张田田 徐加利 路兴涛 马冲 周超
摘要:为明确噻虫啉防治茶尺蠖的效果及其在茶叶、土壤中的降解半衰期与最终残留量,解决茶树茶尺蠖危害及农药残留问题,进行了噻虫啉田间药效、消解动态及最终残留试验。结果表明,50%噻虫啉水分散粒剂能有效防治茶尺蠖危害,防效在药后ld即达到75%以上,药后7d达到最高,具有较好的速效性与持效性;225. 00 9 a.i./hIT12处理在鲜茶叶中的消解半衰期为3.25d,450.00ga.i./h㎡处理在土壤中的消解半衰期为7.02 d;150.00ga.i./h㎡施药1次、2次处理10d后干茶残留量为4.8512、7.7275mg/kg,225.00ga.i./h㎡施药1次、2次处理10d后干茶残留量为4.2017、9.6464mg/kg,均低于欧盟规定的最大残留限量。
关键词:噻虫啉;茶尺蠖;防治效果;消解动态;最终残留
中图分类号:S481+.8+S435.711
文献标识号:A
文章编号:1001-4942(2016)02-0101-04
茶尺蠖[Ectropis oblique(Prout)]隶属鳞翅目尺蛾科(Geometridae),分布遍及各主产茶区,是我国主要茶树害虫之一。茶尺蠖幼虫食叶,爆发时可将茶园成片食成光杆,致茶叶减产60%以上,还严重影响成茶品质。在20世纪90年代,重点筛选出了一批防治茶尺蠖的高效低毒化学农药,如联苯菊酯、甲氰菊酯、除虫脲、吡虫啉、敌百虫等。噻虫啉是继吡虫啉之后由拜耳公司开发的另一个新型氯代烟碱类杀虫剂,化学名称为(3-((6-氯-3-吡啶基)甲基)-1,3-噻唑啉-2-亚基)氰胺,具有高效、低毒、广谱作用,同时兼具胃毒、触杀及内吸活性,是防治刺吸式和咀嚼式口器害虫的高效药剂。其作用机理与吡虫啉类似,主要作用于昆虫神经接合后膜,通过与烟酸乙酰胆碱受体结合,干扰昆虫神经系统的正常传导,引起神经通道的阻塞,造成乙酰胆碱的大量积累,从而使昆虫异常兴奋,全身痉挛、麻痹而死。随着噻虫啉在茶叶上使用范围和用量的增大,其残留量成为茶叶质量安全生产中最为关键的因素之一。
农药残留问题是近年来我国茶产业中的突出问题,如何有效处理害虫防治及农药残留之间的关系,是国内茶业界普遍关注的问题之一。农药在田间的消解速率是评价其残留行为的有效工具,同时残留消解曲线也可以用来估算残留水平增长到最大残留量(MRLs)时所需时间。为使噻虫啉在茶树上得到更广泛的应用,笔者对其防治茶尺蠖的效果、在茶树和土壤中的残留消解动态及最终残留量进行了研究,以期为茶叶害虫的绿色防控提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试验仪器 HPIIOO液相色谱仪(配UV检测器),JA2003电子天平,SIGMA高速离心机,IKA-T25均质器,PHILIPS食品加工机,F2102植物粉碎机,R-100IN旋转蒸发仪,KQ3200B型超声波清洗器,振荡器,Cl8色谱柱(4.6mm×250mm,5μm)。
1.1.2 供试药剂 甲醇、乙腈,色谱纯;丙酮、石油醚、无水硫酸钠、氯化钠,分析纯;弗罗里硅土(60~100目);噻虫啉标准品(98%),上海哈灵生物科技有限公司产品,用乙腈配制100mg/L标准溶液,再用乙腈(或茶叶、土壤等净化液)稀释成2.12000、0.84800、0.21200、0.08480、0.02120、0.00848、0.00212μg/mL标准工作溶液;50%噻虫啉水分散粒剂,陕西韦尔奇农药有限公司;25g/L联苯菊酯乳油,山东中诺药业有限公司产品;77.5%敌敌畏乳油,湖北沙隆达股份有限公司产品。
1.1.3 供试品种福鼎大白。
1.1.4 试验地点泰安小津口茶园。
1.2 试验设计
1.2.1 田间药效试验试验设50%噻虫啉水分散粒剂150.00、112.50、75.00ga.i./h㎡,25g/L联苯菊酯乳油37.50ga.i./h㎡,77.5%敌敌畏乳油1162.50ga.i./h㎡和清水对照共6个处理。小区面积22㎡,重复4次,随机排列,每公顷用水量675L。调查方法按GB/T 17980.55-2004农药田间药效试验准则:杂虫剂防治茶树茶尺蠖、茶毛虫的规定进行。利用DPS 7.05统计分析软件进行差异显著性分析。
1.2.2 消解动态试验 茶树消解动态试验(参照文献方法):50%噻虫啉水分散粒剂225.00ga.i./h㎡全株均匀喷雾处理1次。施药后间隔1h及1、2、3、5、7、10、14、21、28d,随机均匀采集新鲜茶叶样品1 kg,测定噻虫啉在茶叶上的残留量,获得对应的消解动态。试验设3次重复,小区面积22㎡。
土壤消解动态试验:在茶园地另辟一块空地,按450.00ga.i./h㎡全株均匀喷雾处理1次,施药后间隔1h及1、2、3、5、7、10、14、21、28d,随机均匀采集0~10cm土壤样品1kg,测定噻虫啉在土壤中的残留量,获得对应的消解动态。试验设3次重复,小区面积20㎡。
1.2.3 最终残留试验试验设50%噻虫啉水分散粒剂150.00ga.i./h㎡施药1次(处理1)、150.00ga.i./h㎡施药2次(处理2)、225.00ga.i./h㎡施药1次(处理3)、225.00ga.i./h㎡施药2次(处理4)4个处理。2次施药处理区施药间隔7d。试验设3次重复,并设空白对照,小区面积22㎡。各处理区于末次施药后3、5、7、10、14d,按随机法均匀采集新鲜茶叶样品和土壤(0~10cm土层)样品各1kg。茶叶样品采回后及时制成成品茶叶样品。测定干茶、土壤中噻虫啉的残留量。
1.3 分析、测定方法
1.3.1 提取与净化 分别称取磨碎后的样品(鲜叶2.00g、干茶叶2.00g、土壤样品10.00g),置于100mL离心管中,加入乙腈20mL,氯化钠5g,超声提取30min,以5000r/min离心10min。准确吸取上层有机相10mL于100mL圆底烧瓶中,40℃下减压蒸馏至近干,最后氮气吹干,加入3mL丙酮、石油醚混合液(1:9,V∶V)溶解残渣。采用弗罗里硅土柱净化:称取1.0g用5%蒸馏水脱活过的弗罗里硅土于层析柱中,上面加入1.0g无水硫酸钠,用8mL丙酮、石油醚混合液(1:9,V:V)活化层析柱,加入待净化样品,然后用10mL丙酮、石油醚混合液(5:5,V:V) 10mL洗脱,收集洗脱液减压浓缩至近干,氮气吹干,2.0mL色谱甲醇定容后过0.45μm滤膜,待HPLC-UVD检测。
1.3.2 检测条件Agilent TC-Cl8柱(4.6mm×250mm,5μm);检测波长:254nm;柱温:35℃;进样量20μL;流动相:乙腈:水=4:6(V/V),流速:1mL/min。
2 结果与分析
2.1 分析方法评价
2.1.1 线性范围 噻虫啉峰面积(Y)与浓度(X)在0.00212~2.12000μg/mL范围内呈线性相关,相关方程为Y=26220.6645X+445.9399,R?=0.9991。
2.1.2 精密度和灵敏度 由表1可以看出,噻虫啉在添加浓度为0.010~1.000mg/kg范围内,变异系数为3.1%~12.0%。在所设定的仪器条件下,液相色谱最低检出浓度为1×10-8mg/kg,成茶中最低检出浓度为0.0050mg/kg,鲜茶中最低检出浓度为0.0050mg/kg,土壤中最低检出浓度为0.0010mg/kg。说明本方法有较好的精密度和灵敏度。
2.2 噻虫啉防治茶尺蠖的效果
表2结果表明:50%噻虫啉水分散粒剂150.00、112.50、75.00ga.i./h㎡对茶尺蠖的防效在药后ld即在76.55%以上,防效较好,后逐渐升高,至药后7d达最好,而后下降。对照药剂25g/L联苯菊酯乳油37.50ga.i./h㎡的防效呈与50%噻虫啉水分散粒剂相同的变化趋势,亦在药后7d达最好,且其防效在药后1、3、7、14 d均略低于50%噻虫啉水分散粒剂150.00ga.i./h㎡处理,差异不显著。对照药剂77.5%敌敌畏乳油1162.50ga.i./h㎡的防效在药后1、3d均高于其它处理,且在药后3d达到最高,而后下降,且在药后7、14d均低于其它处理。综上所述,50%噻虫啉水分散粒剂对茶尺蠖有好的防治效果,表现出较好的速效性与持效性。
2.3 噻虫啉在鲜茶叶、土壤中的残留消解动态
50%噻虫啉水分散粒剂在茶叶和土壤中残留消解动态结果见图1。结果表明,噻虫啉225.00ga.i./h㎡喷施到茶叶上,当天的原始沉积量为24.6053mg/kg,药后7d鲜叶残留量为3.5282mg/kg,消解率为85.66%.药后28d鲜叶残留量为0.0609mg/kg,消解率为99.75%。噻虫啉在鲜茶叶中的消解动态方程为y=20.5069e-0.2126x(R?=0.9662),消解半衰期为3.25d。噻虫啉450.00ga.i./h㎡喷施到土壤中,当天的原始沉积量为3.4639mg/kg,在土壤中的消解动态方程为y=1.8105e-0.985x(R?=0.7850),消解半衰期为7.02d。噻虫啉在茶叶和土壤中的消解动态符合一级动力学方程。
2.4 噻虫啉在干茶、土壤中的最终残留
由图2可以看出,50%噻虫啉水分散粒剂150.00ga.i./h㎡施药1次(处理1)药后3、5、7、10、14d在干茶中的残留量分别为21. 4550、15.7197、6.7303、4.8512、2.7801 mg/kg;噻虫啉150.00ga.i./h㎡施药2次(处理2)药后3、5、7、10、14d在干茶中的残留量分别为39.8926、29.8837、15.8657、7.7275、3.3302mg/kg;噻虫啉225.00ga.i./h㎡施药1次(处理3)药后3、5、7、10、14d在干茶中的残留量分别为23. 6877、16.4665、6.2824、4.2017、3.1036mg/kg;噻虫啉225.OOga.i./h㎡施药2次(处理4)药后3、5、7、10、14d在干茶中的残留量分别为44. 0083、33.1788、16.9841、9.6464、4.6197mg/kg。
50%噻虫啉水分散粒剂各处理最终残留未在土壤中检出,主要原因是茶树叶密、叶丛厚,喷药时药液很少部分接触地面,导致未检出土壤残留。
3 结论与讨论
本研究中,噻虫啉防治茶尺蠖见效快、防效好,与较早登记防治茶尺蠖的杀虫剂联苯菊酯、甲氰菊酯、敌百虫等,防治效果相近,适于推广应用。并且,噻虫啉与常规杀虫剂如拟除虫菊酯类、有机磷类和氨基甲酸酯类没有交互抗性,因而可用于抗性治理。
茶叶农药残留消解动态试验反映了农药在茶叶、土壤中的消解变化规律,为降低农药对茶叶质量安全问题及环境污染风险提供科学依据。噻虫啉消解动态试验研究表明,50%噻虫啉水分散粒剂在鲜茶、土壤中的消解半衰期分别为3.25、7.02d,消解较快,属于易降解农药,这与谢心宏等报道一致。
最终残留试验结果表明,田间施用50%噻虫啉水分散粒剂推荐剂量150.00ga.i./h㎡防治茶尺蠖,在1次、2次施药10d后茶叶中最大残留分别为4. 8512、7.7275mg/kg;推荐剂量1.5倍225.00ga.i./h㎡防治茶尺蠖,在1次、2次施药10d后茶叶中最大残留分别为4.2017、9.6464mg/kg。在2014年我国卫生部和农业部联合发布的食品安全国家标准——食品中农药最大残留限量(GB2763-2014)中,与茶叶有关的农药检测项目28项,尚无规定噻虫啉在茶叶中的最大残留限量(MRLs)。在欧盟,茶叶中噻虫啉的MRLs值为10mg/kg,日本规定茶叶中噻虫啉MRLs值为30mg/kg。从本研究来看,试验结果均低于欧盟规定的最大残留限量。茶叶作为一种日常饮品,大量使用化学农药会给茶叶安全生产带来影响,因此在防治茶尺蠖时,应大力推广优化防治和综合防治技术,重视安全合理用药,保障茶叶质量安全,提高茶叶品质,促进茶产业的可持续发展。