王秋霞 郭美霞 李 園 曹坳程
(中國農業科學院植物保護研究所,北京 100193)
近年來,隨著農業結構調整和農村經濟的發展,高附加值作物包括保護地蔬菜在北京地區發展迅速。2010年北京市農業技術推廣站調研數據表明,僅北京地區保護地蔬菜種植面積就達2.2萬hm2,占總種植面積的40%。在高附加值作物生產中,特別是一些專業化生產基地,多年連茬種植,造成土壤中病原菌、蟲卵積累,一些土傳病蟲、根結線蟲連年發生,作物產量和品質受到嚴重影響,一般減產 20%~40%,嚴重的減產 60%以上,甚至絕收(曹坳程,2003;曹坳程 等,2010)。傳統防治方法有抗病育種、嫁接、輪作、深翻、換土、化學農藥灌根等。但由于土地有限和實行集約化種植,輪作很難實施;抗多種土傳病害的品種和砧木很難培育;深翻和換土在經濟上不可行;化學農藥灌根效果有限,且易造成農藥殘留超標和地下水污染。由于缺乏有效的技術,農民大量使用禁用農藥涕滅威、克百威、甲拌磷等防治根結線蟲和地下害蟲,這些農藥毒性極高,殘留期長,且對地下水污染嚴重,影響人們的生命健康(曹坳程,2006)。
當前控制土傳病蟲與根結線蟲最有效的方法是采用熏蒸劑進行土壤熏蒸消毒,一次施用可有效殺滅土壤中的真菌、細菌、線蟲等有害生物,且無農藥殘留問題,可大幅度提高作物的產量和品質(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、高揮發性,使用不方便且易污染環境、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)。中國農業科學院植物保護研究所研制了CP/1,3-D的新劑型——膠囊制劑,使用時無需特殊的工具及防護設備,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,本試驗采用配有頂空進樣器的高效氣相色譜儀測定CP/1,3-D膠囊施用后CP與1,3-D在黃瓜及番茄果實中的殘留量,為其科學應用提供理論依據。
試驗在北京市通州區潞城鎮小營村進行。供試藥劑為 1,3-D/CP膠囊(含 62%1,3-D);93%1,3-D乳油(山東省魯達化工廠);1,3-D/CP混劑(2m∶1m)(氯化苦由大連綠峰化學股份有限公司提供,1,3-D由山東省魯達化工廠提供)。供試黃瓜品種為中農16號。
選擇根結線蟲及土傳病害嚴重的溫室,每棟面積約667 m2,具有滴灌設備。設6個處理: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,隨機區組排列。均于2009年7月28日施藥,8月21日揭膜,8月29日定植。
試驗地點及藥品同1.1黃瓜溫室試驗。供試番茄品種為東圣1號。
選擇根結線蟲及土傳病害嚴重的溫室,每棟面積約667 m2,具有滴灌設備。設3個處理: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,隨機區組排列。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(2009年10月18日)取樣,采用5點取樣法,在每個小區采取樣品2 kg,放入-70 ℃冰箱保存待測。
采用氣相色譜—頂空進樣法建立黃瓜、番茄果實中CP、1,3-D殘留量的快速測定方法。
Agilent 7890A 氣相色譜儀(配備Agilent 7694E頂空自動進樣器和電子捕獲檢測器),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(哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司)。CP標準品(純度99.5%)和1,3-D標準品(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,用攪拌機打碎,準確稱取8 g黃瓜或番茄樣本(精確至0.01 g)于20 mL頂空進樣瓶中,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頂空進樣瓶中密封,-20 ℃保存待測。
進樣口溫度150 ℃;柱溫120 ℃,保持8 min;檢測器溫度250 ℃;柱前壓45.52 kPa;不分流進樣,1 min后開閥;進樣量1 mL;載氣為高純氮氣。頂空進樣器條件:爐箱溫度70 ℃,樣品環溫度72 ℃,傳輸線溫度72 ℃;瓶加熱時間5.0 min,加壓時間0.1 min;樣品環填充時間0.5 min,壓力穩定時間0.05 min,進樣時間0.5 min。循環時間8.0 min。
在此條件下可同時檢測CP和1,3-D。
分別準確稱取CP、1,3-D標準品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,以樣品峰面積為縱坐標制作標準工作曲線。氯化苦標準品色譜圖見圖1,目標化合物出峰時間在4.6 min;1,3-D標準品色譜圖見圖2,1,3-D順反異構體的出峰時間分別為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標準樣品色譜圖

圖2 1,3-D標準樣品色譜圖
用未經CP與1,3-D處理的黃瓜和番茄空白樣品,加入標樣進行方法的添加回收率測定。
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2.17%~4.62%;1,3-D的平均添加回收率為80.44%~89.14%,變異系數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3.16%~4.54%;1,3-D的平均添加回收率為78.15%~89.25%,變異系數 2.41%~5.56%(表1)。

表1 CP、1,3-D在黃瓜和番茄果實中的添加回收率及變異系數
以色譜峰信噪比為 3時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化合物。

表2 1,3-D/CP膠囊、液劑在黃瓜中殘留量
本試驗結果表明,采用 CP/1,3-D膠囊進行土壤熏蒸后對食品安全,可大面積推廣應用。膠囊施藥技術簡單、方便、無需特殊施藥工具,且對環境、食品安全。如能大面積推廣應用,對保護地的可持續發展具有重要的意義。
另外,蔬菜田應用膠囊施藥技術成本約1 000元·(667 m2)-1,但可增產40%~60%,經濟效益顯著。

表3 1,3-D/CP膠囊、液劑在番茄中殘留量
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