18%井冈·戊唑醇悬浮剂在小麦中的残留行为研究

董见南，滕 瑶，廖 辉，陈国峰，刘 峰，张晓波

(黑龙江省农业科学院 农产品质量安全研究所，哈尔滨 150086)

井冈霉素(validamycin)是1973年上海农药研究所从江西井冈山地区土壤中分离得到的一种水溶性农用抗生素.井冈霉素由吸水链霉菌井冈变种产生，有A～F六个组分，其中A组分(validamycin A)最有活性，主要用于防治水稻纹枯病[1]，亦可防治小麦纹枯病[2]和赤霉病[3].戊唑醇(tebuconazole)是德国拜耳公司于1986年开发的一种三唑类杀菌剂，具有保护、治疗、铲除三大功能，主要用于小麦、蔬菜、香蕉、苹果等农作物，拥有杀菌谱广，活性高，持效期长等特点[2-4].井冈霉素尚未见毒性相关的报道，但戊唑醇对土壤微生物[5]、斑马鱼[6]及其他水生生物[7]、赤眼蜂[8]等的毒性已有研究，因此井冈霉素与戊唑醇的残留状况也应引起研究者的高度重视.目前关于井冈霉素残留的研究大多集中在水稻[9-11]上，其他作物如杨梅[12]、白术[13]、杭白菊[14]也有报道；戊唑醇的残留研究较多，水稻[15]、玉米[16]及果蔬[17-19]中的残留分析方法和消解规律多有报道.本文建立了同时测定井冈霉素和戊唑醇在小麦籽粒、小麦秸秆及小麦植株中的残留分析方法，采用田间试验的方法，详细研究了18%井冈·戊唑醇悬浮剂在小麦上使用后，井冈霉素和戊唑醇在小麦植株中的降解情况，以及其在最终小麦籽粒和小麦秸秆样品中的残留情况.结合两种农药在我国的登记情况及普通人群的膳食数据，评价农药使用后的膳食风险水平，科学指导安全合理地使用农药.

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

井冈霉素A标准品(48.0%)、戊唑醇标准品(98.5%)由Dr. Ehrenstorfer GmbH公司提供.供试农药为18%井冈·戊唑醇悬浮剂，供试小麦品种为龙辐19(黑龙江哈尔滨试验地)、郑麦366(河南新乡试验地).

1.2 仪器与试剂

Waters Xevo TQS型超高效液相色谱串联质谱，电喷雾离子源，HSS T3(50 mm × 2.1 mm，1.8 μm)色谱柱；Waters TQD型超高效液相色谱串联质谱，电喷雾离子源，BEH C18(100 mm × 2.1 mm，1.7 μm)色谱柱；甲醇、乙腈、甲酸(色谱纯，迪马公司).

1.3 田间试验

1.3.1 田间试验设计

参照《农药残留试验准则》(NY/T 788-2004)[20]，2017年在黑龙江哈尔滨市南岗区红旗乡和河南省新乡市原阳县祝楼乡进行了18%井冈·戊唑醇悬浮剂在小麦上残留消解动态和最终残留试验.试验设清水对照区、低剂量区、高剂量区和消解动态试验区.

1.3.2 残留消解动态试验

设1个处理，3个重复小区，每个小区30 m2.小麦拔节期施药1次，施药剂量为有效成分0.024 3 g/m2(制剂量0.135 g/m2)，均匀喷雾施用2～3遍.用剪刀分别于施药后2 h、1、3、5、7、10、14、21、30、45 d随机采集生长正常、具代表性的小麦植株300～400 g；施药前及施药后30天分别在对照小区内采集对照植株样品.

1.3.3 最终残留试验

设低剂量和高剂量两个施药水平，低剂量为有效成分0.016 2 g/m2(制剂量0.090 g/m2)，高剂量为有效成分0.024 3 g/m2(制剂量0.135 g/m2).各剂量均下设2次和3次施药两个处理，每个处理设3个重复小区，每个小区30 m2.施药间隔期为7 d，末次施药后14、21、28 d采集小麦籽粒和小麦秸秆样品.第一次施药时间按照小麦成熟期倒推计算.另设清水空白对照，处理间设隔离保护带.

1.3.4 分析样品的制备

将田间采集的小麦植株及秸秆样品用不锈钢刀切成1 cm以下的碎片，再用粉碎机粉碎.小麦籽粒样品脱壳后，再用粉碎机粉碎.各种样品分别混匀，用四分法缩分后，留样200～250 g，-20 ℃冷冻保存.

1.4 实验分析方法

1.4.1 样品前处理

称取已经粉碎好的样品(小麦籽粒10 g，秸秆2 g，动态植株5 g)于50 mL具塞离心管中，加入20 mL甲醇+水(体积比9∶1)，震荡提取30 min，8 000 r/min离心5 min，取1 mL上清液经0.22 μm有机系滤膜过滤，待进样分析.

1.4.2 仪器条件

井冈霉素检测方法：Waters Xevo TQS型超高效液相色谱串联质谱， Acquity UPLC® HSS T3(50 mm × 2.1 mm，1.8 μm)色谱柱；柱温35 ℃；流速0.3 mL/min；流动相为甲醇-水(体积比2∶8).进样量2 μL.电喷雾离子源ESI(正离子扫描方式)；毛细管电压：2.13 kV；离子源温度150 ℃；脱溶剂温度400 ℃；脱溶剂气流量789 L/h；锥孔气流量150 L/h；检测方式多重反应监测(MRM).井冈霉素定性离子对(m/z)498.2→178.1及498.2→336.1，定量离子对(m/z)498.2→178.1.

戊唑醇检测方法：Waters TQD型超高效液相色谱串联质谱，Acquity UPLC® BEH C18(100 mm × 2.1 mm，1.7 μm)色谱柱；柱温35 ℃；流速0.3 mL/min；梯度洗脱(流动相A为乙腈，流动相B为0.1%甲酸水溶液)：0～1.0 min为10%A，1.1 min为90%A，3.0 min为90%A，3.2 min为10%A，5 min为10%A.进样量10 μL.电喷雾离子源ESI(正离子扫描方式)；毛细管电压：3.5 kV；离子源温度120 ℃；脱溶剂温度350 ℃；脱溶剂气流量650 L/h；锥孔气流量50 L/h；检测方式多重反应监测(MRM).戊唑醇定性离子对(m/z)308.06→70.05及308.06→125.08，定量离子对(m/z)308.06→70.05.

1.4.3 标准曲线的绘制

称取井冈霉素A标准品0.02 083 g(精确至0.00 001 g)，用超纯水定容至10 mL容量瓶，配制成1000 mg/L的储备液，再用甲醇稀释成0.001、0.01、0.1、0.5、2.0 mg/L的系列标准溶液.称取戊唑醇标准品0.01 007 g(精确至0.00 001 g)，用甲醇定容至10 mL容量瓶，配制成1 000 mg/L的储备液，再稀释成0.001、0.01、0.05、0.1、0.5 mg/L的系列标准溶液.在1.4.2中的色谱-质谱条件下测定，以标准工作曲线浓度(x)为横坐标，峰面积(y)为纵坐标绘制标准曲线.

1.4.4 回收率和精密度检测

向空白小麦籽粒、秸秆和动态植株中分别添加井冈霉素、戊唑醇标准溶液，添加浓度如表1所示.每个浓度重复5次，按照1.4.1及1.4.2中的方法测定，计算回收率和精密度.

1.5 数据处理

运用Excel 2010对数据进行处理和作图.长期膳食摄入和慢性风险评估计算方法参照吴绪金[21]等的计算公式.

2 试验结果与分析

2.1 检测方法评价

外标法定量分析，井冈霉素的质量浓度在0.001～2.0 mg/L的范围内与峰面积线性关系良好，线性方程为y=1.2×106x- 3880，相关系数r=1.0；戊唑醇的质量浓度在0.001～0.5 mg/L的范围内与峰面积线性关系良好，线性方程为y= 4.1×105x+ 322，相关系数r=1.0.结果表明，该标准曲线精度高，线性良好，可用于样品中残留量的检测.

井冈霉素和戊唑醇在小麦籽粒、秸秆和动态植株中的平均回收率在77.0%～100.1%之间，变异系数在1.7%～9.4%之间，具体数据见表1.以最小添加量为最低检出量，井冈霉素在小麦籽粒中的最低检出量为0.05 mg/kg，在秸秆和动态植株中的最低检出量为0.1 mg/kg；戊唑醇在小麦籽粒、秸秆和动态植株中的最低检出量均为0.01 mg/kg.结果表明，该方法具有良好的准确度、精密度和灵敏度，可用于样品中井冈霉素和戊唑醇的残留量检测.

表1 小麦籽粒、秸秆及植株中井冈霉素和戊唑醇的添加回收率试验结果

2.2 井冈霉素及戊唑醇在小麦植株中的残留消解趋势

井冈霉素和戊唑醇在黑龙江和河南试验地的小麦植株中的残留消解趋势均符合一级动力学方程(图1、2).井冈霉素在黑龙江和河南小麦植株中的消解半衰期分别为1.6 d和2.2 d，戊唑醇在黑龙江和河南小麦植株中的消解半衰期均为2.9 d.

2.3 井冈霉素及戊唑醇在小麦籽粒和秸秆中的最终残留

2017年黑龙江和河南两地井冈霉素和戊唑醇在不同施药剂量、施药次数及不同采样期的最终残留量测定结果见表2.小麦籽粒中末次后14 d时井冈霉素的残留量均<0.05 mg/kg，戊唑醇的残留量范围为0.015～0.035 mg/kg；后21d时井冈霉素的残留量均<0.05 mg/kg，戊唑醇的残留量范围为0.011～0.027 mg/kg；后28 d时井冈霉素的残留量均<0.05 mg/kg，戊唑醇的残留量范围为<0.01～0.016 mg/kg.小麦秸秆中末次后14 d时井冈霉素的残留量范围为<0.1～0.11 mg/kg，戊唑醇的残留量范围为1.03～3.00 mg/kg；末次后21d时井冈霉素的残留量范围为<0.1～0.11 mg/kg，戊唑醇的残留量范围为0.65～2.43 mg/kg；末次后28 d时井冈霉素的残留量均<0.1 mg/kg，戊唑醇的残留量范围为0.52～1.73 mg/kg.

表2 小麦籽粒和秸秆中井冈霉素和戊唑醇的最终残留量测定结果

2.4 最终残留量的长期膳食摄入和慢性风险评估

由于残留中值较难查询获得，本文使用相应的最大残留限量值以获得膳食暴露的最高风险.井冈霉素在我国的登记作物为水稻、小麦、辣椒、苹果、杨梅和白术，其中糙米使用GB 2763-2016[22]规定的限量值0.5 mg/kg，小麦采用本文末次施药14 d后的残留中值0.05 mg/kg，参考2002年中国居民营养与健康现状，我国城乡居民的米及其制品、面及其制品的每日膳食量比例分别为0.239 9和0.138 5，水果、蔬菜和药用植物暂无最大残留限量值，根据公式计算，普通人群井冈霉素的国家估算每日摄入量是0.1269 mg.井冈霉素的ADI值为0.1 mg·bw /kg(GB 2763-2016)，计算可知井冈霉素的每日摄入量占日允许摄入量的2.0%，远低于100%.戊唑醇在我国的登记作物为水稻、小麦、玉米、高粱、棉花、花生、大白菜、番茄、辣椒、黄瓜、苦瓜、马铃薯、柑橘、苹果、梨、枇杷、冬枣、葡萄、草莓、香蕉、西瓜，其中糙米、棉籽、黄瓜、香蕉使用GB 2763-2016规定的限量值0.5、2、1、3 mg/kg，美国规定玉米中的最大残留限量为0.05 mg/kg，CAC规定辣椒中的最大残留限量为1 mg/kg，欧盟规定马铃薯中的最大残留限量为0.02 mg/kg，小麦采用本文末次施药14 d后的残留中值0.026 mg/kg.我国城乡居民各类食品膳食量比例为米及其制品0.239 9(糙米)，面及其制品0.138 5(小麦)，其他谷类0.023 3(玉米)，薯类0.049 5(马铃薯)，深色蔬菜0.0915(辣椒)，浅色蔬菜0.193 7(黄瓜)，水果0.045 7(香蕉)，植物油0.032 7(棉籽)，根据公式计算，普通人群戊唑醇的国家估算每日摄入量是0.603 4 mg.戊唑醇的ADI值为0.03 mg·bw /kg(GB 2763-2016)，计算可知戊唑醇的每日摄入量占日允许摄入量的31.9%，低于100%.认为井冈霉素和戊唑醇残留对一般人群健康的影响是在可接受的风险水平.

图1 井冈霉素在小麦植株中的残留消解曲线

图2 戊唑醇在小麦植株中的残留消解曲线

3 讨 论

本研究建立了同时分析井冈霉素和戊唑醇在小麦籽粒、秸秆和植株中残留量的前处理及仪器分析方法.井冈霉素的空白添加平均回收率为77.0%～98.8%，变异系数为2.2%～8.6%，在小麦籽粒中的最低检出量为0.05 mg/kg；戊唑醇的空白添加平均回收率为91.0%～100.1%，变异系数为1.7%～9.4%，在小麦籽粒中的最低检出量为0.01 mg/kg.该方法操作简单，重现性良好，准确度、精密度及灵敏度均能满足两种农药在小麦上的残留分析要求.

在本研究中，井冈霉素在黑龙江和河南两试验地的消解半衰期为别为1.6 d和2.2 d，与杜良伟[10]等报道井冈霉素在水稻植株中的消解半衰期为1.6～1.7 d结果相一致.戊唑醇在黑龙江和河南两试验地的小麦植株中的消解半衰期均为2.9 d，与已有文献报道的戊唑醇在玉米植株中的消解半衰期为5.2 d[16]，在水稻植株中的消解半衰期为4.3～6.2 d[15]相差不大.以上结果表明两种农药在谷类作物植株中的残留消解均符合一级动力学方程，根据化学农药环境安全评价试验准则，均属于易降解农药，其中井冈霉素的消解速率较戊唑醇快，气候类型、地域差异、原始沉积量等因素对降解速率影响不明显.

黑龙江和河南两地井冈霉素在小麦籽粒中的残留量均<0.05 mg/kg，在小麦秸秆中的残留量仅河南试验地高低两剂量3次施药后14 d及21 d时有检出，残留量为0.10～0.15 mg/kg，其他处理小区均<0.1 mg/kg.河南秸秆样品的试验结果表明施药次数、施药剂量和采收间隔期对井冈霉素的残留量影响较大.两地戊唑醇在小麦秸秆中的残留量远高于籽粒中的残留量.主要原因可能是施药初期小麦籽粒尚未形成，农药主要附着于植株表面，施药后期的农药亦主要附着于麦壳上.由于戊唑醇是内吸型杀菌剂，可迅速被植株部分吸收且向上传导，因此小麦籽粒中有残留量检出.戊唑醇在小麦籽粒和秸秆中的残留量基本符合以下规律，在相同的采样间隔期，残留量随着施药剂量、施药次数的增加而增加，当施药次数和剂量相同时，残留量随采样间隔的延长而减小.此现象与李梦龙等[15]报道的戊唑醇在水稻中的最终残留量规律类似.通过黑龙江与河南两试验地的数据比较可知，气候类型及地域差异对最终残留量的影响不大.

由试验结果，井冈霉素在籽粒中的残留量均<0.05 mg/kg，低于我国制定的最大残留限量值0.5 mg/kg(GB 2763-2016)，膳食暴露风险为2.0%；戊唑醇在籽粒中的残留量最大值为0.035 mg/kg，低于我国制定的最大残留限量值0.05 mg/kg(GB 2763-2016)，膳食暴露风险为31.9%.18%井冈·戊唑醇悬浮剂防治小麦赤霉病、纹枯病，在该试验条件下井冈霉素和戊唑醇在小麦中施用是安全的.