生姜生產(chǎn)中農(nóng)藥使用現(xiàn)狀及殘留檢測方法研究進展

羅 揚，吳 景

（1.長沙市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測中心，湖南長沙 410003；2.長沙市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，湖南長沙 410003）

姜，姜科多年生草本宿根植物，是一種高產(chǎn)作物[1]。生姜因具有辛辣香味且營養(yǎng)豐富而被廣泛應(yīng)用于日常調(diào)味品及香辛類蔬菜中[2-3]。我國是生姜生產(chǎn)、消費和出口大國，近年來生姜種植以及出口量呈穩(wěn)步上升趨勢，主要種植于山東、云南、湖南、貴州等地[4]。生姜已成為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展不可缺少的一個重要組成部分。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，生姜的病蟲害問題已成為影響其生產(chǎn)和質(zhì)量安全的重要因素。農(nóng)藥是防治生姜病蟲草害的有效方式，但同時也因不合理或不規(guī)范使用農(nóng)藥導(dǎo)致了生姜食品安全問題，以及生態(tài)環(huán)境污染、病蟲草害抗藥性增加等問題。

1 生姜的主要病蟲害及農(nóng)藥使用現(xiàn)狀

生姜生長過程中容易發(fā)生的病蟲害種類繁多，對其正常生長造成了嚴(yán)重影響。常見病害有莖腐病、姜瘟病、炭疽病、斑點病、枯萎病以及葉枯病等，蟲害主要有根結(jié)線蟲、姜螟、姜蛆以及甜菜夜蛾等。

莖腐病又稱莖基腐病或姜腐霉根腐病，主要危害其莖基部[5-6]，可采用甲霜靈、噁霉靈及琥膠肥酸銅等藥劑進行防治，其中噁霉靈防治效果最佳[7]。姜瘟病又稱腐爛病或青枯病，是細(xì)菌性土傳病害，主要侵害地下莖及根部[8-9]。王學(xué)海等[10]研究發(fā)現(xiàn)菌株JT-9 對姜瘟病的防治效果高達74.2%；汪茜等[11]研究發(fā)現(xiàn)共生微生物叢枝菌根真菌和深色有隔內(nèi)生真菌組合能在一定程度上降低姜瘟病的發(fā)生概率；王勝利等[12]提出哈茨木霉菌能較好地抑制姜瘟病的發(fā)生，針對姜瘟病提倡以預(yù)防為主，目前尚無特效藥劑[13-14]；另有研究表明使用青枯立克藥劑可有效控制姜瘟病的發(fā)生，防治效果達92.3%[15]；使用克菌康或噻菌銅能夠在一定程度上緩解姜瘟病的發(fā)病，而姜瘟凈可作為防治姜瘟病發(fā)生的優(yōu)良藥劑，防治效果高達92.6%[16]。炭疽病是常見且易發(fā)的真菌性病害，主要危害葉片，在發(fā)病初期使用百菌清或甲基硫菌靈能降低其危害并進行根治[17-19]。斑點病又稱生姜白星病，是一種真菌性病害，主要危害葉片，在發(fā)病初期選用甲基硫菌靈、百菌清、嘧菌酯、乙蒜素等藥劑可以進行根治[20-21]。枯萎病又稱根莖腐爛病，是一種毀滅性土傳病害，研究人員發(fā)現(xiàn)枯萎病的發(fā)病率以及病情程度與土壤中原病菌數(shù)量呈正相關(guān)[22-23]；潘汝浩等[24]發(fā)現(xiàn)枯萎病的發(fā)生主要由根際和土壤中的尖孢鐮刀菌數(shù)量共同決定。目前鐮刀菌的防治主要以綜合防治為主，對姜田進行土壤改良能緩解枯萎病的發(fā)生[25]；使用寧南霉素和枯草芽孢桿菌對枯萎病有較好的防效，其防治效果可達81.1%和82.8%[26]。葉枯病是常見的一種真菌性病害，葉片為主要的病變位置，在發(fā)病前或初期使用苯醚甲環(huán)唑和甲基硫菌靈的防治效果均在80%左右[27-28]。

根結(jié)線蟲是植物根系專性內(nèi)寄生物[29]，在生姜全生育期內(nèi)普遍發(fā)生，移栽前撒施氟烯線砜、移栽緩苗后溝施阿維菌素、噻唑膦或在移栽培土?xí)r采用印楝素分別進行灌根處理，防治效果達到55%～80%[30]。漆永紅等[31]發(fā)現(xiàn)阿維菌素對南方根結(jié)線蟲卵及其孵化有抑制作用，且對2 齡幼蟲有很強的致死效果；張瑞華等[32]發(fā)現(xiàn)灌溉水中臭氧濃度達到1.5 mg·L-1時能在一定程度上降低根結(jié)線蟲的數(shù)量。姜螟又稱鉆心蟲和玉米螟，主要危害幼苗及新葉[33]，可利用黑光燈、頻振式殺蟲燈或糖醋液[34]、赤眼蜂[35]、蘇云金桿菌、氯蟲苯甲酰胺、滅幼脲[34]或阿維菌素[27]進行防治。姜蛆是生姜窖藏期普遍發(fā)生的一種異型眼蕈蚊幼蟲[21]，可使用阿維菌素、辛硫磷、乙磷鋁等藥劑防治[36]，亦可使用頻振式殺蟲燈[35]、敵敵畏[34]對其進行防治。甜菜夜蛾俗稱白菜褐夜蛾[37]，危害葉片后導(dǎo)致植株無法進行充足的光合作用，可使用性誘捕器[35]、茚蟲威、甲氧蟲酰肼[38]進行防治；在甜菜夜蛾卵孵盛期至幼蟲期可采用甲氨基阿維菌素和茚蟲威進行防治[28]。

2 生姜中農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)

生姜種植生產(chǎn)過程中可能伴隨多種病蟲害的發(fā)生，為保障生產(chǎn)安全，需要使用不同種類的農(nóng)藥對病蟲害進行防治，而農(nóng)藥的不規(guī)范使用可能導(dǎo)致農(nóng)藥殘留風(fēng)險，進而造成生姜食品安全問題，因此需要選擇合適的檢測方法對生姜中農(nóng)藥殘留進行分析，并根據(jù)分析結(jié)果指導(dǎo)安全生產(chǎn)。生姜基質(zhì)較為復(fù)雜，農(nóng)藥的多樣性使其在生姜上的檢測呈現(xiàn)一定的復(fù)雜性，因此需要篩選合適的前處理和儀器檢測條件，并對其進行合理優(yōu)化，以提高農(nóng)藥殘留檢測的準(zhǔn)確度、精密度和靈敏度，進而形成一整套適用于生姜的農(nóng)藥殘留分析方法。

2.1 農(nóng)藥殘留前處理方法

農(nóng)藥殘留前處理主要包括提取、凈化和濃縮等過程。生姜含有大量的姜辣素等芳香性成分，傳統(tǒng)的前處理方法提取不完全、提取凈化效率偏低，且容易造成目標(biāo)農(nóng)藥損失，污染環(huán)境的同時危害操作人員的健康。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些簡便、高效且安全的提取凈化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留的前處理過程中。其中，常用的有固相萃取法（Solid Phase Extraction，SPE）、固相微萃?。⊿olid-Phase Microextraction，SPME）、凝 膠 滲 透 色 譜 法（Gel Permeation Chromatography，GPC）和QuEChERS 等。

SPE 采用選擇性吸附、洗脫方式實現(xiàn)樣品分離和目標(biāo)化合物純化。劉謙等[39]利用固相萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法建立了生姜中涕滅威及其代謝產(chǎn)物涕滅威亞砜、涕滅威砜的分析方法，3 種目標(biāo)物在10 ～50 ng·mL-1表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，方法的檢出限均為2 μg·kg-1，3 個加標(biāo)水平下平均回收率在72%～94%。但在實際檢測過程中容易吸附一些雜質(zhì)分子導(dǎo)致堵塞，不同樣品的回收率和精密度差異較大。

SPME 是一種無溶劑萃取的樣品前處理技術(shù)，操作過程中通過將進樣器針頭插入樣品溶液中實現(xiàn)目標(biāo)物的萃取和濃縮，被廣泛應(yīng)用于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)樣品中各類極性或非極性有機物的分離提取。邱霞琴等[40]利用固相微萃取技術(shù)結(jié)合儀器檢測方法測定果蔬中5 種有機磷農(nóng)藥殘留，方法添加回收率為88.5% ～107.2%，RSD 為1.77% ～9.28%， 檢出限為0.01 ～1.33 μg·kg-1。謝思思等[41]利用固相微萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測了水生蔬菜中35 種多氯聯(lián)苯殘留量，在0.01 mg·kg-1加標(biāo)水平下的平均回收率為72.3%～117.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%～11.2%。但SPME 具有使用成本較高、穩(wěn)定性較差等缺點，因此在實際生產(chǎn)中并沒有得到廣泛應(yīng)用。

GPC 是由J.C.Moore 于1964 年首先研究成功的0.04 ～234.84 μg·L-1，適用于農(nóng)藥殘留的快速測定。一項用于分析化學(xué)性質(zhì)相同、分子體積不同的高分子同系物的方法[42]，該方法自動化程度高、分析誤差小、簡便、回收率高，可用于一些大分子樣品的分離凈化。楊潔[43]通過凝膠滲透色譜法測定兩大常見墨粉用樹脂苯丙樹脂和聚酯樹脂的相對分子質(zhì)量及其分布，證實了該方法在樣品濃度為610 mg·mL-1時能夠快速測量具有較寬分子量分布的樹脂分子質(zhì)量；李繼革等[44]采用乙酸乙酯過凝膠滲透色譜凈化柱提取蔬菜中的農(nóng)藥殘留，通過氮磷檢測器對蔬菜中的23 種農(nóng)藥進行測定，其回收率為75.6%～110.7%，RSD 為0.56%～8.26%，方法檢出限為0.002 ～0.005 mg·kg-1。目前GPC 由于需要消耗大量的溶劑、峰容量小、需要足夠的凈化時間，且無法分辨分子大小相近的化合物等，在實際分離應(yīng)用中使用率較低。

QuEChERS 原理與SPE 相似，是在SPE 基礎(chǔ)上發(fā)展而來的高效樣品前處理技術(shù)，該技術(shù)利用乙腈和鹽混合促使分層提取后再加入PSA、GCB、C18等吸附劑進行萃取，達到了較好的提取和凈化效果。楊坤等[45]利用QuEChERS 前處理結(jié)合超高液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定高硫蔬菜中16 種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留，在1 批次生姜中檢測出仲丁威農(nóng)藥，其含量為0.092 mg·kg-1。劉丹等[46]通過優(yōu)化QuEChERS-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法建立了高良姜中31 種農(nóng)藥殘留的測定方法，檢測出31 種農(nóng)藥的平均加標(biāo)回收率為71.52%～116.38%，RSD 為0.07%～12.87%，為高良姜在藥食兩方面的安全性奠定了基礎(chǔ)。韓梅等[47]研究3 種不同前處理方法結(jié)合高分辨質(zhì)譜測定姜中農(nóng)藥殘留的效果，發(fā)現(xiàn)與SPE 相比，QuEChERS 更加簡單高效，適用于大批量樣品的檢測，同時能保證大多數(shù)農(nóng)藥回收率在70%～120%。此外，相較于SPE、SPME 和GPC，QuEChERS 溶劑使用量少、分析簡便快捷、回收率和精密度較高，且可應(yīng)用的目標(biāo)農(nóng)藥范圍廣，因此被廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的檢測。

2.2 農(nóng)藥殘留儀器分析方法

農(nóng)藥殘留檢測屬于微量、痕量分析，需使用靈敏度較高的分析儀器或檢測技術(shù)來實現(xiàn)。目前常用的檢測方法有色譜法和色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法。

2.2.1 色譜法

色譜法是早期農(nóng)藥殘留分析常用的方法之一，根據(jù)基質(zhì)在固定相和流動相之間的作用力不同使其各溶質(zhì)達到相互分離。主要包括氣相色譜法（Gas Chromatography，GC）和液相色譜法（Liquid Chromatography，LC）。

氣相色譜法以氣體和可揮發(fā)物質(zhì)為分析對象，樣品經(jīng)前處理后注入氣相色譜柱后經(jīng)不同的檢測器檢測掃描繪出氣相色譜圖。張琦等[48]采用氣相色譜法檢測姜中毒死蜱的殘留，回收率為86.7%～93.4%，各項指標(biāo)均滿足有關(guān)要求。黃錦波[49]采用氣相色譜法測定四川姜黃片中14 種農(nóng)藥殘留，方法加標(biāo)回收率為70.3%～118.5%，農(nóng)殘檢出限為0.078 ～2.22 μg·kg-1。

液相色譜法是以液體為流動相的色譜分析方法，適用于分析沸點較高、熱穩(wěn)定性較差或強極性農(nóng)藥。干婧等[50]使用高效液相色譜法測定干生姜中姜黃素類化合物含量，發(fā)現(xiàn)在10 ～100 mg·kg-1加標(biāo)濃度下，雙去甲氧基姜黃素、去甲氧基姜黃素和姜黃素的平均回收率分別為100.59%、100.95%、96.86%，表明該方法可應(yīng)用于實際樣品的檢測中。

隨著社會的發(fā)展，GC 和LC 已難以滿足多種農(nóng)藥殘留同時分析的需求，因此在其相關(guān)領(lǐng)域仍存在一定的弊端。

2.2.2 色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)包括氣質(zhì)聯(lián)用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）和 液質(zhì)聯(lián)用（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）技術(shù)，結(jié)合了色譜法的高分離性能和質(zhì)譜法的高鑒別能力，適用于多農(nóng)藥殘留及其代謝物的定性定量分析，是目前農(nóng)藥殘留分析中最有力的檢測技術(shù)。王連珠等[51]建立了采用GC-MS/SIM 測定生姜中丙炔氟草胺殘留量的分析方法，其添加水平回收率為62%～105%，RSD 為5.2%～18.0%，該方法檢出限符合日本及美國法規(guī)要求。易盛國等[52]采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對生姜中25 種農(nóng)藥的殘留量進行檢測，多數(shù)農(nóng)藥的回收率在77%～130%，RSD（n=5）均小于20%，檢出限（3S/N）在0.2 ～10.0 μg·kg-1，該方法各項指標(biāo)均滿足生姜痕量農(nóng)藥殘留的檢測。左海根等[53]建立高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定生姜中涕滅威及其代謝物的殘留量，得出其回收率在64.1%～114.0%，RSD（n=6）在1.5%～4.9%。曹靜等[54]對生姜中215 種農(nóng)藥多殘留進行測定，采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜電噴霧法，正離子多反應(yīng)監(jiān)測模式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)回收率在70%～120%的農(nóng)藥占94.4%，RSD 為0.4% ～25.0%，檢 出限（S/N=3）和 定 量 限（S/N=3）分 別 為0.01 ～70.45 μg·L-1和色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法適用于常規(guī)檢測，但對設(shè)備要求較高、檢測耗時較長，因此并不適用于某些需要快速檢測的應(yīng)用場合。

3 結(jié)語

隨著生姜產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，生姜種植過程中病蟲害防治的需求也在不斷變化，建議結(jié)合農(nóng)藝措施、物理防治、生物防治以及精準(zhǔn)高效化學(xué)防治等進行綜合防控，以確保生姜的安全生產(chǎn)。目前化學(xué)防治仍然是不可缺少的防治手段，農(nóng)藥使用不規(guī)范及殘留問題也屢見不鮮，因此合適的農(nóng)藥殘留檢測方法對監(jiān)督和指導(dǎo)合理用藥具有重要的意義。不同的農(nóng)藥品種具有自身獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，因此針對性選擇和優(yōu)化合適的檢測方法是當(dāng)下需要繼續(xù)研究的課題，尋求一種更準(zhǔn)確靈敏、高效便捷、應(yīng)用范圍廣的定性定量檢測技術(shù)并將其運用到實踐中，是當(dāng)下及未來需要攻克的難題。此外，相關(guān)部門應(yīng)加大對生姜生產(chǎn)中農(nóng)藥使用的監(jiān)管力度，從管理的角度為生姜安全生產(chǎn)保駕護航。