阿維菌素和噻蟲嗪在豇豆不同生長時期施用后的降解代謝

廖琳慧，王娣，張昌朋，許佳彬，狄珊珊，王新全，王祥云*

(1.麗水市蓮都區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 麗水 323000； 2.省部共建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(籌)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥殘留檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所，浙江 杭州 310021)

豇豆是重要的豆類蔬菜，其肉莢肥厚，味道鮮美，富含多種維生素和蛋白質(zhì)[1-2]。由于在生產(chǎn)中病蟲害發(fā)生較多，而豇豆屬于花果同期作物，施藥后采收間隔期較短，導(dǎo)致豇豆中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)較高[3-5]。阿維菌素(Avermectin，CAS號71751-41-2)是一種對昆蟲和螨類有觸殺、胃毒作用的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素[6-7]。近年來，隨著甲胺磷等高毒農(nóng)藥被禁用，阿維菌素作為替代品種被廣泛應(yīng)用在谷物、油料作物、蔬菜及水果中[8-10]。噻蟲嗪(Thiamethoxam，CAS號153719-23-4)是新煙堿類殺蟲劑，其高效、廣譜、作用速度快、持效期長[11-12]，具有觸殺、胃毒和內(nèi)吸作用，防治蚜蟲、薊馬、跳甲等害蟲效果良好，是有機(jī)磷、氨基甲酸酯類農(nóng)藥較好的替代品[13-14]。噻蟲嗪在植物體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為噻蟲胺，是具有觸殺、胃毒和內(nèi)吸活性的新煙堿類殺蟲劑。為明確阿維菌素和噻蟲嗪在豇豆不同生長時期的使用風(fēng)險(xiǎn)，針對豇豆的生長特點(diǎn)，開展了播種期、苗期、結(jié)莢期2次施藥和結(jié)莢期3次施藥等4種場景以及不同施藥劑量的田間試驗(yàn)，按照一定的時間間隔采集成熟豇豆樣品，以液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀測定其中阿維菌素、噻蟲嗪和噻蟲胺的殘留量。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(Triple Quad 4500/LC-30AD，美國AB SCIEX公司/日本島津公司)；離心機(jī)(Heraeus biofuge primo R，美國Thermo scientific公司)；電子天平(BSA2202S，北京塞多利斯科學(xué)儀器有限公司)；旋渦混合器(QT-2，上海琪特分析儀器有限公司)；有機(jī)相濾膜(0.22 μm，天津博納艾杰爾公司)。

阿維菌素、噻蟲嗪和噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)溶液[1 000 mg·L-1，農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(天津)]；25%噻蟲嗪水分散粒劑(浙江錢江生物化學(xué)股份有限公司)；1.8%阿維菌素乳油(上海悅聯(lián)化工有限公司)；乙腈(色譜純，德國Merck公司)；Mili-Q超純水(美國Milipore公司)；無水硫酸鎂(分析純，永華化學(xué)科技江蘇有限公司)；氯化鈉(分析純，廣東光華科技股份有限公司)；C18凈化材料(天津博納艾杰爾公司)。

1.2 分析方法

1.2.1 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取10 g豇豆樣品(精確至0.01 g)于50 mL離心管中，加入10 mL乙腈，渦旋提取3 min后，加入6 g無水硫酸鎂和1.5 g氯化鈉，立即手動劇烈振搖1 min，隨后以5 000 r·min-1離心5 min；在裝有50 mg C18和200 mg無水硫酸鎂的2 mL離心管中加入上述離心后的上清液1.5 mL，渦旋混勻30 s，以5 000 r·min-1離心5 min，取上清液0.5 mL，與0.5 mL水混勻，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾至進(jìn)樣小瓶，待LC-MS/MS測定。

1.2.2 儀器條件

液相色譜條件：Inertsil ODS-3色譜柱(75 mm×2.10 mm，2 μm，日本島津公司)；流動相為90%甲醇和10%水；流速0.25 mL·min-1；柱溫35 ℃；進(jìn)樣時間8 min；進(jìn)樣體積5 μL。

質(zhì)譜條件：采用多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM)，離子源為ESI(+)，氣簾氣40 psi，離子化電壓為+5 500 V，溫度450 ℃，噴霧氣30 psi，輔助加熱氣30 psi。

阿維菌素特征離子對(去簇電壓、碰撞能量)：m/z890.6>305.1 (100 V、33 eV)、m/z890.6>567.3 (100 V、20 eV),其中m/z890.6>305.1為定量離子對；噻蟲嗪特征離子對(去簇電壓、碰撞能量)：m/z292>211(71 V、17 eV)、m/z292>181(71 V、31 eV),其中m/z292>211為定量離子對；噻蟲胺特征離子對(去簇電壓、碰撞能量)：m/z250.2>132(55 V、26 eV)、m/z250.2>169.1(55 V、19 eV),其中m/z250.2>132為定量離子對。

1.2.3 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制和基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確吸取1.00 mL的1 000 mg·L-1阿維菌素、噻蟲嗪和噻蟲胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，以乙腈定容，配制為100 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。以1.2.1獲得的空白豇豆提取液，分別配制0.005、0.010、0.020、0.100、0.200和0.500 mg·L-1的阿維菌素、噻蟲嗪和噻蟲胺基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2.2節(jié)的儀器條件進(jìn)行測定，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、相應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用外標(biāo)法定量。

1.2.4 添加回收試驗(yàn)

在空白豇豆樣品中添加0.010、0.050、0.200和1.000 mg·kg-1的阿維菌素、噻蟲嗪和噻蟲胺，每處理重復(fù)5次，渦旋混勻后靜置30 min，使化合物被豇豆樣品充分吸收。按1.2.1和1.2.2節(jié)進(jìn)行樣品前處理和儀器測定，計(jì)算方法的平均回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。

1.3 田間試驗(yàn)

試驗(yàn)在浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院基地進(jìn)行。根據(jù)豇豆的生長特點(diǎn)，分為播種期、苗期、結(jié)莢期2次施藥和結(jié)莢期3次施藥等4種施藥場景。參照阿維菌素和噻蟲嗪相關(guān)農(nóng)藥產(chǎn)品的登記信息，播種期阿維菌素設(shè)低濃度(225 g·hm-2)、高濃度(262.5 g·hm-2)和1.5倍高濃度(393.75 g·hm-2)3個施藥劑量，噻蟲嗪設(shè)低濃度(30 g·穴-1)、高濃度(50 g·穴-1)和1.5倍高濃度(70 g·穴-1)3個施藥劑量；苗期、結(jié)莢期2次和結(jié)莢期3次施藥阿維菌素分別設(shè)低濃度(14.4 g·hm-2)、高濃度(21.6 g·hm-2)和1.5倍高濃度(32.4 g·hm-2)3個施藥劑量，噻蟲嗪分別設(shè)低濃度(45 g·hm-2)、高濃度(75 g·hm-2)和1.5倍高濃度(112.5 g·hm-2)3個施藥劑量。每處理重復(fù)3次。

播種期處理采用土施的施藥方式，于播后43、47、51 d采集豇豆；苗期處理為豇豆出苗10 d后，每隔7 d噴霧施藥1次，在豇豆始花期進(jìn)行最后1次施藥，最后1次施藥后10(豇豆成熟)、14和18 d采集豇豆樣品；結(jié)莢期處理為豇豆始花期開始第1次施藥，分別間隔5和10 d后進(jìn)行第2、3次施藥，施藥后1、3、5、7和10 d采集豇豆樣品。

每個小區(qū)的邊行和每行兩邊0.5 m不進(jìn)行采樣，在小區(qū)內(nèi)10個以上的采樣點(diǎn)，隨機(jī)采集豇豆樣品，每小區(qū)采集1 kg裝入樣本容器中包扎妥當(dāng)，帶回實(shí)驗(yàn)室處理。樣品經(jīng)不銹鋼刀具切成2～4 cm的小段，用四分法縮分樣本，分取500 g樣品，經(jīng)勻漿后裝入封口樣品容器中，貼好標(biāo)簽，放入-20 ℃低溫冰箱中待測。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的線性范圍、準(zhǔn)確度和精密度

在0.005～0.500 mg·L-1，阿維菌素、噻蟲嗪和噻蟲胺的峰面積(y)與質(zhì)量濃度(x)間具有良好的線性相關(guān)性，線性回歸方程分別為y=2 546.5x-16 874，y=1 337.7x-11 533和y=4 587.3x-37 443，相關(guān)系數(shù)r均>0.99，方法定量限均為0.01 mg·kg-1。

由表1可知，0.01～1.00 mg·kg-1添加水平下，阿維菌素的平均回收率為83%～107%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差低于13.9%；噻蟲嗪的平均回收率為79%～96%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差低于16.3%；噻蟲胺的平均回收率為79%～104%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差低于20.1%。結(jié)果均符合《農(nóng)業(yè)部公告2 386號 農(nóng)藥殘留檢測方法國家標(biāo)準(zhǔn)編制指南》[15]中關(guān)于添加回收試驗(yàn)的要求。

表1 不同藥劑在豇豆中的平均添加回收情況

2.2 阿維菌素和噻蟲嗪在豇豆播種期施用后的殘留

播種期施用阿維菌素后，分別于藥后43、47 d和51 d采集成熟豇豆。測定結(jié)果顯示，藥后43 d的豇豆中均無阿維菌素檢出。因此，播種期施用阿維菌素(藥后43 d及以后)，成熟期的豇豆中阿維菌素殘留不會超過國家限量標(biāo)準(zhǔn)。

播種期施用噻蟲嗪后，分別于藥后43、47和51 d采集成熟豇豆。測定結(jié)果顯示，藥后43 d的豇豆中噻蟲嗪濃度較低，最高檢出濃度為0.033 mg·kg-1，其代謝物噻蟲胺則均無檢出。我國GB 2763—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[16]中規(guī)定：莢可食類豆類蔬菜中噻蟲嗪最大殘留限量為0.3 mg·kg-1，噻蟲胺為0.01 mg·kg-1。因此，播種期施用噻蟲嗪(藥后43 d及以后)，成熟期的豇豆中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺殘留不會超過國家限量標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 阿維菌素和噻蟲嗪在豇豆苗期施用后的殘留

豇豆始花期最后1次施用阿維菌素和噻蟲嗪后，分別于藥后10、14和18 d采集成熟豇豆。測定結(jié)果顯示，藥后10、14和18 d的豇豆中阿維菌素、噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺在3種處理濃度下均無殘留檢出。因此，始花期最后1次施用阿維菌素和噻蟲嗪后(藥后10 d及以后)，成熟期豇豆中阿維菌素、噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺殘留均不會超過國家限量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 阿維菌素和噻蟲嗪在豇豆結(jié)莢期施用后的殘留

2.4.1 阿維菌素和噻蟲嗪在豇豆結(jié)莢期2次施用后的殘留

豇豆結(jié)莢期2次施用阿維菌素后，分別于藥后1、3、5、7和10 d采集成熟豇豆。測定結(jié)果(表2)顯示，豇豆中阿維菌素濃度均較低。其中，藥后1 d濃度最高，為0.038 mg·kg-1；藥后3 d濃度低于定量限。我國GB 2763—2019中規(guī)定：豇豆中阿維菌素的最大殘留限量值為0.05 mg·kg-1。因此，在結(jié)莢期2次施用阿維菌素后，成熟期豇豆(藥后3 d及以后)中阿維菌素殘留不會超過國家限量標(biāo)準(zhǔn)。

表2 阿維菌素和噻蟲嗪結(jié)莢期2次施用后在豇豆中的殘留濃度

注：ND為未檢出。表3同。

豇豆結(jié)莢期2次施用噻蟲嗪后，分別于藥后1、3、5、7和10 d采集成熟的豇豆。測定結(jié)果(表2)顯示，噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺的濃度均較低。噻蟲嗪的殘留量在藥后1 d最高，為0.339 mg·kg-1；噻蟲胺濃度均低于定量限。因此，在結(jié)莢期2次施用噻蟲嗪后，藥后3 d及以后的成熟豇豆中噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺殘留不會超過國家限量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.2 阿維菌素和噻蟲嗪在豇豆結(jié)莢期3次施用后的殘留

豇豆結(jié)莢期3次施用阿維菌素后，分別于藥后1、3、5、7 d和10 d采集成熟的豇豆。測定結(jié)果(表3)顯示，藥后1 d，阿維菌素殘留濃度為0.047～0.087 mg·kg-1，高濃度和1.5倍高濃度處理下其殘留值均高于最大殘留限量值；藥后3 d其濃度即降至0.011～0.030 mg·kg-1，符合國家標(biāo)準(zhǔn)；藥后5 d，其殘留量即低于定量限。因此，在結(jié)莢期3次施用阿維菌素的情況下，藥后1 d的豇豆中阿維菌素仍存在較高的超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，但藥后3 d其風(fēng)險(xiǎn)已相對較低，藥后5 d已基本無殘留檢出。

表3 阿維菌素和噻蟲嗪結(jié)莢期3次施用后在豇豆中的殘留濃度

豇豆結(jié)莢期3次施用噻蟲嗪后，分別于藥后1、3、5、7和10 d采集成熟豇豆。測定結(jié)果(表3)顯示，藥后1、3、5 d各處理樣品中均有噻蟲嗪檢出，藥后7 d低濃度處理中噻蟲嗪殘留值低于定量限，10 d后僅有1.5倍高濃度處理中噻蟲嗪仍高于定量限，噻蟲胺則僅在1 d后的3個處理和3 d后的1.5倍高濃度處理樣品中有檢出。結(jié)莢期3次用藥的1和3 d后，1.5倍高濃度處理的豇豆樣品中，噻蟲嗪濃度分別為0.818和0.522 mg·kg-1，已超過最高限量值，應(yīng)注意其使用風(fēng)險(xiǎn)。因此，在結(jié)莢期3次施用噻蟲嗪后，成熟期的豇豆中噻蟲嗪殘留較高，其代謝物噻蟲胺殘留值在3 d后低于定量限。

3 小結(jié)與討論

豇豆中阿維菌素和噻蟲嗪及其代謝物噻蟲胺殘留數(shù)據(jù)與我國GB 2763—2016的比較結(jié)果顯示，阿維菌素和噻蟲嗪在播種期和苗期的使用不會導(dǎo)致豇豆中殘留，可以安全使用；阿維菌素在結(jié)莢初期，間隔5 d，可連續(xù)使用2次，安全間隔期為1 d；盛產(chǎn)期的使用存在一定的安全隱患，需保障3 d的安全間隔期。噻蟲嗪在結(jié)莢初期，間隔5 d，可連續(xù)使用2次，安全間隔期為3 d；盛產(chǎn)期的使用存在明顯的安全隱患，需要5 d左右的安全間隔期。由于盛產(chǎn)期豇豆的采收間隔為1～2 d[17]，為確保豇豆質(zhì)量安全，阿維菌素在豇豆盛產(chǎn)期應(yīng)慎用，噻蟲嗪則不應(yīng)在盛產(chǎn)期使用。