溴蟲腈在云南2種特色辣椒中的安全性評價

胡文巖， 張應(yīng)華， 潘云兵， 楊 寧， 張 琳， 孟金貴

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院，昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)云南省滇臺特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化工程研究中心，昆明 650201；3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，昆明 650201)

云南省是我國辣椒的主要種植地區(qū)之一，具有豐富獨(dú)特的辣椒種質(zhì)資源，如丘北辣椒(CapsicumannuumL.)、小米辣(CapsicumfrutescensL.)[1]。目前辣椒產(chǎn)業(yè)已成為云南文山等地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一[2-3]。云南省地處我國西南，與南亞多個國家相鄰，具有獨(dú)特的地理位置以及氣候優(yōu)勢，加之辣椒品種的獨(dú)特性，促使辣椒成為云南在國際農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易競爭中的優(yōu)勢農(nóng)作物[4-5]。隨著全球?qū)苯返闹匾暫托枨蟛粩嘣鲩L，云南省辣椒主栽區(qū)文山州等栽培面積逐年增加[6]。為了增加經(jīng)濟(jì)收入，菜農(nóng)加大辣椒上化學(xué)農(nóng)藥的濃度和使用量，農(nóng)藥使用超標(biāo)超量問題日益嚴(yán)重，影響外貿(mào)出口。

溴蟲腈屬于新型芳基吡咯類殺蟲殺螨劑，是美國氰胺公司20世紀(jì)80年代末以天然芳基吡咯類抗生素為先導(dǎo)化合物進(jìn)一步研發(fā)的低毒、殺蟲快速的仿生前體農(nóng)藥[7-9]，其作用機(jī)制獨(dú)特，對蔬菜已產(chǎn)生抗性的害蟲小菜蛾、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、薊馬等有特效，廣泛用于蔬菜、果樹及觀賞植物等[10-16]，可防治5個昆蟲目的害蟲害螨[17-18]。在辣椒上可用于害蟲害螨尤其是煙青蟲、茶黃螨等的防治[19-20]。我國尚未暫未制定溴蟲腈在辣椒上的最大殘留限量值。目前尚未有報道研究溴蟲腈在辣椒中消解動態(tài)及安全性評價。本試驗以云南丘北辣椒、小米辣2種特色辣椒品種為試材，研究溴蟲腈在辣椒及其土壤中的消解動態(tài)及最終殘留，對溴蟲腈在辣椒上的安全性作出評價，以期為我國制定溴蟲腈在辣椒上的最大殘留限量值提供參考，為云南省提供農(nóng)藥在辣椒上的科學(xué)合理使用方法及農(nóng)藥殘留問題的解決方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和儀器

1.1.1 供試材料 丘北辣椒(CapsicumannuumL.)、小米辣(CapsicumfrutescensL.)。

1.1.2 供試藥劑 10%溴蟲腈懸浮劑和溴蟲腈標(biāo)準(zhǔn)品(純度98.4%)，美國巴斯夫公司生產(chǎn)。

1.1.3 主要儀器 Agilent 6890 N氣相色譜儀、電子捕獲檢測器(ECD)、DB-1石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，美國Agilent公司；高速組織搗碎機(jī)，上海標(biāo)本模型廠；HY-5A振蕩器，金壇市科析儀器有限公司；IKA-T25 digital高速勻漿機(jī)，德國IKA工業(yè)設(shè)備公司；Advantage HL G6 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國Heidolph公司，N-EVAP-34氮吹儀，美國Organomation公司。其余為實驗室常規(guī)儀器設(shè)備。

1.2 檢測方法

1.2.1 樣品前處理 (1)提取。準(zhǔn)確稱取15.0 g辣椒樣品放入勻漿機(jī)中，加入30.0 mL乙腈，在勻漿器中高速勻漿 2 min 后用濾紙過濾，濾液收集到裝有7 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中，收集濾液40～50 mL，蓋上塞子，劇烈晃動 1 min，在室溫下靜置30 min，使乙腈相和水相分層。稱取 10.0 g 土壤樣品于100 mL的具塞錐形瓶中，加入乙腈 30 mL，振蕩30 min，靜置10 h，待用。從具塞量筒或具塞錐形瓶取10.0 mL乙腈溶液于150 mL燒杯中，將燒杯放在水浴80 ℃浴鍋上加熱，杯內(nèi)緩緩?fù)ㄈ肟諝饬?，蒸發(fā)至近干，加入2.0 mL正己烷，蓋上鋁箔，待凈化。(2)凈化。將弗羅里矽柱依次用5.0 mL丙酮+正己烷(體積比1 ∶9)、5.0 mL正己烷預(yù)淋條件化，當(dāng)溶劑液面到達(dá)柱吸附層表面時，立即倒入上述待凈化溶液，用15 mL刻度離心管接收洗脫液，用5.0 mL丙酮+正己烷(體積比1 ∶9)涮洗燒杯后淋洗弗羅里矽柱，并重復(fù)1次。將盛有淋洗液的離心管置于氮吹儀上，在水浴溫度50 ℃條件下，氮吹蒸發(fā)至小于2.0 mL，用正己烷準(zhǔn)確定容至2.0 mL，在旋渦混合器上混勻，移入2 mL自動進(jìn)樣器樣品瓶中待測。

1.2.2 氣相色譜檢測條件 毛細(xì)管柱：DB-1，30 m×0.25 mm×0.25 μm；汽化室溫度200 ℃；檢測器溫度：320 ℃；柱溫升溫程序：始溫150 ℃，保持2 min，以15 ℃/min程序升溫至270 ℃，保持25 min；載氣：高純氮?dú)?99.999%)，恒流1.0 mL/min；不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量1.0 μL，尾吹氣流量：60 mL/min。在此條件下溴蟲腈的保留時間為11.39 min。溴蟲腈在殘留分析中的色譜圖如圖1所示。

1.3 田間試驗設(shè)計

1.3.1 辣椒消解動態(tài)試驗 按照我國《農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則》(NY/T 788—2004)[21]，2016年7—9月在云南省玉溪市江川縣進(jìn)行試驗。設(shè)丘北辣椒、小米辣2個小區(qū)，每小區(qū)3個重復(fù)，共6個小區(qū)，每小區(qū)面積6 m2。辣椒果實長至一半成熟時開始噴藥，按推薦劑量750 mL/hm2配藥液，使用背負(fù)式噴霧器，對植株均勻噴霧。施藥后1 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d采集辣椒樣品。取樣方法：每小區(qū)多點取樣，不采集有病、未成熟的樣品，共取1.5 kg，將取好的樣品去除果柄切碎混勻，用四分法處理，最后取250 g，放于-20 ℃冰箱中保存待測。

1.3.2 土壤消解動態(tài)試驗 按照我國農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則，在田試驗中選擇污染不到的地方，設(shè)置試驗小區(qū)，3個重復(fù)，共3個小區(qū)，小區(qū)面積6 m2。按推薦劑量750 mL/hm2配藥液，使用背負(fù)式噴霧器對小區(qū)均勻噴霧。噴藥后1 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、42 d采集土壤樣品，以交叉法取樣，用土壤鉆取0～10 cm土壤1 kg，混合均勻除去石塊、雜草等雜質(zhì)后，用四分法處理樣品，最后取250 g，放于-20 ℃冰箱中保存待測。

1.3.3 最終殘留試驗 按照我國農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則，施藥劑量分別為推薦劑量750 mL/hm2和1.5倍推薦劑量 1 120 mL/hm2，每劑量分別施藥2次和3次，每隔7 d施藥1次，以清水對照，丘北辣椒和小米辣各設(shè)置5個處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積6 m2，每個小區(qū)間設(shè)置保護(hù)行。于辣椒初花期噴藥，共施藥2～3次。用背負(fù)式噴霧器，對植株均勻噴霧。距最后一次施藥3、5、7、14、21 d各取樣1次，辣椒取樣方法同辣椒消解動態(tài)試驗。采集辣椒樣品于-20 ℃冰箱中保存待測。

2 結(jié)果與分析

2.1 溴蟲腈檢測標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

稱取溴蟲腈標(biāo)準(zhǔn)品0.101 6 g置于100 mL容量瓶中，甲醇定容至100 mL，得到1 000 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。用系列稀釋法配制0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 mg/L的溴蟲腈溶液，在上述色譜條件下測定，以濃度(x)與峰面積(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖2)。

2.2 方法準(zhǔn)確度、精密度及靈敏度

在空白的丘北辣椒、小米辣以及土壤樣品中，添加0.05、0.10、0.50 mg/kg的溴蟲腈標(biāo)準(zhǔn)溶液，按“1.2.2”節(jié)所述色譜方法測定其含量，并計算回收率及變異系數(shù)，由表1可見，溴蟲腈在丘北辣椒中的平均回收率為90.6%～94.0%，變異系數(shù)為3.5%～6.8%；在小米辣中的平均回收率為89.2%～102.7%，變異系數(shù)為3.5%～6.5%；在土壤中的平均回收率為84.9%～98.4%，變異系數(shù)為3.6%～8.1%；均滿足農(nóng)藥殘留分析要求。在本試驗檢測方法下，溴蟲腈的最小檢出量為0.002 5 ng，最低檢出限為0.001 mg/kg。

表1 溴蟲腈添加回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.3 消解動態(tài)試驗

2.3.1 溴蟲腈在辣椒中的消解動態(tài) 溴蟲腈在丘北辣椒和小米辣中的消解曲線見圖3。在施藥1 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d后，丘北辣椒中溴蟲腈的殘留量為0.216、0.171、0.126、0.079 4、0.047 2、0.021 0、0.006 32 mg/kg，小米辣中溴蟲腈的殘留量為0.177、0.142、0.111、0.085 3、0.058 9、0.030 1、0.009 85 mg/kg。丘北辣椒在施藥14 d后，消解率達(dá)到90%以上，小米辣在施藥21 d后，消解率達(dá)到90%以上，均低于歐盟規(guī)定的溴蟲腈在果菜類蔬菜上的最大殘留限量(MRL值)[22]0.01 mg/kg，施藥28 d后，溴蟲腈在2種辣椒中的殘留量均小于最低檢出限，未檢出。由表2可知，溴蟲腈在丘北辣椒和小米辣中的初始?xì)埩袅亢妥罱K殘留量分別為0.216、0.177和0.006 32、0.009 85 mg/kg，丘北辣椒的初始?xì)埩袅扛哂谛∶桌?，最終殘留量低于小米辣。溴蟲腈在丘北辣椒和小米辣中的消解半衰期分別為4.2、5.3 d，即在丘北辣椒中的消解速率略快于小米辣，但總體來說，溴蟲腈的消解速度均較快，表明溴蟲腈在丘北辣椒和小米辣中均屬于易降解農(nóng)藥。

2.3.2 溴蟲腈在土壤中的消解動態(tài) 溴蟲腈在空白土壤中的消解曲線見圖3，在施藥2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d后，土壤中溴蟲腈的殘留量為0.158、0.124、0.909、0.067 4、0.051 9、0.035 6、0.016 8 mg/kg，施藥28 d后，溴蟲腈在土壤中的殘留量小于最低檢出限，未檢出。溴蟲腈在土壤中的消解半衰期為7.0 d。

表2 溴蟲腈在辣椒和土壤的消解動態(tài)動力學(xué)方程和半衰期

2.4 最終殘留試驗

按照“1.2”節(jié)所述方法提取、凈化、檢測溴蟲腈在丘北辣椒和小米辣中的最終殘留，結(jié)果見表3。10%溴蟲腈懸浮劑750 mL/hm2，丘北辣椒和小米辣施藥2次，3 d殘留量為0.193 0～0.138 0 mg/kg，最終殘留量為0.017 5～0.020 4 mg/kg；施藥3次，3 d殘 留量為0.284 0、0.155 0 mg/kg，最終殘留量為0.019 2、0.021 9 mg/kg。10%溴蟲腈懸浮劑 1 120 mL/hm2，丘北辣椒和小米辣施藥2次，3 d殘留量為0.302 0、0.197 0 mg/kg，最終殘留量為0.021 5～0.022 2 mg/kg；施藥3次，3 d殘留量為0.346 0、0.283 0 mg/kg，最終殘留量為0.035 7～0.043 0 mg/kg。10%溴蟲腈懸浮劑，丘北辣椒和小米辣施藥2次后21 d殘留量為0.021 5～0.022 2 mg/kg，施藥3次后21 d殘留量為0.035 7～0.043 0 mg/kg。丘北辣椒3 d殘留量均高于小米辣，最終殘留量均低于小米辣。對照區(qū)樣品均未檢出。

3 結(jié)論

10%溴蟲腈懸浮劑在丘北辣椒、小米辣和土壤中的最終殘留均符合美國環(huán)保署規(guī)定的在蔬菜上的MRL值[23]1.0 mg/kg。溴蟲腈消解動態(tài)試驗中在丘北辣椒和小米辣中的最終殘留量低于歐盟規(guī)定的溴蟲腈在果菜類中的MRL值0.01 mg/kg。溴蟲腈最終殘留試驗中的最終殘留量低于美國環(huán)保署規(guī)定的MRL值1.0 mg/kg，但高于歐盟規(guī)定的MRL值0.01 mg/kg。國際食品法典委員會(CAC)和我國均暫未制定溴蟲腈在辣椒上的最大殘留限量值[24-25]。對比歐盟和美國的MRL值，應(yīng)采用消解動態(tài)中的施藥濃度及施藥次數(shù)，才能滿足國際上最小MRL值的規(guī)定。建議10%溴蟲腈在丘北辣椒和小米辣椒上的安全使用量小于等于最大推薦劑量 750 mL/hm2，且施用1次，間隔期(以歐盟規(guī)定的MRL為標(biāo)準(zhǔn))為21 d。

表3 溴蟲腈在丘北辣椒和小米辣中的最終殘留量

注：表格中數(shù)據(jù)為3次平行樣品的平均值；ND表示未檢出。

溴蟲腈在丘北辣椒、小米辣土壤中的消解動態(tài)均符合一級動力學(xué)方程，溴蟲腈在丘北辣椒、小米辣和土壤中的消解半衰期分別為4.2、5.3、7.0 d，說明溴蟲腈在丘北辣椒、小米辣和土壤中消解速率較快，屬于易降解農(nóng)藥。丘北辣椒、小米辣和土壤中的農(nóng)藥殘留量隨施藥后時間的延長而逐漸降低，施藥后21 d，丘北辣椒和小米辣中的農(nóng)藥消解率達(dá)到90%以上，土壤中的消解率達(dá)到89%，與劉春梅研究的溴蟲腈在節(jié)瓜上的消解速率[26]基本一致。

10%溴蟲腈在丘北辣椒和小米辣上施藥后3 d殘留量和最終殘留量均與施藥次數(shù)、施藥濃度正相關(guān)，與劉春梅在節(jié)瓜上[26]和陳麗萍在菜用大豆上[27]的結(jié)論一致，因此控制溴蟲腈最終殘留量關(guān)鍵在于掌握合理的施藥劑量和施藥次數(shù)。

同等施藥情況下，丘北辣椒的初始沉積量均高于小米辣，最終殘留量均低于小米辣，可能是因為采收時處于雨季，雨水對丘北辣椒椒體的沖洗多于小米辣，這與丘北辣椒的表面積大于小米辣以及小米辣(小米辣葉片大于丘北辣椒)葉片對雨水的遮擋有關(guān)系，具體情況有待進(jìn)一步研究。也表明同等施藥情況下，同一農(nóng)藥在同種蔬菜不同品種中的初始沉積量、消解速率以及最低殘留量不同。