甲基硫菌靈在果桑園環(huán)境中的殘留行為研究

湯逸飛，孫海燕，黃 芳，林蔚紅，戴建忠，陳欣慰，錢秋杰，楊一平，張國平＊，陳偉國＊

（1.嘉興市農(nóng)業(yè)綜合檢驗檢測中心，浙江 嘉興 314050； 2.海寧市蠶桑技術(shù)服務(wù)站，浙江 海寧 314400）

甲基硫菌靈是唯一登記用于防治桑樹病害的殺菌劑，對桑椹菌核病具有防治效果。目前陳小青［1］、吳國富［2］、呂蕊花［3］等對桑椹中甲基硫菌靈殺菌劑殘留量的檢測分析已有研究報道，但其降解規(guī)律在國內(nèi)僅有危玲等［4］人的少量研究報道。70%甲基硫菌靈可濕性粉劑推薦用于防治桑椹菌核病的使用濃度一般為稀釋1000倍左右，但是因桑椹和桑葉目前暫時沒有相關(guān)的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)且較少列入農(nóng)業(yè)監(jiān)管檢測對象，有些種植戶往往為了保證防治效果而盲目提高濃度使得稀釋農(nóng)藥倍數(shù)約在300～450倍。為了明確甲基硫菌靈可濕性粉劑在果桑園中的殘留行為，本研究通過甲基硫菌靈用藥的田間農(nóng)藥殘留試驗，預(yù)測甲基硫菌靈和其降解產(chǎn)物多菌靈的殘留行為。

1 材料與方法

1.1 供試材料及農(nóng)藥來源

供試桑椹的品種無籽“粵椹大10”（海寧市星富桑苗專業(yè)合作社），噴灑農(nóng)藥來源為70%甲基硫菌靈可濕性粉劑（江蘇龍燈化學(xué)有限公司）。

1.2 殘留動態(tài)試驗設(shè)計

試驗時間2019年4～5月，果桑園面積1.15 hm2，試驗地每區(qū)塊面積30 m2，施藥次數(shù)1次，各區(qū)塊之間設(shè)保護(hù)行，重復(fù)3次，另設(shè)不施藥區(qū)空白對照。設(shè)70%甲基硫菌靈可濕性粉劑400和800倍稀釋液，施藥于果?；ü冢闯Ｒ?guī)方法兌水噴霧，施用藥液量750 kg/hm2；施藥后1 h（0 d）、1 d 、3 d 、7 d、14 d、21 d、27 d、34 d和42 d進(jìn)行樣品采集；取樣方式采用多點(diǎn)隨機(jī)取樣。每次每區(qū)塊采集的桑椹、桑葉和土壤樣品密封于塑料袋中，帶回實(shí)驗室于-20℃冰箱中保存，供定量檢測甲基硫菌靈和其代謝產(chǎn)物多菌靈的殘留量。

1.3 殘留量測定

色譜分析儀器采用液相串聯(lián)質(zhì)譜儀（LC-20AD/QTRAP4500，日本島津公司/美國AB Sciex公司）。供檢測的甲基硫菌靈和多菌靈標(biāo)準(zhǔn)品均溯源于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所。桑椹中甲基硫菌靈和多菌靈殘留的方法［5，6］回收率為70%～130%，定量限為0.01 mg/kg；桑葉和土壤的殘留檢測參照上述方法進(jìn)行，回收率和檢測限均符合上述要求。獲得的數(shù)據(jù)使用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖像處理。

1.4 最高殘留限量的設(shè)定

我國尚未對桑椹中的甲基硫菌靈最高殘留限量（MRL）進(jìn)行規(guī)范。因此，本研究結(jié)合聶繼云等［7］人采用關(guān)于桑椹的急性膳食攝入風(fēng)險中的安全界限和慢性膳食攝入風(fēng)險中的最大殘留限量估計值相結(jié)合的評估方式進(jìn)行設(shè)定。

急性膳食攝入風(fēng)險中的安全界限可用SM表示，其計算公式為：

式（1）中：ARfD—引用世界衛(wèi)生組織（WHO）數(shù)據(jù)的急性參考劑量［8］，以mg/kg為單位；HR—檢出的桑椹果實(shí)中最高農(nóng)藥殘留量，以mg/kg為單位；ESTI—每日急性膳食攝入量，以mg/（kg·d）為單位。世界衛(wèi)生組織（WHO）認(rèn)為沒有必要設(shè)定甲基硫菌靈農(nóng)藥殘留的急性參考劑量，因此甲基硫菌靈無SM值。其降解產(chǎn)物多菌靈引用數(shù)據(jù)［6］由式（1）計算可得表1結(jié)果。

表1 6個組別急性膳食攝入多菌靈殘留風(fēng)險的安全界限Table 1 SM of Six Groups of Carbendazim Residues

由表1可得，多菌靈在2～4歲幼兒、18～30歲青年、60～70歲老年人群中安全界限值SM在3.95～12.01 mg/kg，以2～4歲女孩為SM最低值（3.95 mg/kg）。

慢性膳食攝入風(fēng)險中的最大殘留限量估計值可用eMRL表示，其計算公式為：

式（2）中：ADI—每日允許攝入量，以mg/（kg·d）為單位；bw—不同人群平均質(zhì)量，以kg為單位；p—平均水果消費(fèi)量，以kg為單位。甲基硫菌靈和其降解產(chǎn)物多菌靈引用數(shù)據(jù)［6］由式（2）計算可得表2結(jié)果。

為保護(hù)絕大多數(shù)人攝入安全的需要，此處的桑椹攝入量采用水果一天總攝入量計算［9］。由表2可得，甲基硫菌靈和多菌靈在2～4歲幼兒、18～30歲青年、60～70歲老年人群中最大殘留限量估計值eMRL分別在27.16～163.22 mg/kg和9.05～54.41 mg/kg，均以2～4歲女孩eMRL最低（27.16 mg/kg和9.05 mg/kg）。因此，桑椹中甲基硫菌靈和多菌靈最高殘留限量分別取SM或eMRL的最小值（27.16 mg/kg和3.95 mg/kg）為設(shè)定的最高殘留限量，而桑葉設(shè)定值的最高殘留限量參考上述桑椹的設(shè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 甲基硫菌靈在桑椹和桑葉中的降解趨勢

70%甲基硫菌靈可濕性粉劑的400倍和800倍稀釋液在桑椹和桑葉中的降解規(guī)律均符合一級動力學(xué)方程，甲基硫菌靈在桑椹和桑葉中的降解曲線見圖1。

其中，施用400倍和800倍稀釋液后甲基硫菌靈在桑椹中的降解方程分別為C=12.836e-0.1916t（R2=0.969）和C=9.654e-0.2209t（R2=0.8997），在桑葉中的降解 方 程 分 別 為 C=10.697e-0.215t（R2=0.8957）和 C=10.483e-0.2613t（R2=0.9641）。通過模型擬合計算所得的甲基硫菌靈的殘留原始沉積量是實(shí)際測得的原始沉積量的1.09～1.51倍，說明天氣因素對甲基硫菌靈在桑椹上的殘留降解影響較小。其半衰期DT50值分別為3.62 d、3.14 d、3.22 d和2.65 d，桑椹DT50值（3.62 d、3.14 d）與危玲等［4］人（3.194 d）研究結(jié)果相近，降解90%所需的時間DT90值為12.02 d、10.42 d、10.71 d和8.81 d，而降解99%所需的時間DT99值為24.04 d、20.85 d、21.42 d和17.62 d。參照本文最高殘留限量的設(shè)定，桑椹和桑葉中甲基硫菌靈殘留原始沉積量均小于eMRL值的27.16 mg/kg。因此，甲基硫菌靈本體對人的攝入風(fēng)險影響較小。

2.2 多菌靈在桑椹和桑葉中的降解趨勢

稀釋400倍和800倍的70%甲基硫菌靈可濕性粉劑用藥后其降解產(chǎn)物多菌靈在桑椹、桑葉中的消解規(guī)律同樣均符合一級動力學(xué)方程，多菌靈在桑椹和桑葉中的降解曲線見圖2。

其中，400倍和800倍的稀釋用藥后多菌靈在桑椹中的降解方程分別為C=7.0446e-0.1556t（R2=0.9131）和C=6.235e-0.1826t（R2=0.8952），在桑葉中的降解方程分別為C=9.8304e-0.1649t（R2=0.9686）和C=5.5258e-0.1923t（R2=0.9322）。經(jīng)過模型擬合計算所得多菌靈的殘留原始沉積量是實(shí)際測得的原始沉積量的0.97～2.69倍，相比于甲基硫菌靈的比例波動稍大，主要原因在于甲基硫菌靈可濕性粉劑用藥后，多菌靈需要更多降解轉(zhuǎn)化的時間，但同樣可以說明天氣因素對多菌靈在桑椹上的殘留消解影響較小，其半衰期DT50值分別為4.45 d、3.80 d、4.20 d和3.60 d，降解90%所需的時間DT90值為14.80 d、12.61 d、13.96 d和11.97 d，而降解99%所需的時間DT99值為29.60 d、25.22 d、27.93 d和23.95 d。根據(jù)“1.4最高殘留限量的設(shè)定”，代入方程計算可得，400倍稀釋用藥后桑椹達(dá)到多菌靈的最高殘留限量需要3.71 d，800倍稀釋用藥后需要2.50 d；而稀釋400倍用藥的桑葉達(dá)到多菌靈的最高殘留限量需5.53 d，稀釋800倍用藥的需要1.75 d。相對DT90值和DT99值，達(dá)到最高殘留限量所需的降解最少天數(shù)與其相對應(yīng)的DT50值更加相近。

2.3 果桑園土壤中農(nóng)藥殘留對桑椹和桑葉的降解影響

稀釋400倍和800倍甲基硫菌靈用藥后，甲基硫菌靈及其代謝產(chǎn)物多菌靈在果桑園土壤中受當(dāng)?shù)靥鞖庥绊戄^大，第7 d的當(dāng)?shù)赜晁?，果桑園土壤均有明顯的農(nóng)藥殘留大幅度增加。因此，參照一級動力學(xué)方程，甲基硫菌靈和多菌靈在果桑園土壤中的降解曲線見圖3，其R2值在0.0857～0.785之間，消解規(guī)律均不符合一級動力學(xué)方程，但對比圖1～圖3殘留量，果桑園土壤中甲基硫菌靈及其代謝產(chǎn)物多菌靈殘留對桑椹、桑葉的消解影響不大。

3 小結(jié)與討論

首先，甲基硫菌靈及其降解產(chǎn)物多菌靈在桑椹和桑葉上的殘留消解動態(tài)相似，天氣狀況對甲基硫菌靈及其降解產(chǎn)物的環(huán)境殘留行為影響較小，但在其土壤中不完全符合一級動力學(xué)方程，殘留行為主要受當(dāng)?shù)赜晁畾夂驐l件影響。由于桑椹菌核病的防治需要連續(xù)噴藥3次，多次用藥可能存在農(nóng)藥殘留的累積是本文未涉及到的因素，但對于像甲基硫菌靈和多菌靈這樣DT50值較小的農(nóng)藥，桑椹中的農(nóng)藥起始?xì)埩袅恐饕獩Q定于最后一次施藥時的農(nóng)藥、環(huán)境和生物等因素［10］，因此，桑椹和桑葉中甲基硫菌靈殘留應(yīng)綜合考慮其降解產(chǎn)物多菌靈殘留，種植生產(chǎn)中可將安全間隔期設(shè)置在DT50值，按目前本地農(nóng)民在果桑園用藥習(xí)慣，安全間隔期在5～6 d即可。

其次，我國與美國、日本等多數(shù)發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)中均同樣未制定甲基硫菌靈及其降解產(chǎn)物多菌靈在桑椹和桑葉中的MRL值，而歐盟對進(jìn)口桑椹中甲基硫菌靈和多菌靈殘留均限制為0.1 mg/kg［11］，對比本文的MRL設(shè)定值（27.16 mg/kg和3.95 mg/kg）其限制過于嚴(yán)苛，存在設(shè)置技術(shù)性貿(mào)易壁壘的嫌疑。如果參照出口歐盟標(biāo)準(zhǔn)，種植生產(chǎn)中應(yīng)將安全間隔期設(shè)置在DT99值，按目前本地農(nóng)民用藥習(xí)慣，安全間隔期應(yīng)設(shè)置在25～27 d。

最后，建議國家從種植生產(chǎn)需要與人攝入安全兩方面綜合考慮，明確在桑椹和桑葉中不設(shè)定甲基硫菌靈殘留的MRL值，但應(yīng)制定在桑椹和桑葉中多菌靈殘留的MRL值控制在3～4 mg/kg。