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甲基硫菌灵在果桑园环境中的残留行为研究

2020-11-04汤逸飞孙海燕林蔚红戴建忠陈欣慰钱秋杰杨一平张国平陈伟国

蚕桑通报 2020年2期
关键词:桑椹多菌灵甲基

汤逸飞,孙海燕,黄 芳,林蔚红,戴建忠,陈欣慰,钱秋杰,杨一平,张国平*,陈伟国*

(1.嘉兴市农业综合检验检测中心,浙江 嘉兴 314050; 2.海宁市蚕桑技术服务站,浙江 海宁 314400)

甲基硫菌灵是唯一登记用于防治桑树病害的杀菌剂,对桑椹菌核病具有防治效果。目前陈小青[1]、吴国富[2]、吕蕊花[3]等对桑椹中甲基硫菌灵杀菌剂残留量的检测分析已有研究报道,但其降解规律在国内仅有危玲等[4]人的少量研究报道。70%甲基硫菌灵可湿性粉剂推荐用于防治桑椹菌核病的使用浓度一般为稀释1000倍左右,但是因桑椹和桑叶目前暂时没有相关的残留限量标准且较少列入农业监管检测对象,有些种植户往往为了保证防治效果而盲目提高浓度使得稀释农药倍数约在300~450倍。为了明确甲基硫菌灵可湿性粉剂在果桑园中的残留行为,本研究通过甲基硫菌灵用药的田间农药残留试验,预测甲基硫菌灵和其降解产物多菌灵的残留行为。

1 材料与方法

1.1 供试材料及农药来源

供试桑椹的品种无籽“粤椹大10”(海宁市星富桑苗专业合作社),喷洒农药来源为70%甲基硫菌灵可湿性粉剂(江苏龙灯化学有限公司)。

1.2 残留动态试验设计

试验时间2019年4~5月,果桑园面积1.15 hm2,试验地每区块面积30 m2,施药次数1次,各区块之间设保护行,重复3次,另设不施药区空白对照。设70%甲基硫菌灵可湿性粉剂400和800倍稀释液,施药于果桑花果期,按常规方法兑水喷雾,施用药液量750 kg/hm2;施药后1 h(0 d)、1 d 、3 d 、7 d、14 d、21 d、27 d、34 d和42 d进行样品采集;取样方式采用多点随机取样。每次每区块采集的桑椹、桑叶和土壤样品密封于塑料袋中,带回实验室于-20℃冰箱中保存,供定量检测甲基硫菌灵和其代谢产物多菌灵的残留量。

1.3 残留量测定

色谱分析仪器采用液相串联质谱仪(LC-20AD/QTRAP4500,日本岛津公司/美国AB Sciex公司)。供检测的甲基硫菌灵和多菌灵标准品均溯源于农业农村部环境保护科研监测所。桑椹中甲基硫菌灵和多菌灵残留的方法[5,6]回收率为70%~130%,定量限为0.01 mg/kg;桑叶和土壤的残留检测参照上述方法进行,回收率和检测限均符合上述要求。获得的数据使用Excel 2013进行数据分析和图像处理。

1.4 最高残留限量的设定

我国尚未对桑椹中的甲基硫菌灵最高残留限量(MRL)进行规范。因此,本研究结合聂继云等[7]人采用关于桑椹的急性膳食摄入风险中的安全界限和慢性膳食摄入风险中的最大残留限量估计值相结合的评估方式进行设定。

急性膳食摄入风险中的安全界限可用SM表示,其计算公式为:

式(1)中:ARfD—引用世界卫生组织(WHO)数据的急性参考剂量[8],以mg/kg为单位;HR—检出的桑椹果实中最高农药残留量,以mg/kg为单位;ESTI—每日急性膳食摄入量,以mg/(kg·d)为单位。世界卫生组织(WHO)认为没有必要设定甲基硫菌灵农药残留的急性参考剂量,因此甲基硫菌灵无SM值。其降解产物多菌灵引用数据[6]由式(1)计算可得表1结果。

表1 6个组别急性膳食摄入多菌灵残留风险的安全界限Table 1 SM of Six Groups of Carbendazim Residues

由表1可得,多菌灵在2~4岁幼儿、18~30岁青年、60~70岁老年人群中安全界限值SM在3.95~12.01 mg/kg,以2~4岁女孩为SM最低值(3.95 mg/kg)。

慢性膳食摄入风险中的最大残留限量估计值可用eMRL表示,其计算公式为:

式(2)中:ADI—每日允许摄入量,以mg/(kg·d)为单位;bw—不同人群平均质量,以kg为单位;p—平均水果消费量,以kg为单位。甲基硫菌灵和其降解产物多菌灵引用数据[6]由式(2)计算可得表2结果。

为保护绝大多数人摄入安全的需要,此处的桑椹摄入量采用水果一天总摄入量计算[9]。由表2可得,甲基硫菌灵和多菌灵在2~4岁幼儿、18~30岁青年、60~70岁老年人群中最大残留限量估计值eMRL分别在27.16~163.22 mg/kg和9.05~54.41 mg/kg,均以2~4岁女孩eMRL最低(27.16 mg/kg和9.05 mg/kg)。因此,桑椹中甲基硫菌灵和多菌灵最高残留限量分别取SM或eMRL的最小值(27.16 mg/kg和3.95 mg/kg)为设定的最高残留限量,而桑叶设定值的最高残留限量参考上述桑椹的设定。

2 结果与分析

2.1 甲基硫菌灵在桑椹和桑叶中的降解趋势

70%甲基硫菌灵可湿性粉剂的400倍和800倍稀释液在桑椹和桑叶中的降解规律均符合一级动力学方程,甲基硫菌灵在桑椹和桑叶中的降解曲线见图1。

其中,施用400倍和800倍稀释液后甲基硫菌灵在桑椹中的降解方程分别为C=12.836e-0.1916t(R2=0.969)和C=9.654e-0.2209t(R2=0.8997),在桑叶中的降解 方 程 分 别 为 C=10.697e-0.215t(R2=0.8957)和 C=10.483e-0.2613t(R2=0.9641)。通过模型拟合计算所得的甲基硫菌灵的残留原始沉积量是实际测得的原始沉积量的1.09~1.51倍,说明天气因素对甲基硫菌灵在桑椹上的残留降解影响较小。其半衰期DT50值分别为3.62 d、3.14 d、3.22 d和2.65 d,桑椹DT50值(3.62 d、3.14 d)与危玲等[4]人(3.194 d)研究结果相近,降解90%所需的时间DT90值为12.02 d、10.42 d、10.71 d和8.81 d,而降解99%所需的时间DT99值为24.04 d、20.85 d、21.42 d和17.62 d。参照本文最高残留限量的设定,桑椹和桑叶中甲基硫菌灵残留原始沉积量均小于eMRL值的27.16 mg/kg。因此,甲基硫菌灵本体对人的摄入风险影响较小。

2.2 多菌灵在桑椹和桑叶中的降解趋势

稀释400倍和800倍的70%甲基硫菌灵可湿性粉剂用药后其降解产物多菌灵在桑椹、桑叶中的消解规律同样均符合一级动力学方程,多菌灵在桑椹和桑叶中的降解曲线见图2。

其中,400倍和800倍的稀释用药后多菌灵在桑椹中的降解方程分别为C=7.0446e-0.1556t(R2=0.9131)和C=6.235e-0.1826t(R2=0.8952),在桑叶中的降解方程分别为C=9.8304e-0.1649t(R2=0.9686)和C=5.5258e-0.1923t(R2=0.9322)。经过模型拟合计算所得多菌灵的残留原始沉积量是实际测得的原始沉积量的0.97~2.69倍,相比于甲基硫菌灵的比例波动稍大,主要原因在于甲基硫菌灵可湿性粉剂用药后,多菌灵需要更多降解转化的时间,但同样可以说明天气因素对多菌灵在桑椹上的残留消解影响较小,其半衰期DT50值分别为4.45 d、3.80 d、4.20 d和3.60 d,降解90%所需的时间DT90值为14.80 d、12.61 d、13.96 d和11.97 d,而降解99%所需的时间DT99值为29.60 d、25.22 d、27.93 d和23.95 d。根据“1.4最高残留限量的设定”,代入方程计算可得,400倍稀释用药后桑椹达到多菌灵的最高残留限量需要3.71 d,800倍稀释用药后需要2.50 d;而稀释400倍用药的桑叶达到多菌灵的最高残留限量需5.53 d,稀释800倍用药的需要1.75 d。相对DT90值和DT99值,达到最高残留限量所需的降解最少天数与其相对应的DT50值更加相近。

2.3 果桑园土壤中农药残留对桑椹和桑叶的降解影响

稀释400倍和800倍甲基硫菌灵用药后,甲基硫菌灵及其代谢产物多菌灵在果桑园土壤中受当地天气影响较大,第7 d的当地雨水中,果桑园土壤均有明显的农药残留大幅度增加。因此,参照一级动力学方程,甲基硫菌灵和多菌灵在果桑园土壤中的降解曲线见图3,其R2值在0.0857~0.785之间,消解规律均不符合一级动力学方程,但对比图1~图3残留量,果桑园土壤中甲基硫菌灵及其代谢产物多菌灵残留对桑椹、桑叶的消解影响不大。

3 小结与讨论

首先,甲基硫菌灵及其降解产物多菌灵在桑椹和桑叶上的残留消解动态相似,天气状况对甲基硫菌灵及其降解产物的环境残留行为影响较小,但在其土壤中不完全符合一级动力学方程,残留行为主要受当地雨水气候条件影响。由于桑椹菌核病的防治需要连续喷药3次,多次用药可能存在农药残留的累积是本文未涉及到的因素,但对于像甲基硫菌灵和多菌灵这样DT50值较小的农药,桑椹中的农药起始残留量主要决定于最后一次施药时的农药、环境和生物等因素[10],因此,桑椹和桑叶中甲基硫菌灵残留应综合考虑其降解产物多菌灵残留,种植生产中可将安全间隔期设置在DT50值,按目前本地农民在果桑园用药习惯,安全间隔期在5~6 d即可。

其次,我国与美国、日本等多数发达国家标准中均同样未制定甲基硫菌灵及其降解产物多菌灵在桑椹和桑叶中的MRL值,而欧盟对进口桑椹中甲基硫菌灵和多菌灵残留均限制为0.1 mg/kg[11],对比本文的MRL设定值(27.16 mg/kg和3.95 mg/kg)其限制过于严苛,存在设置技术性贸易壁垒的嫌疑。如果参照出口欧盟标准,种植生产中应将安全间隔期设置在DT99值,按目前本地农民用药习惯,安全间隔期应设置在25~27 d。

最后,建议国家从种植生产需要与人摄入安全两方面综合考虑,明确在桑椹和桑叶中不设定甲基硫菌灵残留的MRL值,但应制定在桑椹和桑叶中多菌灵残留的MRL值控制在3~4 mg/kg。

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