趙成林,陳琳涵,袁程飛,陳麗金,秦曉霜
(1.廣州市農(nóng)業(yè)科學研究院,廣東 廣州 510308;2.廣州南沙明曦檢測服務有限公司,廣東 廣州 511462)
由于設施蔬菜的生產(chǎn)環(huán)境不同于露地種植,種植環(huán)境條件的變化,對農(nóng)藥降解也會產(chǎn)生影響。秦麗等通過研究認為認為降雨、光照強度以及溫度是引起這兩種差異的的主要環(huán)境因子[1]。庚琴等采用室內(nèi)模擬的方法研究發(fā)現(xiàn)啶蟲脒、吡蟲啉的消解速均與溫度及光照相關(guān)[2]。趙穎等研究認為引起設施內(nèi)外農(nóng)藥消解及殘留差異的主要環(huán)境因子是降雨、光照強度和溫度[3]。
苯醚甲環(huán)唑(difenoconazole)屬于三唑類殺菌劑,嘧菌酯(azoxystrobin)是一種甲氧基丙烯酸酯類抗菌劑[4],周旻等研究發(fā)現(xiàn)苯醚甲環(huán)唑在全蕉和土壤中的半衰期分別為 16、20 d[5]。楊桐等研究了苯醚甲環(huán)唑在大白菜、菜豆、葡 萄中的殘留測定和消解動態(tài),其在大白菜、菜豆、葡萄中的半衰期分別為 6.6~7.8 d、8.3~9.7 d,10.9~16.6 d[6]。Chen等研究結(jié)果表明,在露地和溫室辣椒栽培生態(tài)系統(tǒng)中,苯醚甲環(huán)唑的沉積分布和代謝特征明顯,在辣椒植株和栽培土壤不同部位的消解半衰期比露地高[7]。郭紫蘭等研究了辣椒中的嘧菌酯的消解和殘留規(guī)律,其半衰期是 5.2~3.1 d[8],徐永等研究了嘧菌酯在枇杷中殘留及消解動態(tài),半衰期是 7.91~2.2 d,屬易降解農(nóng)藥[9]。簡秋等通過田間比對試驗結(jié)果表明,溫室中黃瓜中的嘧菌酯的最終農(nóng)藥殘留量明顯高于露地,差異倍數(shù)最大的達到 4.36[10]。
苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯是目前華南地區(qū)番茄種植的常用農(nóng)藥,2種農(nóng)藥在番茄中的消解動態(tài)及不同栽培條件下的消解差異性研究鮮有報道。以番茄和苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯2種作為研究對象,經(jīng)過田間殘留試驗對2種農(nóng)藥在華南地區(qū)設施和露地番茄中的降解和殘留動態(tài)進行研究,比較2種農(nóng)藥的消解和殘留量差異性,旨在為番茄安全生產(chǎn)中2種常用農(nóng)藥的安全使用提供理論依據(jù)。
1.1 儀器與設備 1290-6460液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀及InfinityLab Poroshell 120 EC-C182.1×100 mm,2.7 μm;5810R 高速冷凍離心機;Multi Reax 振蕩儀;JJ500電子天平 ;JA50002電子天平。
1.2 試劑與材料 苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯標準品(98%);無水硫酸鎂、乙二胺氮丙基硅烷(PSA)、石墨化碳(GCB);乙腈、甲醇、甲酸(HPLC);乙腈、無水硫酸鎂、氯化鈉等試劑均為AR級。
1.3 田間試驗設計 試驗地點:廣州綠亨公司南沙基地;供試農(nóng)藥:苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯懸浮劑325 g/L;種植模式:大棚設施和露地兩種模式同時種植。
供試小區(qū):設施、露天番茄種植地各1個空白小區(qū),3個重復處理小區(qū),小區(qū)面積15 m2;
施藥劑量:最高推薦劑量;施藥方法:在番茄成熟期露地和設施同時噴霧施藥;樣品采集:最后1次施藥后噴藥后2 h、1、3、5、7、10、14、21 d采樣,按照試驗要求取番茄樣品≥1 kg,經(jīng)縮分、攪碎后裝入樣品瓶,寫好標簽和編號,貯存在-20℃冰箱中保存待測。
1.4 標準溶液的配置 準確稱取苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯標準品10.2 mg于10 mL容量瓶中,甲醇溶解,配制成1 000 mg/L的苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯標準母液。取一定量的標準母液,用甲醇稀釋成所需質(zhì)量濃度的標準溶液。
1.5 樣品前處理 稱取10 g(精確值0.02)已處理的樣品于50 mL離心管中,加入10 mL乙腈,加入3 g NaCl震蕩5 min,5 000 r/min冷凍離心5 min,吸取上清液5 mL至含有450 mg 無水MgSO4、150 mg PSA、20 mg GCB離心管中,漩渦1 min后5 000 r/min冷凍離心5 min,取1 mL上清液過0.22 μm膜,待測。
1.6 色譜條件
1.6.1 色譜柱:InfinityLab Poroshell 120 EC-C182.1×100 mm,2.7 μm;流動相A:0.1%甲酸5 mmol/L乙酸銨溶液;流動相B:甲醇;洗脫條件及流速(表1),柱溫:40 ℃;進樣量:2 μL。
1.6.2 洗脫條件及流速表
1.7 質(zhì)譜條件 電噴霧離子源:AJS ESI+;干燥氣溫度:350℃;干燥氣流量:9 L/min;霧化氣壓力:45 psi;鞘氣溫度:350℃;鞘氣流量:12 L/min;毛細管電壓:4.5 KV。
苯醚甲環(huán)唑的質(zhì)譜參數(shù):多反應監(jiān)測模式,母離子為406.1,監(jiān)測離子對為337/251,F(xiàn)ragmentor電壓:160 V;碰撞電壓:15/20 V;嘧菌酯的質(zhì)譜參數(shù):多反應監(jiān)測模式,母離子為404,監(jiān)測離子對為372/344,F(xiàn)ragmentor電壓:120 V;碰撞電壓:10/15 V。
2.1 方法的線性范圍 在本研究條件下,苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯的保留時間分別是5.63、4.74 min(圖1),由1.4配置的標準溶液用甲醇逐級稀釋成0.005、0.01、0.05、0.1、1 mg/L標準溶液上機測定,以進樣質(zhì)量濃度為x軸、響應值為y軸得到標準工作曲線。以定量離子的峰面積對苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯的質(zhì)量濃度繪制標準曲線,結(jié)果表明,在0.005~1.0 mg/L范圍內(nèi),苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯的質(zhì)量濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系,標準曲線方程分別為y= 671x+7 041(r=0.999 5)、y=8 869x-1 206(r=0.999 9)。
圖1 苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯基質(zhì)標準溶液色譜圖(0.1 mg/L)
2.2 方法的回收率和精密度 在番茄中進行3個水平的苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯添加回收率實驗,每個水平3個重復,結(jié)果(表2)。
表2 苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯在番茄樣品中的添加回收率
表3 苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯在番茄中的消解動力學方程及其相關(guān)參數(shù)
表4 苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯在設施內(nèi)外番茄中的殘留量
2.3 苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯在番茄中的消解動態(tài)和殘留量
2.3.1 消解動態(tài) 苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯在番茄中的殘留量均隨著時間的推移逐漸降低,消解動態(tài)曲線(圖2、3)符合一級動力學方程,消解動態(tài)按公式Ct=C0e-kt計算,半衰期按公式T1/2=ln2/k計算。式中:Ct為t時刻苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯的殘留量;C0為苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯的原始沉積量;k為消解速率常數(shù);t為消解時間;T1/2為半衰期。苯醚甲環(huán)唑在露地和設施內(nèi)番茄中的半衰期分別是3.4和8.0 d,嘧菌酯在露地和設施內(nèi)番茄中的半衰期分別是2.9和13.3 d,表明苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯在設施中的消解速率<其在露地中的。
圖2 苯醚甲環(huán)唑在設施內(nèi)番茄中的消解曲線圖
圖3 嘧菌酯在設施內(nèi)番茄中的消解曲線圖
2.3.2 殘留量 施藥后第3 d時,苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯在露地、設施番茄中的殘留量分別為0.140、0.113和0.282、0.260 mg /kg,差異不大,表現(xiàn)為露地均略高于設施,第 5 d時,兩者設施內(nèi)的殘留量顯著高于露地的,苯醚甲環(huán)唑在露地和設施番茄中的殘留量分別為 0.035和0.104 mg /kg,嘧菌酯在露地和設施番茄中的殘留量分別為 0.127和0.207 mg /kg。第21 d時,苯醚甲環(huán)唑在露地和設施番茄中的殘留量分別為 ND和0.018 mg /kg,嘧菌酯在露地和設施番茄中的殘留量分別為 ND和0.105 mg /kg,數(shù)據(jù)表明,設施內(nèi)外番茄中苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯的最終殘留量均低于我國2021 年規(guī)定的MRL 值0.5和3 mg /kg[11]。
本研究結(jié)果表明,苯醚甲環(huán)唑、嘧菌酯在設施中的消解速率均慢于其在露地中的,苯醚甲環(huán)唑在露地和設施內(nèi)番茄中的半衰期分別是3.4和8.0 d,嘧菌酯在露地和設施內(nèi)番茄中的半衰期分別是2.9和13.3 d。在施藥后第 5 d時,兩者設施內(nèi)的殘留量顯著高于露地的,苯醚甲環(huán)唑在露地和設施番茄中的殘留量分別為 0.035和0.104 mg /kg,嘧菌酯在露地和設施番茄中的殘留量分別為 0.127和0.207 mg /kg。第21 d時,苯醚甲環(huán)唑在露地和設施番茄中的殘留量分別為 ND和0.018 mg /kg,嘧菌酯在露地和設施番茄中的殘留量分別為 ND和0.105 mg /kg。
為分析造成上述消解和殘留差異的原因,筆者分別對試驗期間露地和設施內(nèi)的溫度、光照強度和降雨量等3個氣象因子進行了監(jiān)測,結(jié)果(圖4~6),數(shù)據(jù)表明,實驗期間設施內(nèi)的光照強度是低于露地的,是露地的50%左右,而露地的溫度稍低于設施內(nèi)的,在實驗前期天氣無降雨,苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯在溫度高的設施內(nèi)的降解速率要快于露地;降雨方面,施藥后的第5 d開始降雨,整個實驗期間的降雨量達到127 mm ,而設施內(nèi)無降雨,從消解動態(tài)上可以體現(xiàn)雨水的淋失作用導致露地的苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯消解迅速,可見3個氣象因子中降雨和溫度是引起露地和設施內(nèi)2 種農(nóng)藥消解動態(tài)和殘留量差異的主要因子。
圖4 試驗期間設施內(nèi)外日平均光照
圖5 試驗期間設施內(nèi)外日平均溫度
圖6 試驗期間露地降雨量