王秋霞 郭美霞 李 園 曹坳程
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,北京 100193)
近年來,隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高附加值作物包括保護(hù)地蔬菜在北京地區(qū)發(fā)展迅速。2010年北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站調(diào)研數(shù)據(jù)表明,僅北京地區(qū)保護(hù)地蔬菜種植面積就達(dá)2.2萬hm2,占總種植面積的40%。在高附加值作物生產(chǎn)中,特別是一些專業(yè)化生產(chǎn)基地,多年連茬種植,造成土壤中病原菌、蟲卵積累,一些土傳病蟲、根結(jié)線蟲連年發(fā)生,作物產(chǎn)量和品質(zhì)受到嚴(yán)重影響,一般減產(chǎn) 20%~40%,嚴(yán)重的減產(chǎn) 60%以上,甚至絕收(曹坳程,2003;曹坳程 等,2010)。傳統(tǒng)防治方法有抗病育種、嫁接、輪作、深翻、換土、化學(xué)農(nóng)藥灌根等。但由于土地有限和實(shí)行集約化種植,輪作很難實(shí)施;抗多種土傳病害的品種和砧木很難培育;深翻和換土在經(jīng)濟(jì)上不可行;化學(xué)農(nóng)藥灌根效果有限,且易造成農(nóng)藥殘留超標(biāo)和地下水污染。由于缺乏有效的技術(shù),農(nóng)民大量使用禁用農(nóng)藥涕滅威、克百威、甲拌磷等防治根結(jié)線蟲和地下害蟲,這些農(nóng)藥毒性極高,殘留期長(zhǎng),且對(duì)地下水污染嚴(yán)重,影響人們的生命健康(曹坳程,2006)。
當(dāng)前控制土傳病蟲與根結(jié)線蟲最有效的方法是采用熏蒸劑進(jìn)行土壤熏蒸消毒,一次施用可有效殺滅土壤中的真菌、細(xì)菌、線蟲等有害生物,且無農(nóng)藥殘留問題,可大幅度提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)(曹坳程,2006)。目前最有前景的熏蒸劑為氯化苦與1,3-二氯丙烯的混合制劑(簡(jiǎn)稱 CP/1,3-D)(UNEP MBTOC,1998,2002,2006),但氯化苦(CP)、1,3-二氯丙烯(1,3-D)具有高毒、高揮發(fā)性,使用不方便且易污染環(huán)境、危害人類健康(Chen et al.,1995;Carter et al.,1997;Gan et al.,1998;Yates et al.,2002;Cryer et al.,2003;Thomas et al.,2004;Papiernik et al.,2004)。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所研制了CP/1,3-D的新劑型——膠囊制劑,使用時(shí)無需特殊的工具及防護(hù)設(shè)備,解決了高毒熏蒸劑低毒化使用問題。為了明確此新劑型的食品安全性,本試驗(yàn)采用配有頂空進(jìn)樣器的高效氣相色譜儀測(cè)定CP/1,3-D膠囊施用后CP與1,3-D在黃瓜及番茄果實(shí)中的殘留量,為其科學(xué)應(yīng)用提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)在北京市通州區(qū)潞城鎮(zhèn)小營(yíng)村進(jìn)行。供試藥劑為 1,3-D/CP膠囊(含 62%1,3-D);93%1,3-D乳油(山東省魯達(dá)化工廠);1,3-D/CP混劑(2m∶1m)(氯化苦由大連綠峰化學(xué)股份有限公司提供,1,3-D由山東省魯達(dá)化工廠提供)。供試黃瓜品種為中農(nóng)16號(hào)。
選擇根結(jié)線蟲及土傳病害嚴(yán)重的溫室,每棟面積約667 m2,具有滴灌設(shè)備。設(shè)6個(gè)處理:① 1,3-D/CP混劑注射:用量為14.5 g·m-2;② 1,3-D/CP混劑注射:用量為29.0 g·m-2;③CP/1,3-D膠囊:用量為14.5 g·m-2;④ CP/1,3-D膠囊:用量為29.0 g·m-2;⑤ CP/1,3-D膠囊:用量為43.5 g·m-2;⑥ CK(不施用任何熏蒸劑)。每處理4次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列。均于2009年7月28日施藥,8月21日揭膜,8月29日定植。
試驗(yàn)地點(diǎn)及藥品同1.1黃瓜溫室試驗(yàn)。供試番茄品種為東圣1號(hào)。
選擇根結(jié)線蟲及土傳病害嚴(yán)重的溫室,每棟面積約667 m2,具有滴灌設(shè)備。設(shè)3個(gè)處理:① CP/1,3-D膠囊50.0 g·m-2;② 1,3-D液劑20.0 g·m-2;③ CK(不施用任何熏蒸劑)。每處理4次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列。均于2009年7月9日施藥,8月4日揭膜,8月29日定植。
在黃瓜、番茄第1次采摘時(shí)(2009年10月18日)取樣,采用5點(diǎn)取樣法,在每個(gè)小區(qū)采取樣品2 kg,放入-70 ℃冰箱保存待測(cè)。
采用氣相色譜—頂空進(jìn)樣法建立黃瓜、番茄果實(shí)中CP、1,3-D殘留量的快速測(cè)定方法。
Agilent 7890A 氣相色譜儀(配備Agilent 7694E頂空自動(dòng)進(jìn)樣器和電子捕獲檢測(cè)器),色譜柱AB0525—3002(安捷倫科技有限公司);其林貝爾QL-901漩渦振蕩器(江蘇海門其林貝爾儀器制造有限公司);舒美KQ-50B超聲波清洗器,HZS-H水浴振蕩器(哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司)。CP標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.5%)和1,3-D標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.5%)均購于Sigma公司;石油醚(60~90 ℃)為分析純。
將所有取回的黃瓜、番茄樣品切碎并混合均勻,然后按四分法取0.5 kg樣品,用攪拌機(jī)打碎,準(zhǔn)確稱取8 g黃瓜或番茄樣本(精確至0.01 g)于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中,加入8.0 mL石油醚,用壓蓋器密封,在水浴振蕩器上振蕩12 h,漩渦振蕩2 min,超聲10 min,2 000 r·min-1離心3 min,取上清液2.0 mL于另一20 mL頂空進(jìn)樣瓶中密封,-20 ℃保存待測(cè)。
進(jìn)樣口溫度150 ℃;柱溫120 ℃,保持8 min;檢測(cè)器溫度250 ℃;柱前壓45.52 kPa;不分流進(jìn)樣,1 min后開閥;進(jìn)樣量1 mL;載氣為高純氮?dú)狻m斂者M(jìn)樣器條件:爐箱溫度70 ℃,樣品環(huán)溫度72 ℃,傳輸線溫度72 ℃;瓶加熱時(shí)間5.0 min,加壓時(shí)間0.1 min;樣品環(huán)填充時(shí)間0.5 min,壓力穩(wěn)定時(shí)間0.05 min,進(jìn)樣時(shí)間0.5 min。循環(huán)時(shí)間8.0 min。
在此條件下可同時(shí)檢測(cè)CP和1,3-D。
分別準(zhǔn)確稱取CP、1,3-D標(biāo)準(zhǔn)品25 mg(精確至0.1 mg)于50 mL容量瓶中,用石油醚定容,作為工作母液。移取適量母液,用石油醚稀釋,分別配成質(zhì)量濃度為 0.005~4 mg·L-1和0.05~10 mg·L-1的系列工作液,以樣品濃度為橫坐標(biāo),以樣品峰面積為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。氯化苦標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖見圖1,目標(biāo)化合物出峰時(shí)間在4.6 min;1,3-D標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖見圖2,1,3-D順反異構(gòu)體的出峰時(shí)間分別為4.25、4.64 min。CP線性回歸方程為y=4 256.9x-178.22,R2=0.999 3;1,3-D線性回歸方程為y=167.47x-12.757,R2=0.999 2。
圖1 CP標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖
圖2 1,3-D標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖
用未經(jīng)CP與1,3-D處理的黃瓜和番茄空白樣品,加入標(biāo)樣進(jìn)行方法的添加回收率測(cè)定。
黃瓜:在8 g空白黃瓜樣本中分別添加不同濃度的CP和1,3-D,添加濃度分別為0.1、0.01、0.001 mg·kg-1和1.0、0.1、0.01 mg·kg-1,CP的平均添加回收率為87.70%~95.99%,變異系數(shù)2.17%~4.62%;1,3-D的平均添加回收率為80.44%~89.14%,變異系數(shù)2.09%~4.41%(表1)。
番茄:在8 g空白番茄樣本中分別添加不同濃度的CP和1,3-D,添加濃度分別為0.1、0.01、0.001 mg·kg-1和 1.0、0.1、0.01 mg·kg-1,CP的平均添加回收率為89.09%~97.20%,變異系數(shù)3.16%~4.54%;1,3-D的平均添加回收率為78.15%~89.25%,變異系數(shù) 2.41%~5.56%(表1)。
表1 CP、1,3-D在黃瓜和番茄果實(shí)中的添加回收率及變異系數(shù)
以色譜峰信噪比為 3時(shí)的濃度確定黃瓜和番茄中 CP的檢出限(LOD)均為 0.001 mg·kg-1,1,3-D 的檢出限均為 0.01 mg·kg-1。以色譜峰信噪比為10時(shí)的濃度確定黃瓜和番茄中CP的定量限(LOQ)均為0.003 mg·kg-1,1,3-D的定量限均為0.028 mg·kg-1。
歐盟制定的CP的MRL值為0.01 mg·kg-1,1,3-D在番茄中的MRL值為0.1 mg·kg-1。由表2、3可知,所有樣本均未檢出目標(biāo)化合物。
表2 1,3-D/CP膠囊、液劑在黃瓜中殘留量
本試驗(yàn)結(jié)果表明,采用 CP/1,3-D膠囊進(jìn)行土壤熏蒸后對(duì)食品安全,可大面積推廣應(yīng)用。膠囊施藥技術(shù)簡(jiǎn)單、方便、無需特殊施藥工具,且對(duì)環(huán)境、食品安全。如能大面積推廣應(yīng)用,對(duì)保護(hù)地的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
另外,蔬菜田應(yīng)用膠囊施藥技術(shù)成本約1 000元·(667 m2)-1,但可增產(chǎn)40%~60%,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
表3 1,3-D/CP膠囊、液劑在番茄中殘留量
曹坳程,郭美霞,王秋霞,李園,顏冬冬.2010.世界土壤消毒技術(shù)進(jìn)展.中國(guó)蔬菜,(21):17-22.
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