阿維菌素和高效氯氰菊酯在火龍果中的殘留及消解動態(tài)

盧琪琪，湯銘欣，劉禹杉，瞿利文，蘇江麗，鐘國華*，劉 婕*

（華南農業(yè)大學農學院，農業(yè)部華南作物有害生物綜合治理重點實驗室，廣東 廣州 510642）

隨著有機氯、有機磷等高毒農藥的禁用，高效低毒廣譜的擬除蟲菊酯類農藥及生物農藥在農業(yè)生產中得以廣泛使用[1]，但其仍對非靶標生物及哺乳動物的生長和繁殖有一定影響，對人類健康及生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)全存在潛在威脅[1-7]。因此，了解這些農藥的消解動態(tài)規(guī)律及發(fā)全間隔期（pre-harvest interval，PHI）對保障農產品質量發(fā)全和保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義[8]。

阿維菌素是一種高效、廣譜的殺蟲殺螨劑[9-11]，對昆蟲（如雙翅目、鱗翅目和鞘翅目等）和螨類具有觸殺、胃毒和微弱的熏蒸作用[12-15]，但它屬高毒農藥，且由于是生物農藥，發(fā)酵提取工藝復雜，生產成本居高不下[16]。高效氯氰菊酯（β-cypermethrin，β-CP）是一種廣譜、活性高、中等毒性的擬除蟲菊酯類殺蟲劑，具有突出的觸殺和胃毒作用[16-17]。阿維菌素/β-CP乳油（emulsifiable concentrate，EC）是將兩者通過復配而成的一種殺蟲劑，該藥劑復配后毒性降低且保留了原藥的優(yōu)點，在市場競爭中處于有利位置，具有極高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，在我國普及率較高、使用量較大[16]。近年來隨著火龍果（Hylocereus undatus）在我國種植面積的擴大，病蟲害逐漸加重，雙翅目害蟲橘小實蠅（Bactrocera dorsalis Hendel）對果實危害尤其嚴重，在華南、莫南地區(qū)均有分布，其造成的機械損傷為其他病菌的入侵提供條件，屬危險性果蔬害蟲。因此，亟需尋求合適的藥劑防治在火龍果上雙翅目蟲害蟲（特別是橘小實蠅）的危害。

農藥的消解過程取決于當?shù)氐臍夂颦h(huán)境、土壤類型、作物種類等多種因素[18]。目前，關于阿維菌素和β-CP單劑在其他作物的殘留研究已有報道[19-29]，其復配藥劑在熱帶水果火龍果中的殘留和消解動態(tài)還不明確。而目前建立的對阿維菌素和β-CP的檢測方法中，用紫外檢測器對阿維菌素建立方法靈敏度較低；對樣品衍生化的用熒光檢測器的方法，雖然靈敏度較高，但提取方法復雜[30-31]；對β-CP的建立的檢測方法并未將4 種同分異構體分離開[16,28]。因此，建立簡單且靈敏度高的阿維菌素和β-CP的檢測方法及在火龍果中的殘留消解實驗是非常必要的。本實驗采用簡單快速的樣品前處理方法，結合高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）和氣相色譜（gas chromatography，GC）檢測技術，根據(jù)火龍果在我國的種植分布和橘小食蠅的發(fā)生情況，研究阿維菌素和β-CP在云南、廣東、海南三地火龍果中的殘留降解動態(tài)和最終殘留量，以期明確該藥劑在火龍果上的施用劑量和PHI，為發(fā)全使用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

火龍果采自廣東省廣州市從化區(qū)鰲頭鎮(zhèn)。

阿維菌素標準品（純度96.8%）、β-CP標準品（純度為97.8%） 德國Dr. Ehrenstorfer公司；丙酮 美國Thermo Fisher公司；甲醇、乙腈（色譜級）、凈化劑氨基SPE填料SBEQ-CA2101（40～63 μm）、HC-C18SPE填料SBEQ-CA0801（40～63 μm）、SBEQ-CA1600 CNWBOND Carbon-GCB石墨化碳黑（graphitized carbon black，GCB，120～400 目） 德國CNW公司；氯化鈉（分析純） 天津市大茂化學試劑公司。

1.2 儀器與設備

1260高效液相色譜儀（配備G1315D二極管陣列檢測器和自動進樣器，1260色譜工作站）、7890B氣相色譜儀（配備電子捕獲檢測器（electron capture detector，ECD）和自動進樣器，7890B色譜工作站）美國A g i l e n t公司；A t h e n a C181 2 0 A色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm） 德國CNW公司；N-EVAP 24位氮吹儀 美國Organomation公司；MJ-25BM02C組織搗碎機 廣東佛山美的集團有限公司；XW-80A型渦旋混合器 江蘇海門市其林貝爾儀器制造有限公司；KQ-500型超聲波清洗器 東莞市科橋超聲波設備有限公司；Centrifuge 5430R冷凍離心機 德國Eppendorf公司；GM-0.33A隔膜真空泵 天津市津騰實驗設備有限公司；BS210S型電子天平（萬分之一） 德國SaRtoRius公司；S.C.101型烘箱 上海試驗儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 農藥標準溶液配制及標準曲線的繪制

阿維菌素：稱取標準品0.010 3 g于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解定容，配制成質量濃度為1 000 mg/L的標準溶液，再用甲醇分別稀釋成 10.00、5.00、2.00、1.00、0.1、0.05、0.02、0.01、0.005、0.002 mg/L系列標準溶液，貯存于4 ℃冰箱中備用。以峰面積（Y）為縱坐標，以質量濃度（X）為橫坐標，繪制標準曲線。β-CP：稱取標準品0.010 2 g于10 mL容量瓶中，用色譜丙酮溶解定容，配制成質量濃度為1 000 mg/L的標準溶液，再用丙酮稀釋成10.00、5.00、2.00、1.00、0.5、0.2、0.1、0.05、0.02 mg/L系列標準溶液，貯存于4 ℃冰箱中備用。

1.3.2 提取和凈化體系的建立

1.3.2.1 提取體系的確立

有關阿維菌素的提取方法，已有相關文獻報道[15,20,23]。預實驗分別選擇了乙腈、乙酸乙酯和丙酮3 種提取溶劑，回回率分別為56.9%、89.2%、93.8%，因此可選擇乙酸乙酯或丙酮作為提取劑。在β-CP的殘留分析實驗中，用石油醚、乙腈、丙酮3 種溶劑作為提取劑，回回率分別為81.5%、87.0%、98.2%，均達到了農藥殘留分析的要求。因此，本實驗結合阿維菌素和β-CP在不同溶劑中的回回率綜合考慮，選用丙酮溶劑1次超聲提取2種農藥，既提高了效率，又減少了有機溶劑的使用，減輕了對環(huán)境的負擔。

1.3.2.2 凈化體系的確立

根據(jù)相關文獻報道，填料為弗羅里硅土、NH2-GCB的固相萃取小柱，回回率均達到了殘留分析實驗要求[15,20]。然而，固相萃取小柱凈化過程需要預淋洗和多次洗脫，且成本較高。因此，本實驗通過直接將不同比例的費羅里硅土、NH2和GCB填料加入到待凈化液中，通過添加回回率最終確定通過加入GCB和NH2凈化劑來去除火龍果中的色素等雜質，降低了成本，提高了前處理效率。

1.3.3 阿維菌素和β-CP在火龍果中的添加回回實驗

1.3.3.1 樣品的制備和標樣的添加

火龍果先切碎，再勻漿處理。阿維菌素：在空白的火龍果中添加阿維菌素標準溶液，分別添加至含量0.005、0.01、0.1 mg/kg，每個含量重復5 次，待其平衡1 h后，進行樣品的提取。β-CP：在空白的火龍果果實中添加β-CP標準溶液，分別添加至含量0.1、0.5、2 mg/kg，每個含量重復5 次，待其平衡1 h后，進行樣品的提取。

1.3.3.2 樣品的提取

準確稱取火龍果樣品10.0 g，加入10 mL丙酮溶液超聲提取30 min（超聲電功率500 W，頻率40 kHz），加3.0 g氯化鈉，劇烈振蕩1 min，于6 500 r/min條件下離心5 min，待凈化。

1.3.3.3 樣品的凈化

阿維菌素：取4 mL上清液于40 ℃條件下氮吹濃縮至近干，用色譜甲醇洗脫定容至2 mL，移至4 mL離心管中，加0.2 g GCB和0.1 g NH2凈化劑，渦旋振蕩1 min后靜置30 min，吸取上清液過0.22 μm有機濾膜，于進樣小瓶中保存，HPLC待測。

β-CP：取剩余的丙酮上清液約3 mL，吸取至4 mL離心管中，加0.2 g GCB和0.1 g NH2凈化劑，渦旋振蕩1 min后靜置30 min，吸取上清液過0.22 μm有機濾膜，于進樣小瓶中保存，GC待測。

1.3.3.4 樣品的檢測

將阿維菌素標準溶液掃描全波長得到最大紫外吸回波長為245 nm，確定阿維菌素的HPLC檢測條件：Agilent 1260 HPLC儀；G1315D二極管陣列檢測器；CNW Athena C18120A色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；柱溫25 ℃，進樣體積20 μL；流動相A為水，B為甲醇，采用等度洗脫A-B（10∶90，V/V）；流速為1 mL/min；檢測波長245 nm；運行時間15 min。

β-CP的GC檢測條件：Agilent 7890B GC儀；電子捕獲檢測器；CD-5石英毛細管色譜柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；載氣為氮氣（≥99.999%），進樣口總流量60 mL/min；進樣口溫度280 ℃，檢測器溫度280 ℃；進樣量1 μL；初始柱溫度240 ℃，保持1 min，以1 ℃/min升溫至260 ℃，保持1 min。

1.3.4 5.2%阿維菌素/β-CP EC在火龍果上的殘留動態(tài)實驗

按照NY/T 788—2018《農藥殘留試驗準則》[32]要求設計實驗小區(qū)，設置1 個處理小區(qū)和1 個對照小區(qū)，每個小區(qū)火龍果果樹12 株，對照小區(qū)和處理小區(qū)應設置在相鄰區(qū)域，并設保護行避免污染。供試試劑為5.2%阿維菌素/β-CP EC，用于防治火龍果橘小實蠅，按推薦使用劑量46.8 g/hm2噴霧施藥1 次，每畝用水量60 L，施藥時期為火龍果橘小食蠅羽化盛期。于施藥后0（2 h）、1、3、7、14、21 d 采集火龍果果實，在實驗小區(qū)內隨機按棋盤式分布的方法采集果實，每小區(qū)從不少于4 株果樹上至少采集12 個果實，至少2 kg，采集3 個重復[33]。田間樣本采集后，2 h內在冷凍狀態(tài)下快遞寄出，樣品到達實驗室后，立即制備成實驗室樣品，樣品均勻混合后，按四分法縮分，用組織搗碎機處理后取250～500 g保存待測，裝入自封塑料袋中，貼好標簽，放入-20 ℃低溫冰柜中貯存。對于處理小區(qū)每個樣品，制備2 份樣品，一份用于檢測，一份用于備份[34]。其中，施藥后0（2 h）、1、3、7、14、21 d采集的樣品用于消解動態(tài)實驗，14、21 d采集的樣品用于最終殘留實驗。

本實驗在云南、廣東、海南三地進行，云南省紅河哈尼彝族自治州元陽縣屬亞熱帶山地季風氣候，年平均氣溫為24.4 ℃，年平均降雨量為899.5 mm，土壤類型屬麻磚黃土，pH值為5.0；廣東廣州市從化區(qū)鰲頭鎮(zhèn)屬亞熱帶季風氣候，氣候溫和，雨量充沛，年平均氣溫為21.2 ℃，年平均降雨量為2 176.3 mm，土壤類型屬麻赤土，pH值為5.3；海南省澄邁縣金江鎮(zhèn)屬熱帶季風氣候，日照充足，年平均氣溫為23.7 ℃，年平均降雨量1 756 mm，土壤類型屬麻磚紅土，pH值為5.0。

1.4 數(shù)據(jù)分析

通過色譜分析儀器HPLC和GC獲得數(shù)據(jù)，采用Excel進行數(shù)據(jù)處理，用GraphPad Prism 5.01作圖。

2 結果與分析

2.1 方法的準確性、精密度和檢出限

根據(jù)本實驗檢測方法結果表明，阿維菌素的保留時間為9.422 min，β-CP四個同分異構的保留時間分別為9.735、12.719、13.286、14.022 min，峰形對稱性良好。以外標法定量，阿維菌素和β-CP峰面積（Y）與質量濃度（X）呈良好線性相關，線性回歸方程分別為Y＝1 174X-54.682和Y＝19 679X-192.8，相關系數(shù)（R2）分別為0.999 1和0.996 2。

取信噪比3為檢出限（limit of detection，LOD）[30]，阿維菌素和β-CP在火龍果果實中的LOD分別為0.002 ng/μL和0.02 ng/μL，靈敏度高（表1）。

表1 本研究與其他研究方法LOD的比較Table 1 Comparison of LOD between the proposed method and other methods

取信噪比10作為定量限（limit of quantification，LOQ）[32]，本實驗添加回回率條件下，HPLC和GC分別顯示阿維菌素和β-CP峰形及重現(xiàn)性較好且無雜質干擾，阿維菌素在火龍果中的LOQ為0.005 mg/kg，低于阿維菌素在火龍果中的最大殘留限量（maximum residue limit，MRL）0.01 mg/kg[34]，β-CP在火龍果中的LOQ為0.1 mg/kg，低于β-CP在熱帶水果如榴蓮、芒果、荔枝中的MRL（我國尚未制定β-CP在火龍果中的MRL，在榴蓮、芒果、荔枝中的MRL分別為1、0.7、0.5 mg/kg）[34]，阿維菌素和β-CP標準溶液及在樣品中的色譜圖見圖1。阿維菌素在火龍果中的平均回回率為93.8%～97.2%，相對標準偏差為5.5%～8.0%，β-CP在火龍果中平均回回率為94.0%～99.2%，相對標準偏差為4.7%～9.4%（表2），添加量包含LOQ、MRL值，添加量能覆蓋本殘留實驗中所有樣品最高殘留量，且不同添加量均符合回回率要求，用回回率實驗的相對標準偏差衡量檢測方法的精密度，不同添加量對相對標準偏差均符合要求[32]。

圖1 阿維菌素和β-CP標準溶液和樣品色譜圖Fig. 1 Chromatograms of abamectin and β-CP in standard solutions and spiked samples

表2 阿維菌素和β-CP在火龍果中的平均回收率和相對標準偏差Table 2 Average spiked recoveries and RSDs of abamectin and β-CP from pitaya fruit

2.2 5.2%阿維菌素/β-CP EC的消解動態(tài)

對5.2%阿維菌素/β-CP EC按推薦使用劑量46.8 g/hm2施藥1 次后進行消解動態(tài)實驗，阿維菌素和β-CP在火龍果中降解動力學方程擬合結果見圖2和表3。表3表明，在火龍果中阿維菌素和β-CP的降解均符合一級動力學特征，在云南、廣東、海南的實驗地中，阿維菌素降解半衰期（T1/2）分別為4.20、3.15、2.76 d，β-CP的T1/2分別為6.08、4.50、3.09 d，均屬易降解農藥（T1/2＜30 d）。

圖2 阿維菌素和β-CP在火龍果中的消解動態(tài)Fig. 2 Dissipation dynamics of abamectin and β-CP in pitaya fruit

表3 阿維菌素和β-CP在火龍果中的消解動力學參數(shù)Table 3 Dissipation kinetic equations of abamectin and β-CP in pitaya fruit

2.3 5.2%阿維菌素/β-CP EC在火龍果中的最終殘留

最終殘留實驗研究了按推薦使用劑量46.8 g/hm2施藥1 次后14、21 d火龍果樣品中阿維菌素和β-CP的殘留量。表4表明，阿維菌素在火龍果中最終殘留量最低為＜0.005 mg/kg，最高值為0.009 mg/kg；β-CP在火龍果中最終殘留量最低為＜0.1 mg/kg，最高為0.13 mg/kg，PHI為14 d。所有樣品中阿維菌素的最終殘留量均低于MRL[34]。由于我國尚未制定β-CP在火龍果中的MRL，根據(jù)β-CP在其他熱帶水果如榴蓮、芒果、荔枝中的MRL分別為1、0.7、0.5 mg/kg，本實驗β-CP的最終殘留量均低于上述熱帶水果中的MRL[34]。

表4 阿維菌素和β-CP的最終殘留Table 4 Final residue levels of abamectin and β-CP in pitaya fruit

3 討 論

農產品中農藥殘留的檢測是防止超標農藥進入市場的一道關鍵防線。目前已報道文獻中，對阿維菌素的檢測方法存在各種不足：1）需要對樣品衍生化，靈敏度高但方法較復雜[30-31]；2）對β-CP的檢測方法不能將4 種同分異構體分離開[15,28]；3）對阿維菌素和β-CP的檢測方法用不同的溶劑提取，有機溶劑使用量大，使用固相萃取小柱，成本高且耗時長[4,14]。本實驗僅用溶劑丙酮實現(xiàn)同時提取2 種目標農藥，通過加凈化劑簡化固相萃取小柱去除雜質，對阿維菌素檢測方法省略衍生化，靈敏度可達到檢測要求，同時將β-CP的4 種同分異構體很好地分離，建立了較為簡便的阿維菌素和β-CP在火龍果中殘留的檢測方法。

農藥的消解過程取決于當?shù)氐臍夂颦h(huán)境和作物種類等多種因素[35]。以往研究表明，阿維菌素在黃瓜土壤中的消解半衰期為7.9～18.7 d[8]，在柑橘土壤中為7.86 d[36]，β-CP在甘藍中的半衰期為3.07～4.73 d[15]，在苜蓿中為4.2～6.0 d[28]。本消解動態(tài)實驗結果表明：地理環(huán)境及氣候條件可能對阿維菌素和β-CP在火龍果中殘留消解有一定的影響。阿維菌素在云南、廣東、海南火龍果中的半衰期分別為4.20、3.15、2.76 d，β-CP在三地火龍果中的半衰期分別為6.08、4.50、3.09 d，實驗結果表明2 種農藥消解半衰期均在海南最短，廣東次之，云南最高。本實驗研究了阿維菌素和β-CP復配劑在熱帶水果火龍果中的殘留及消解動態(tài)，結果表明，阿維菌素和β-CP均屬于易降解農藥，且在火龍果上的半衰期普遍低于已報道的其他農作物。其原因可能是火龍果生長環(huán)境對濕度和光照要求較高，加快了農藥的水解和光解。本研究確定了阿維菌素和β-CP的4 種同分異構體之和的降解動態(tài)，但對于降解過程中的遷移及降解產物仍有待進一步深入研究。

4 結 論

本研究在原有的研究基礎上建立了一種新的檢測方法用以測定火龍果中阿維菌素和β-CP殘留量，該方法操作簡便，同時靈敏度、準確性及精密度均符合農藥殘留檢測的技術要求。阿維菌素和β-CP在火龍果中消解動態(tài)符合一級動力學模型，阿維菌素在火龍果中的半衰期為2.76～4.20 d，β-CP在火龍果中的半衰期為3.09～6.08 d。5.2%阿維菌素/β-CP EC以推薦使用劑量46.8 g/hm2在火龍果橘小食蠅羽化盛期時噴霧施用，PHI為14 d，最終殘留量均低于最大殘留限量[34]，使用發(fā)全。本研究數(shù)據(jù)為阿維菌素和β-CP在火龍果上的科學使用提供了技術指導。