這5個(gè)采樣點(diǎn)位置比較接近，通過(guò)調(diào)查了解，發(fā)現(xiàn)是由于土壤長(zhǎng)期殘留重金屬鎘導(dǎo)致的糙米中鎘超標(biāo)。

表3 2種種植模式糙米的重金屬殘留情況

2.3 稻蝦綜合種養(yǎng)與單一稻谷種植的稻米品質(zhì)比較

稻谷品質(zhì)分為幾類，有碾磨品質(zhì)，糙米率、精米率、整精米率等；外觀品質(zhì)，堊白粒率、堊白度、米粒長(zhǎng)度、長(zhǎng)寬比、透明度等；蒸煮品質(zhì)，糊化溫度(堿消值)、膠稠度、直鏈淀粉等；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，蛋白質(zhì)等[6]。本研究選取了“中浙優(yōu)8號(hào)”、“糯香3號(hào)”、“甬優(yōu)1540”、“秀水香1號(hào)”4個(gè)品種，針對(duì)上述12項(xiàng)指標(biāo)對(duì)稻蝦綜合種養(yǎng)與單一稻谷種植的稻米品質(zhì)進(jìn)行了比較。

表4 稻蝦綜合種養(yǎng)與單一稻谷種植的稻米品質(zhì)比較

從表4來(lái)看，各指標(biāo)均差異不顯著。粒長(zhǎng)因子、粒型因子、堊白因子是對(duì)稻谷食味影響比較重要的指標(biāo)[23]，而這些指標(biāo)均無(wú)顯著性差異，初步表明，稻蝦綜合種養(yǎng)下的稻谷質(zhì)量與單一稻谷種植下的稻米在食味品質(zhì)方面無(wú)顯著性差異。

3 討論

分別從藥物殘留、重金屬含量、稻谷品質(zhì)3方面比較了稻蝦綜合種養(yǎng)與單一稻谷種植的稻谷的食用安全與品質(zhì)差異。結(jié)果表明，2種模式的稻谷藥物殘留均符合食品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，稻蝦綜合種養(yǎng)模式的藥物殘留被檢出頻次遠(yuǎn)高于單一稻谷模式。這可能是因?yàn)樵趪?guó)家大力提倡綠色生態(tài)種養(yǎng)的大背景下，2種模式的稻谷用藥量都大大減少[24]，但稻蝦綜合種養(yǎng)模式比單一稻谷模式多了小龍蝦，小龍蝦在生長(zhǎng)的過(guò)程當(dāng)中，除了食用稻田里的天然餌料外，還需要配合人工飼料等，在這個(gè)人工喂養(yǎng)的過(guò)程當(dāng)中，不可避免會(huì)有符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的藥物殘留[25]。

本研究出現(xiàn)了3個(gè)采樣點(diǎn)(1個(gè)稻蝦綜合種養(yǎng)點(diǎn)，2個(gè)單一稻谷種植點(diǎn))糙米中重金屬鎘超標(biāo)，分別為0.812mg·kg-1、0.524 mg·kg-1、0.238mg·kg-1。2個(gè)采樣點(diǎn)(1個(gè)稻蝦綜合種養(yǎng)點(diǎn)，1個(gè)單一稻谷種植點(diǎn))糙米中重金屬鎘接近限量值，分別為0.190mg·kg-1、0.200mg·kg-1。其它樣品重金屬含量均符合食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。重金屬鎘超標(biāo)與稻谷種植模式關(guān)系不大，主要取決于種植地的土壤質(zhì)量[26]。田威等[27]檢測(cè)到江西省稻漁綜合種養(yǎng)模式的土壤中 Cu、Pb 和Cd的平均含量分別為13.25±5.96mg·kg-1、68.50±25.41mg·kg-1和0.33±0.18mg·kg-1，Cu平均含量均未超標(biāo)，Pb和Cd的最大含量的超標(biāo)倍數(shù)為1.37倍和2.57倍，Cd超標(biāo)最嚴(yán)重。魏林根等[28]對(duì)江西省49個(gè)縣的部分農(nóng)田及山地土壤重金屬含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)江西省土壤重金屬污染范圍非常廣，幾乎每個(gè)縣都存在土壤重金屬污染問(wèn)題，只是程度不同，污染元素不同。糙米中的重金屬主要來(lái)自于底泥，由于一般種植土壤都比較肥沃，腐殖質(zhì)等土壤有機(jī)質(zhì)含量均比較高，土壤有機(jī)質(zhì)中大量的官能團(tuán)能很好的吸附土壤中的重金屬，致使土壤中的重金屬能長(zhǎng)時(shí)間保留在土壤中而不發(fā)生遷移。因此，土壤中的重金屬有很大一部分是歷史累積的結(jié)果，其含量與種植投入品以及周圍甚至是地區(qū)環(huán)境有關(guān)。

2種模式下的稻谷品質(zhì)無(wú)顯著性差異。但稻蝦綜合種養(yǎng)的稻米除了膠稠度、蛋白質(zhì)含量低于單一模式外，其它指標(biāo)均高于單一模式。從膳食多樣化的角度來(lái)看，稻蝦綜合種養(yǎng)模式的稻米更有利于人體補(bǔ)充更多的礦物質(zhì)和微量元素，減少相關(guān)物質(zhì)缺乏疾病的發(fā)生率[29]。

通過(guò)對(duì)2種模式的對(duì)比研究，可以表明，稻蝦綜合種養(yǎng)模式不會(huì)對(duì)稻谷食用安全和品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，鑒于稻蝦綜合種養(yǎng)模式的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益明顯高于單一稻谷模式，提倡大力推廣。