啶虫脒在芹菜设施栽培体系下的沉积与残留

喻歆茹， 何红梅， 王祥云， 李艳杰， 徐玲英， 赵学平， 张昌朋

(省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室(筹)，农业农村部农药残留检测重点实验室，浙江省农业科学院 农产品质量标准研究所，浙江 杭州 310021)

近年来，我国设施农业的种植规模迅速扩大[1]。据统计，我国日光温室和大棚种植占地面积均居世界第一。设施农业的发展有助于提高农业总产量[2-3]，而且，设施农业还具有种植条件可控、节水节肥等优点[4]；但相比露地栽培，设施栽培条件下的生产环境更容易发生极大变化，大棚内的温度、湿度、太阳辐射等因素都会影响作物中的农药分布和残留情况[5-7]。一方面，大棚设施中的高温环境给病虫害的发生提供了更舒适的环境，会导致农户加大农药的施用量[8]；另一方面，设施栽培环境与露地栽培环境相比，具有温度高、湿度高、温差大、光弱和气流缓慢等特点，农药降解速度较慢，在作物上的持久性远高于露地环境[9-10]。近年来，设施栽培环境中农药的安全施用和残留量问题越来越受到国内外研究者的关注，要控制设施农业作物上的农药残留量就要了解作物中的农药分布特征[11-12]。

啶虫脒是一种新型、广谱，且具有一定杀螨活性的杀虫剂，对蚜虫等具有良好的防治效果，热稳定性好，持效期长，环境相容性好[13-15]。李喆[16]研究表明，啶虫脒在蔬菜中的残留量一直处于较高水平。随着设施栽培面积的不断扩大，啶虫脒在农产品上的残留问题也越来越突出[17]。关于啶虫脒在黄瓜、甘草、桑葚、茶叶中的残留问题已有不少报道：丁悦等[18]研究了露地和大棚条件下啶虫脒在黄瓜和土壤中的消解残留差异，并得出露地条件下的最终残留量低于大棚内的结论；黄兰淇等[19]研究表明，啶虫脒在青菜上的消解半衰期，大棚条件下为1.98 d，露地条件下为1.54 d，不同栽种条件下消解差异不明显；乔琳[20]、成婧等[21]研究了金银花种植加工过程和茶叶中啶虫脒等农药的残留降解与安全性。既往研究表明，啶虫脒可能对人类和生态环境具有潜在毒性[22-23]，甚至可能有内分泌干扰作用[24]。但纵览已有研究，鲜见关于设施栽培条件下啶虫脒在芹菜不同部位的沉积与残留规律的报道。本研究以芹菜上的常用农药啶虫脒为研究对象，结合田间试验和室内检测，研究设施栽培环境下啶虫脒施用后在芹菜叶、茎、根，以及土壤中的沉积、残留分布特征和降解速率，旨在为设施栽培条件下合理使用啶虫脒，保障芹菜的食用安全性提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

啶虫脒(acetamiprid，纯度98.1%)标准品，德国Dr. Ehrenstorfer公司；乙腈(分析纯)，上海凌峰化学试剂有限公司；乙腈(色谱纯)，德国默克(Merck)公司；甲酸(色谱纯)，美国安可化学公司(Anaqua Chemicals Supply Inc.)；WondaPaK QuEChERs提取盐，岛津技迩(上海)商贸有限公司；Agela Cleanert MAS-Q净化管，天津博纳艾杰尔科技有限公司。

1.2 仪器与设备

LCMS-8050超高效液相色谱三重四级杆质谱联用仪，日本岛津公司；AB104-S型电子天平，梅特勒托利多国际贸易(上海)有限公司；TG16-WS台式高速离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司。

1.3 试验设计

分别在浙江省和山东省布点，在设施栽培条件下开展小区试验，每小区面积20 m2。试验设3个处理：T1，推荐低剂量，啶虫脒有效成分18 g·hm-2；T2，推荐高剂量，啶虫脒有效成分27 g·hm-2；T3，对照，不喷农药。每个处理重复3次。使用MH-D16-3A型背负式电动喷雾器(浙江濛花喷雾器有限公司)进行喷雾，每个处理均喷雾2次以保证喷雾均匀，用水量675 L·hm-2。分别于施药后2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d等时间点，于每小区内用5点法采集芹菜和土壤(0～10 cm)样品。芹菜样品采回后，分成叶、茎、根，用剪刀剪碎。样品采集后装入封口袋中，所有样品贴好标签，编号，并迅速保存于-20 ℃冰箱内，待测。

1.4 分析方法

1.4.1 样品前处理

提取：分别称取芹菜茎5 g、叶5 g、根2 g，及土壤5 g(均精确至0.01 g)，加于50 mL具塞离心管中，加入25 mL乙腈，振荡提取30 min，缓慢加入QuEChERs提取盐，涡旋1 min，然后以4 000 r·min-1离心5 min，待净化。

净化：量取1.5 mL待净化上清液于净化管中，土壤、芹菜根采用Agela Cleanert MAS-Q[C18 50 mg，PSA(N-丙基乙二胺)50 mg，MgSO4150 mg]净化，芹菜叶、茎采用Agela Cleanert MAS-Q萃取柱[C18 50 mg，PSA 50 mg，MgSO4150 mg，PC(石墨化碳黑)8 mg]净化，涡旋1 min，12 000 r·min-1离心5 min，取上清液过0.22 μm有机滤膜，待测定。

1.4.2 仪器条件

色谱柱为Waters UPLC®BEH C18柱(1.7 μm，2.1 mm×100 mm)；A相(体积分数20%)为0.1%(体积分数)甲酸水溶液，B相(体积分数80%)为乙腈；流速为0.20 mL·min-1；柱温为40 ℃；进样体积为1.0 μL。质谱条件：电离方式为正离子电离(ESI+)，采用多反应监测(MRM)；Interface(接口)电压为4.0 kV；雾化气流速为3.0 L·min-1；干燥气流速为10.0 L·min-1；加热气流速为10.0 L·min-1；Interface温度为300 ℃；DL(脱溶剂管)温度为250 ℃；Heat Block(加热模块)温度为400 ℃。

啶虫咪的质谱参数如下：保留时间，1.315 min；定量离子对(m/z)，223.10>126.05，碰撞能量22 eV；定性离子对(m/z)，223.10>56.10，碰撞能量16 eV。

2 结果与分析

2.1 方法学验证

用乙腈配制系列质量浓度(0.005、0.010、0.020、0.050、0.100、0.200、0.500 mg·L-1)的啶虫脒标准溶液，按1.4.2节所述条件进行测定，以啶虫脒的质量浓度为自变量(x)，以色谱图(图1)上的峰面积为因变量(y)构建标准曲线。结果显示，在0.005～0.500 mg·L-1范围内，啶虫脒的质量浓度与峰面积线性关系良好，回归方程为y=13 535 361x+87 229，决定系数(R2)为0.999 5。在上述仪器条件下，当信噪比(S/N)为10时，啶虫脒的定量限(LOQ)为0.23 μg·kg-1。

图1 啶虫脒典型色谱图Fig.1 Typical chromatograms of acetamiprid

向空白基质中添加不同质量浓度的啶虫脒标准溶液来进行添加回收试验。在芹菜根、茎、叶，以及土壤样品上，啶虫脒3个质量浓度的添加水平(每个水平设6个重复)的添加回收试验结果如表1所示：啶虫脒在芹菜叶上的平均回收率为100.2%～102.5%，相对标准偏差(RSD)为4.6%～7.3%；在芹菜茎上的平均回收率为83.9%～93.5%，RSD为3.7%～9.1%；在芹菜根上的平均回收率为97.0%～100.1%，RSD为1.9%～5.0%；在土壤上的平均回收率为90.8%～94.4%，RSD为6.2%～8.5%。以上结果说明，本文所采用的方法的准确性和精密度均符合农药残留分析要求。

2.2 芹菜设施栽培体系下啶虫脒的沉积和分布

在设施栽培条件下，以推荐低剂量和推荐高剂量喷施啶虫咪2 h后，啶虫咪在浙江点芹菜叶、茎、根，及土壤中的沉积量分别为1.160 0～2.840 0、0.059 0～0.120 0、0.028 0～0.039 0、0.003 5～0.006 0 mg·kg-1，在山东点芹菜叶、茎、根，及土壤中的沉积量分别为1.000 0～1.790 0、0.017 0～0.046 0、0.002 8～0.061 0、0.000 5～0.001 1 mg·kg-1。按照芹菜叶、茎、根，及土壤(土壤容重1.2 g·cm-3，土层10 cm)质量比300∶630∶70∶80 000的比例测算，啶虫脒在芹菜叶、茎、根，及土壤中沉积量的质量分数分别为40.1%～88.0%、2.7%～6.3%、0～0.7%、6.5%～55.3%(图2)。在芹菜设施栽培体系下，啶虫脒的沉积量质量分数由大到小依次为芹菜叶>土壤>芹菜茎>芹菜根。

表1 啶虫脒的添加回收率和相对标准偏差

A、B，浙江点；C、D，山东点。A、C，推荐高剂量(27 g·hm-2)；B、D，推荐低剂量(18 g·hm-2)。A， B， Zhejiang; C， D， Shandong. A， C， Recommended high dose (27 g·hm-2); B， D， Recommended low dose (18 g·hm-2).图2 芹菜设施栽培体系各部分的啶虫脒沉积质量分数Fig.2 Mass fraction of acetamiprid in different parts of celery and soil under protected cultivation

2.3 芹菜设施栽培体系下啶虫脒的残留

啶虫脒在芹菜设施栽培体系下的消解动态和最终残留量如表2、图3所示。GB 2763—2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》规定，芹菜中啶虫脒的最大残留限量(MRL)为3 mg·kg-1。根据农药标签信息，啶虫脒在芹菜上的安全间隔期为7 d。施药后7 d，设施栽培条件下，啶虫咪在芹菜叶的残留量为0.330 0～2.570 0 mg·kg-1，在芹菜茎的残留量为0.004 7～0.030 0 mg·kg-1，即在设施栽培条件下施药7 d后芹菜可食用组织中啶虫脒的残留量均低于MRL。可以看出，设施栽培条件下，啶虫脒的残留量随时间延长而逐渐降低。试验数据经过拟合，残留量(Ct)随时间(t)的变化趋势符合一级动力学方程。在浙江点，推荐高剂量下的拟合方程为Ct=4.044 7e0.0358t(R2=0.868 2)，推荐低剂量下的拟合方程为Ct=2.267 6e0.0462t(R2=0.867 2)，半衰期分别为15.0～19.4 d；在山东点，推荐高剂量下的拟合方程为Ct=1.367 9e0.1668t(R2=0.981 7)，推荐低剂量下的拟合方程为Ct=0.754 8e0.1425t(R2=0.925 4)，半衰期分别为4.2～4.9 d。浙江点的试验时间在2—3月，山东点的试验时间在8—9月。试验结果显示，山东点芹菜中啶虫脒的残留量低于浙江。这可能主要与试验期间的气候因素有关，这些因素可能通过对施药后啶虫咪降解途径，如挥发、光解、微生物降解和化学降解等的影响而发挥作用。庾琴等[24]研究表明，温度、光照、微生物等对啶虫脒的消解影响较大，温度较高且光照时间较长的环境条件更有利于啶虫脒的降解。

表2 啶虫脒在芹菜设施栽培体系中的残留量

图3 设施栽培条件下啶虫脒在浙江(A)、山东(B)芹菜叶的消解动态Fig.3 Degradation dynamics of acetamiprid in celery under protected cultivation in Zhejiang (A) and Shandong (B)

3 小结

本研究基于液相色谱串联质谱技术建立了芹菜中啶虫脒的分析方法，能够快速、准确地对芹菜叶、茎、根和土壤中的啶虫咪进行定量分析。利用建立的方法，检测了设施栽培条件下芹菜生产体系中啶虫咪的残留与消解动态。试验结果表明，啶虫脒在芹菜叶上的消解动态符合一级化学反应动力学方程，与唐红霞等[25]的研究结果一致。无论是浙江点还是山东点，推荐低剂量下啶虫脒的残留量都低于推荐高剂量下啶虫脒的残留量。山东点芹菜体系的啶虫脒残留量均低于浙江点。这可能与不同试验地点的气候因素有关。