多菌靈在加工番茄農(nóng)田土壤中的殘留動(dòng)態(tài)

馮燕燕，侯振安，林秀，周川，趙靚

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)系，石河子832003）

多菌靈在加工番茄農(nóng)田土壤中的殘留動(dòng)態(tài)

馮燕燕，侯振安，林秀，周川，趙靚

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)系，石河子832003）

為評(píng)價(jià)多菌靈在新疆干旱區(qū)農(nóng)田土壤中的殘留動(dòng)態(tài)和安全性，在加工番茄農(nóng)田進(jìn)行了多菌靈施用的田間試驗(yàn)，采用高效液相色譜法測(cè)定了多菌靈在土壤中的殘留降解動(dòng)態(tài)。結(jié)果表明：高效液相色譜法具有較高的檢測(cè)精度，添加回收率為87．3%～94．5%，最低檢測(cè)濃度為0．03mg／kg，符合農(nóng)藥殘留分析的要求。多菌靈施用后7d，其在土壤中的殘留率為30%～46%，28d時(shí)殘留率低于10%，60d后多菌靈殘留量均低于最低檢測(cè)限（≤0．03 mg／kg）。多菌靈在土壤中的殘留量隨著多菌靈濃度增加而增加，半衰期卻隨著多菌靈濃度的增加而減小，多菌靈在加工番茄農(nóng)田土壤中的半衰期為6．48～10．27d。

多菌靈；加工番茄；農(nóng)藥殘留；半衰期

農(nóng)藥在土壤中的殘留是導(dǎo)致農(nóng)藥對(duì)環(huán)境造成污染和生物危害的根源。當(dāng)土壤中農(nóng)藥殘留積累到一定程度后，不僅會(huì)對(duì)土壤生物造成毒害，還可以通過(guò)揮發(fā)、擴(kuò)散、質(zhì)流產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，污染大氣、地表水體和地下水，并可通過(guò)生物富集和食物鏈，最終危害人體健康［1］。因此，農(nóng)藥在土壤中的殘留引起人們的關(guān)注。

多菌靈，又名棉萎靈、苯并咪唑44號(hào)，化學(xué)名2－苯并咪唑基氨基甲酸甲酯，是一種高效、廣譜、低毒的內(nèi)吸性苯并咪唑類(lèi)殺菌劑，除了可葉面噴霧外，還可用于拌種和澆土，對(duì)子囊菌、半知菌等引起的真菌病害具有保護(hù)和治療作用，主要用于大田作物、蔬菜、果樹(shù)及經(jīng)濟(jì)作物等的多種病害防治［2］。多菌靈的殘效期較長(zhǎng)，隨著多菌靈使用時(shí)間和使用量的累積，其對(duì)環(huán)境的危害越來(lái)越大。多菌靈的毒性表現(xiàn)于多方面，例如致癌致突變和生殖毒性，尤其對(duì)生殖系統(tǒng)影響最為顯著，且在低劑量時(shí)對(duì)哺乳動(dòng)物有毒害作用。Nakai等［3］和 Akbarsha等［4］研究發(fā)現(xiàn)低劑量多菌靈對(duì)雄性大鼠生精功能造成損傷并影響其生育力。多菌靈對(duì)人、畜均有一定毒性，可引起抽搐、精神恍惚、惡心嘔吐、胸悶、頭暈等中毒癥狀［5］。因此，有關(guān)多菌靈殘留及其環(huán)境污染問(wèn)題備受關(guān)注。

近年來(lái)，在多菌靈殘留的測(cè)定方法方面開(kāi)展了大量研究，包括高效液相色譜法［6－9］、液質(zhì)聯(lián)用［10－11］、液相－熒光檢測(cè)［12－13］、離子交換色譜法［14］、分光光度法［15］等，其中高效液相色譜法是多菌靈殘留檢測(cè)使用較為普遍的方法。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)多菌靈在作物及土壤中的殘留降解動(dòng)態(tài)及其對(duì)土壤環(huán)境的影響方面開(kāi)展了一些研究［16－20］。從已有的研究結(jié)果看，由于生態(tài)氣候條件和土壤類(lèi)型的差異，多菌靈在不同地區(qū)農(nóng)田土壤中的降解半衰期差異較大。新疆是我國(guó)最大的加工番茄制品加工出口基地，但關(guān)于新疆干旱區(qū)加工番茄農(nóng)田施用多菌靈后的殘留降解動(dòng)態(tài)及其對(duì)土壤環(huán)境的影響方面的報(bào)道很少［21］。本研究探討了多菌靈在新疆加工番茄農(nóng)田土壤中的殘留降解動(dòng)態(tài)，旨在為多菌靈農(nóng)藥的合理使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 材料

土壤類(lèi)型為灌耕灰漠土，土壤質(zhì)地為壤土，全氮0．21g／kg，有機(jī)質(zhì)12．68g／kg，速效磷20．59mg／kg，速效鉀150．74mg／kg，pH 8．71，土壤溶液電導(dǎo)率（EC 1∶5）0．17ds／m。供試農(nóng)藥為多菌靈（80%可濕性粉劑），作物為加工番茄（品種：里格爾87－5）。

Agilent1200液相色譜儀，帶紫外檢測(cè)器和色譜工作站，振蕩器，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（Buchi）。

二氯甲烷、石油醚、甲醇、無(wú)水硫酸鈉、氯化鈉、鹽酸、氫氧化鈉、N，N－二甲基甲酰胺均為色譜純。

多菌靈標(biāo)準(zhǔn)品（≥99．5%）：購(gòu)自農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所。

1．2 方法

1．2．1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)站進(jìn)行。

將多菌靈農(nóng)藥的施用量設(shè)置6個(gè)水平：0、5、10、20、50和100mg／kg（按照0～15cm 土壤干重計(jì)算）。每個(gè)處理重復(fù)4次，共24個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，試驗(yàn)小區(qū)面積為10m2。

加工番茄種植采用覆膜滴灌方式，全生育期灌水7次，總灌水量為450mm；其他栽培方式參考當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。分別在施藥后1、3、5、7、14、21、28、35和42d，在每個(gè)小區(qū)按對(duì)角線取5點(diǎn)，采集表層土壤（0～15cm）混合土樣。

土壤樣品置于冰柜中，冷凍（－20℃）保存待測(cè)。

1．2．2 土壤中多菌靈殘留分析方法

稱(chēng)取20g土樣于250mL具塞三角瓶中，加80 mL甲醇和0．2mol／L鹽酸溶液10mL，振蕩提2h后布氏漏斗抽濾，50mL甲醇洗殘?jiān)?，合并濾于250 mL平底燒瓶中，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上真空濃縮至20～30mL，留待液－液分配。

將濃縮后的提取液轉(zhuǎn)移至250mL分液漏斗中，加入0．2mol／L鹽酸溶液10mL和40mL蒸餾水，再加入40mL石油醚劇烈振蕩1min，靜置分層后棄去上層有機(jī)相。水相用1mol／L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至6．5，再加入20mL飽和NaCl溶液，用40mL二氯甲烷萃取3次。萃取液經(jīng)過(guò)5g無(wú)水Na2SO4干燥后合并收集于250mL平底燒瓶中，減壓濃縮至近干，N，N－二甲基甲酰胺定容至5mL，經(jīng)0．45μm的濾膜過(guò)濾到進(jìn)樣瓶，待HPLC檢測(cè)。

1．2．3 HPLC檢測(cè)條件

色譜柱：4．6mm （id）×150mm，ZORBAX SBC18柱，粒徑5μm；流動(dòng)相：甲醇－水（65∶35）；流速：0．8mL／min；檢測(cè)波長(zhǎng)：281nm；進(jìn)樣量：5μL；柱溫：25℃；多菌靈相對(duì)保留時(shí)間約2．8min，柱溫25℃。

1．2．4 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)液的制備

準(zhǔn)確稱(chēng)取0．005g（精確至0．1mg）多菌靈標(biāo)準(zhǔn)，置于5mL容量瓶，用N，N－二甲基甲酰胺溶解并定容至刻度，搖勻后即為標(biāo)準(zhǔn)母液。

1．2．5 殘留量計(jì)算公式

2 結(jié)果與分析

2．1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

采用外標(biāo)法定量，將多菌靈的標(biāo)準(zhǔn)母液用N，N－二甲基甲酰胺稀釋成質(zhì)量濃度為1、5、10、20、40、50、60、80、100ng／μL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在1．2．3色譜操作條件下進(jìn)行檢測(cè)，并以峰面積A為縱坐標(biāo)，多菌靈濃度C（ng／μL）為橫坐標(biāo)作圖（圖1），同時(shí)用最小二乘法進(jìn)行線性回歸，得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程：

多菌靈濃度為1～100ng／μL，與峰面積值有極顯著的線性關(guān)系（P＜0．001）。

圖1 多菌靈標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig．1The standard curve of carbendazim

2．2 方法的準(zhǔn)確度和精密度

多菌靈在空白土壤中的添加濃度分別為0．5、2、10mg／kg，按本文中1．2．2和1．2．3所述方法進(jìn)行處理，每個(gè)濃度進(jìn)行3個(gè)平行試驗(yàn)，計(jì)算回收率和相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差。測(cè)定土壤的添加回收率為87．9%～94．51%（表1）。多菌靈標(biāo)樣色譜圖、土壤空白色譜圖和土壤加標(biāo)色譜圖見(jiàn)圖2。

該方法的最低檢出量為0．5×10－9g，最低檢測(cè)濃度為0．03mg／kg，靈敏度較高。

表1 多菌靈在土壤中的添加回收率Tab．1Recovery of carbendazim applied in soil

圖2 色譜圖Fig．2HPLC chrarmtogram

2．3 多菌靈在土壤中的殘留動(dòng)態(tài)

5個(gè)多菌靈處理（5、10、20、50和100mg／kg）在加工番茄農(nóng)田土壤中的農(nóng)藥殘留動(dòng)態(tài)見(jiàn)圖3。

圖3 土壤中多菌靈的殘留降解動(dòng)態(tài)曲線Fig．3Degradation curve of carbendazim in soil

由圖3可見(jiàn)，多菌靈在土壤中的殘留量隨著使用量的增加而顯著增加。多菌靈施用7d后，在加工番茄農(nóng)田土壤中殘留率為30%～46%；施用28d后，其在土壤中的殘留率已不到10%；在多菌靈施用后42 d，5個(gè)多菌靈處理（5、10、20、50和100mg／kg）土壤中多菌靈的殘留量分別為0．28、0．32、0．34、0．73、1．25 mg／kg；60d后，多菌靈殘留量均低于最低檢測(cè)限（≤0．03mg／kg）

2．4 多菌靈在土壤中的降解半衰期

多菌靈在加工番茄農(nóng)田土壤中的殘留量隨著時(shí)間的推移呈明顯下降趨勢(shì)，且二者間呈指數(shù)關(guān)系，符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程：

上式中，Ct為施藥后土壤中的農(nóng)藥殘留量，C0為施藥后土壤中的最初累積量，k為降解常數(shù)，t為施藥后的天數(shù)。

不同處理多菌靈在土壤中的的降解動(dòng)態(tài)方程見(jiàn)表2。經(jīng)顯著性檢驗(yàn)，方程的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平。根據(jù)多菌靈的降解動(dòng)態(tài)方程，計(jì)算得到不同濃度多菌靈（5．0、10．0、20．0、50．0和100．0mg／kg）在加工番茄農(nóng)田土壤中的半衰期分別為10．27、9．07、6．48、6．78和6．61d。

表2 多菌靈在土壤中的降解動(dòng)態(tài)方程Tab．2Degradation dynamics of carbendazim in soil

3 討論

本研究應(yīng)用高效液相色譜法測(cè)定加工番茄農(nóng)田土壤中的多菌靈殘留，檢測(cè)中多菌靈的保留時(shí)間約2．8min，這與劉文杰等［22］的檢測(cè)相似（2．68min）；但明 顯 低 于 其 他 的 相 關(guān) 報(bào) 道［16，19，23］（5．5～9．2 min），這可能與檢測(cè)所用的儀器和色譜條件有關(guān)。添加回收率在87．3%～94．5%，土壤中多菌靈的最低檢測(cè)濃度為0．03mg／kg，這表明檢測(cè)方法定量準(zhǔn)確、靈敏度高，可以滿足農(nóng)藥殘留分析要求。

本試驗(yàn)條件下多菌靈在加工番茄農(nóng)田土壤中的降解半衰期為6．48～10．27d，這與王中等［24］對(duì)香蘭草農(nóng)田土壤中多菌靈的降解半衰期為7．6～9．0d的研究結(jié)果相似。但是，大量研究表明多菌靈在土壤中的降解與多種環(huán)境因素有關(guān)［25］。向月琴等［20］報(bào)道室內(nèi)模擬條件下多菌靈在黃松土中的降解半衰期為6．8～8．6d；張玉婷等［18］報(bào)道，天津和江蘇兩地小麥農(nóng)田土壤中多菌靈的降解半衰期分別為34．5和26．6d；張浩等［19］報(bào)道，吉林和黑龍江兩地大豆農(nóng)田土壤中多菌靈的降解半衰期分別為55．2和57．1d；樊丹等［26］報(bào)道湖北茶園土壤中多菌靈的降解半衰期為5．9d。同時(shí)，在同一地區(qū)不同年度內(nèi)多菌靈的降解半衰期也有較大差異，金仁耀等［16］連續(xù)2年的研究表明，多菌靈在衢州和南寧兩地土壤中的降解半衰期分別為2．59、3．65d和13．95、8．15 d。此外，多菌靈降解半衰期的差異也與土壤質(zhì)地有關(guān)，Sangita等［27］認(rèn)為多菌靈在粘土和粘壤土中的降解較在砂土中快。

本研究的結(jié)果表明，多菌靈初始濃度5．0和10．0mg／kg處理的降解半衰期為10．27和9．07d，顯著高于20．0、50．0和100．0mg／kg處理的6．48、6．78和6．61d。這與向月琴等［20］的研究結(jié)果一致。有研究指出，低濃度多菌靈的降解速率低于高濃度，與土壤中微生物利用并降解農(nóng)藥的特點(diǎn)有關(guān)。殘留農(nóng)藥濃度較低的情況下，微生物趨于利用其他有機(jī)物，對(duì)農(nóng)藥的利用效率較低，這是導(dǎo)致低濃度多菌靈降解速率下降的原因［28］。

本研究選擇新疆石河子作為研究區(qū)，以新疆北疆地區(qū)的典型地帶性土壤灌耕灰漠土為研究對(duì)象，探討了多菌靈在加工番茄農(nóng)田土壤中的殘留動(dòng)態(tài)，研究結(jié)果對(duì)于指導(dǎo)該地區(qū)多菌靈農(nóng)藥的合理使用具有一定的參考價(jià)值。本研究中多菌靈的施用方式采用土壤噴藥，這與實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的植物噴施有一定的差異，同時(shí)，研究所涉及的區(qū)域較少，研究時(shí)限也較短，因此研究結(jié)果還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。

［1］張利，劉紅玉，張慧，等．湖南東部地區(qū)稻田土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留及分布［J］．環(huán)境科學(xué)研究，2008，21（1）：118－123．

［2］劉乾開(kāi)，朱國(guó)念．新編農(nóng)藥使用手冊(cè)［M］．2版．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1999．

［3］Nakai M，Hess R A，Moore B J，et al．Acute and longterm effects of a single dose of the fungicide carbendazim （methyl2－benzimidazole carbamate）on themale reproductive system in the rat［J］．J of Andro，1992，13：507－511．

［4］Akbarsha M A，Kadalmani B，Girija R，et al．Spermatotoxic effect of carbendazim［J］．Indian Journal of Experimental Biology，2001，39：921－924．

［5］郝金芝．高效液相色譜法測(cè)定水果中的多菌靈［J］．中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2004，14（5）：586．

［6］桂文君，黃雅麗，吳慧明，等．多菌靈在柑桔及土壤中的HPLC殘留分析方法［J］．現(xiàn)代農(nóng)藥，2004，3（3）：25－28．

［7］沈菁，劉軍，劉建．高效液相色譜法測(cè)定柑橘和土壤中殘留的多菌靈［J］．色譜，2009，27（3）：308－312．

［8］張浩，張祥輝，逯忠斌，等．高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定食用菌中的多菌靈和噻菌靈殘留量［J］．農(nóng)藥，2008，47（7）：517－518．

［9］張琦，董慧茹，黃麗麗．固相萃?。咝б合嗌V法測(cè)定河水中的多菌靈含量［J］．環(huán)境化學(xué)，2008，27（1）：119－120．

［10］量程樸，唐慧敏，楊淑嫻，等．應(yīng)用液質(zhì)聯(lián)用儀測(cè)定番茄、黃瓜中多菌靈殘留［J］．現(xiàn)代農(nóng)藥，2009，8（3）：36－37．

［11］劉慧群，劉新剛，董豐收，等．超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定蔬菜、水果和土壤中多菌靈的殘留研究［J］．農(nóng)藥科學(xué)與管理，2009，30（4）：20－24．

［12］楊秀敏，陳永艷，胡彥學(xué)，等．固相微萃?。咝б合嗌V－熒光檢測(cè)法分析蘋(píng)果汁中的多菌靈和噻菌靈［J］．中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2007，7（5）：122－127．

［13］Halko R，Sanz C P，F(xiàn)errera Z S，et al．Determination of benzimidazole fungicides in soil samples using microwave－assisted micellar extraction and liquid chromatography with fluorescence detection［J］．Journal of AOAC International，2006，9（5）：1403－1409．

［14］何強(qiáng)，孔祥虹，趙潔，等．固相萃?。x子交換色譜法測(cè)定濃縮蘋(píng)果汁中殘留的苯菌靈、多菌靈、噻菌靈［J］．色譜，2008，26（5）：563－567．

［15］范寧云，蔡興，李彩霞．分光光度法測(cè)定蔬菜中多菌靈殘留量新方法的研究［J］．甘肅科技，2009，25（2）：52－53．

［16］金仁耀，桂文君，壽林飛，等．多菌靈在柑橘和土壤中的殘留及降解動(dòng)態(tài)研究［J］．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，18（2）：111－114．

［17］游子涵，陳智東，柳訓(xùn)才，等．油菜植株及其土壤中多茵靈殘留檢測(cè)及動(dòng)態(tài)［J］．農(nóng)藥，2006，45（8）：552－553．

［18］張玉婷，郭永澤，劉磊，等．50%多菌靈WP在小麥和土壤中殘留動(dòng)態(tài)研究［J］．天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，13（4）：52－54．

［19］張浩，王巖，逯忠斌．40%多菌靈SC在大豆和土壤中的殘留動(dòng)態(tài)［J］．農(nóng)藥，2006，45（10）：695－696．

［20］向月琴，高春明，龐國(guó)輝，等．土壤中多菌靈的降解動(dòng)態(tài)及其對(duì)土壤微生物群落多樣性的影響［J］．土壤學(xué)報(bào)，2008，45（4）：699－704．

［21］馮燕燕，蔡繼紅，侯振安，等．多菌靈對(duì)新疆灰漠土壤中六種酶活性的影響［J］．石河子大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，27（4）：413－418．

［22］劉文杰，萬(wàn)英，龐新安，等．高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定土壤中多菌靈、吡蟲(chóng)啉和甲基托布津的殘留［J］．分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2007，26（1）：133－135．

［23］張浩，王巖，劉冬華，等．大豆植株及土壤中多菌靈殘留分析方法的研究［J］．吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，26（5）：535－537．

［24］王中，侯憲文，鄧曉，等．多菌靈在香草蘭和土壤中的殘留動(dòng)態(tài)［J］．生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（2）：535－539．

［25］Jones S E，Williams D J，Holliman P J．Ring－tesing and field－validation of a terrestrial model ecosystem（TEM）－an instrument for testing potentially harmful substances：fate of the model chemical carbendazim［J］．Ecotoxicology，2004，13：29－42．

［26］樊丹，甘小澤，盧耀英，等．多菌靈在茶葉中的殘留動(dòng)態(tài)研究［J］．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24（增刊）：298－300．

［27］Sangita T，Ravi B，Mathur R P．Degradation of organophosphorus and carbamate pesticides in soils－HPLC determination［J］．Biomedical Chromatography，1995，9：18－22．

［28］Nannipieri P，Bollag J M．Use of enzyme to detoxify pesticidecontaminated soils and waters［J］．Journal of Environmental Quality，1991，20：510－517．

The Residue Dynamic of Carbendazim in Soil of Processing Tomato Field

FENG Yanyan，HOU Zhen′an，LIN Xiu，ZHOU Chuan，ZHAO Jing
（Department of Resources and Environmental Sciences，Shihezi University，Shihezi 832003，China）

In order to make a standard procedure for the safe use of carbendazim on soil and processing tomato，a tomato field experiment was conducted and the residue dynamic of carbendazim in soil were analyzed by HPLC．Results showed that the recovery rates ranged from 87．3%to 94．5%，and the determination limits was 0．03mg／kg in soil．The residues of carbendazim in soil were occupied for 30%～46%of the initial concentration 7days after treatment and were no more than 10%of that 28days after treatment．The final residues of carbendazim in soil were less than the limit of detection （≤0．03mg／kg）60days after treatment．With the carbendazim concentration increase in the residues of carbendazim in soil were increased and the half－lives of carbendazim in soil were shorted．The half－lives of carbendazim in soil of processing tomato field were from 6．48to 10．27d．

carbendazim；processing tomato；pesticide residue；half－life

S48

A

2010－01－10

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2007BAC20B04）

馮燕燕（1983－），女，碩士研究生，專(zhuān)業(yè)方向?yàn)橥寥郎鷳B(tài)環(huán)境。

侯振安（1972－），男，教授，從事綠洲農(nóng)業(yè)資源高效利用研究；e－mail：hzhe＿agr＠shzu．edu．cn。