模拟降雨对百菌清在小白菜上的淋失效应

张根荣，朱 雷，欧 旭，史陶中，马 鑫，唐 俊，吴祥为，花日茂

模拟降雨对百菌清在小白菜上的淋失效应

张根荣，朱 雷，欧 旭，史陶中，马 鑫，唐 俊，吴祥为，花日茂*

(安徽农业大学资源与环境学院，安徽省农产品质量安全重点实验室，合肥 230036)

为探究降雨对露地蔬菜上农药沉积的淋失影响，以百菌清为供试农药，以小白菜为代表作物，采用人工模拟降雨研究了不同降雨强度、雨滴大小、降雨间隔、降雨次数、降雨连续性、小白菜生育期及室内外生长环境对百菌清在小白菜上沉积量的淋失影响。结果表明：百菌清在小白菜上的残留量随着降雨强度增大而降低；随着雨滴直径增大而降低；随着降雨间隔时间增加而升高；随着降雨次数的增多而降低，达到一定次数趋于稳定；且间断降雨对百菌清的淋失作用大于连续降雨。小白菜生长前期百菌清淋失率远低于生长中后期。施药24 h后，室内生长小白菜上百菌清的淋失率高于室外。百菌清施药后48 h内，残留量受降雨影响较大；48 h后在小白菜上具有较高的抗雨刷性。

模拟降雨；百菌清；小白菜；淋失效应；残留量

降雨是降低作物上农药利用率的主要环境因素，降雨会冲刷作物叶片表面，导致沉积农药的淋失，从而降低农药利用率与防治效果。关于设施与露地栽培农药残留降解的差异已有一些报道，前人研究发现[1-3]，毒死蜱在大棚内小白菜上的消解速度低于露地，阿维菌素在大棚蔬菜中的残留量高于露地且在大棚内的消解半衰期长于露地。相对于设施内外的温度和光照强度差异，降雨是导致农药在设施内外蔬菜上残留消失差异的主要原因[4]。夏会龙等[5]研究发现降雨对不同理化性质农药的影响存在差别。国内外学者在降雨对农药沉积的影响方面已有一些研究，罗正荣等[6]研究发现在百草枯施药后立即降雨，对药效有一定影响；在百草枯施药30 min后，降雨对药效无影响；草甘膦在施药后6 h内降雨影响除草效果,在施药后2 h内降雨则需要重喷。杨曼军等[7]研究发现小雨对二甲菌核利在黄瓜叶片上的消解影响不大，而暴雨的冲刷使农药几乎完全消失。秦丽等[8]研究发现降雨对吡虫啉有较强的淋失作用，而且不同剂型吡虫啉的耐雨冲刷性存在差异。Cabras等[9]研究发现在葡萄叶片上代森锰锌的耐雨性较低，灭菌丹在降雨第二天仍能保持较高残留量。Decaro等[10]研究发现雨水会降低杀虫剂在柑橘幼苗上的附着程度。Hulbert等[11]研究发现降雨会导致亚胺硫磷和甲萘威在葡萄中的残留量降低，导致其对日本甲虫的防治效果降低。由此可见，降雨对作物上农药滞留的影响很大，而不同降雨强度对农药在作物上的滞留影响研究比较少。为探索降雨对露地蔬菜叶片中农药滞留的影响，以小白菜为代表作物，以百菌清为供试农药，研究了不同降雨强度、雨滴大小、降雨时间间隔、降雨次数、降雨连续性、小白菜生育期和室内外环境对百菌清淋失的影响。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

赛默飞U3000高效液相色谱仪，配DAD紫外检测器（赛默飞世尔科技（中国）有限公司）；自制自走式喷雾装置（安徽农业大学制造）（图1）；98%百菌清标准品（上海百灵威科技有限公司）；75%百菌清可湿性粉剂（先正达（苏州）作物保护有限公司）；正己烷（分析纯，西陇科学股份有限公司）；乙腈（色谱纯，安徽天地高纯溶剂有限公司）等。

1.药箱;2.水泵;3.水管;4.压力泵;5.稳压罐;6.流量计;7.喷头;8.控制面板;9移动齿条;10.升降挡板。

Figure 1 Diagram of simulated rainfall device

1.2 试验方法

1.2.1 试验地点及作物 试验在安徽农业大学试验田进行，播种后待生长25 d移栽至内径20 cm的塑料盆中，生长3 d后在室内进行试验。小白菜品种为上海青，由南京金盛达种子有限公司提供。

1.2.2 试验设计 运用人工模拟降雨，设降雨强度为25、50、75和100 mm·h-1，分别依次对应自然降雨强度中的小雨、中雨、大雨和极端降雨。

（1）降雨强度的影响。在施药后12 h进行模拟降雨，设降雨强度分别为25、50、75和100 mm·h-1，降雨时长30 min。

（2）雨滴大小的影响。在施药后12 h进行模拟降雨。设雨滴直径分别为0.5、1、1.5、2和2.5 mm，降雨量均为10 L·m-2。

（3）降雨间隔的影响。设降雨强度为50 mm·h-1，分别在施药后1、2、3、4、8、12、24、36和48 h进行模拟降雨，降雨时长30 min。

（4）降雨次数的影响。设降雨强度为50 mm·h-1，在施药后24 h进行第1次模拟降雨，降雨时长30 min。结束降雨后1 h进行第2次降雨，以此类推，总共降雨6次。

（5）降雨连续性的影响。设降雨强度为50 mm·h-1，在施药后24 h进行模拟降雨。设连续降雨为持续降雨30 min；间断降雨为先降雨10 min，收集样品，待叶片水液晾干后（间隔30 min）再降雨10 min，收集样品，重复3次。使连续降雨与间断降雨总时长都为30 min。

（6）小白菜不同生育期时降雨的影响。分别对生长时间为10 d、20 d、30 d的小白菜进行施药，在施药后24 h进行模拟降雨，设降雨强度为50 mm·h-1，降雨时长30 min。

（7）室内外环境的影响。施药后将小白菜分别放置在室内和室外。室内条件为无风，无直接光照，温度25 ℃。室外条件为无降雨自然条件。在施药后24 h进行模拟降雨，降雨强度为50 mm·h-1，降雨时长30 min。

1.3 分析方法

1.3.1 样品预处理 小白菜样品（去除根部）经食品打碎机打碎，充分混匀后置于自封袋中，储藏在—20℃冰柜中。

1.3.2 提取与净化 称取5 g小白菜样品（精确到0.01 g），置于20 mL离心管中，加入3 mL18%的盐酸静置30 min，再加入20 mL正己烷，震荡提取30 min，然后超声30 min。取上清液1 mL于2 mL离心管中，氮吹至干后，加入1 mL乙腈-水混合液（1∶1，/）超声溶解30 s，过0.22 μm的亲水PTFE针式滤器，待高效液相色谱检测。

1.3.3 检测条件 色谱柱：Agilent Eclipse XDB- C18，5 μm，4.6 mm×250 mm；柱温：40℃；检测波长：236 nm；流速：1.0 mL·min-1；进样时间：10 min；进样量：40 μL；流动相：水-乙腈（4∶6，/）。

1.4 标准曲线

称取百菌清标准品10 mg（精确至0.01 mg），用乙腈定容至10 mL容量瓶中，制成质量浓度为1000 mg·L-1的标准母液。再用乙腈稀释成0.1、0.5、1、5、10和20 mg·L-1的标准工作溶液，在设置的检测条件下进行液相色谱分析。以仪器响应峰值（面积）为纵坐标、百菌清进样质量浓度为横坐标绘制标准曲线。

1.5 添加回收试验

按上述提取、净化和分析检测方法，在小白菜中分别加入（25、250和500）100 μL，使其添加浓度分别为0.5、5和10 mg·kg-1，每个处理设置5个重复，进行添加回收试验。

2 结果与分析

2.1 百菌清分析方法的准确度与精密度

在0.1～20 mg·L-1范围内，仪器的响应峰值与百菌清进样质量浓度呈良好线性关系，回归线性方程为=3.8684+1.6788，2=0.999 8。本方法的检出限（LOD）为0.001 mg·L-1，定量限（LOQ）为0.005 mg·L-1。图2是浓度为0.5 mg·L-1的基质配标标准溶液色谱图。

图2 百菌清标准溶液0.5 mg·kg-1色谱图

Figure 2 Chromatogram of chlorothalonil standard solution at 0.5 mg·kg-1

表1显示，在添加水平为0.5～10 mg·kg-1时,样品加标平均回收率为85.8%～96.3%，相对标准偏差（RSD）为3.1%～8.0%。该方法的回收率与精密度符合农药残留分析要求[12]。

2.2 降雨对百菌清在小白菜上的淋失影响效应

2.2.1 降雨强度的影响效应 试验发现随着降雨强度的增加，百菌清在小白菜上的残留量呈下降趋势，不同降雨强度残留量数据之间差异显著（表2）。表明降雨强度越大，对百菌清的淋失作用越明显。由此结果说明百菌清施用后，随着降雨强度的增大，农药在小白菜上的滞留逐渐减小，对于防治病害的作用也将逐渐下降。Fife等[13]在研究降雨强度对百菌清在番茄叶上消解变化时得出相同结论，且降雨强度在短时降雨条件下影响显著。其原因是相同降雨时长下，降雨强度越大降水量越多，对百菌清的冲刷作用越强。从淋失率可以看出，小雨的淋失率最小，为29.9%。中雨约为小雨的2倍，大雨和极端降雨的降雨量虽仍成比例增加，但淋失率增加幅度小。说明降雨强度达到一定程度后，对百菌清的冲刷作用增加变缓。原因是由于叶片中的残留农药有部分是存在于叶片组织内部，表面上的雨水冲刷对于叶片内部农药的作用效应下降。

表1 小白菜中百菌清的添加回收率及精密度

表2 降雨强度对百菌清在小白菜上残留量的影响

注：*数据为3次重复的平均值±SD;不同小写字母表示经SPSS中Duncan法分析不同处理间在0.05水平差异显著。下同。

表3 雨滴直径对百菌清在小白菜上残留量的影响

图3 降雨时间间隔对百菌清在小白菜上残留量的影响

Figure 3 Effect of rainfall interval on residue of chlorothalonil on Pakchoi

2.2.2 雨滴大小的影响 随着雨滴直径的增大，百菌清在小白菜上的残留量呈下降趋势。雨滴直径在0.5～1.5 mm范围内百菌清的淋失率增幅较大；在1.5～2.5 mm范围内的淋失率增幅较小（表3）。试验结果表明，相同降雨量的条件下，雨滴大对百菌清的冲刷能力强，雨滴直径达到一定范围后冲刷能力变化不明显。其原因是由于小雨滴在叶片上的附着能力强，随着降雨量的增加，叶片上的小雨滴聚集到一起后滴落。而随着雨滴直径增大，雨滴会在叶片上发生弹跳，淋失率增长缓慢。

2.2.3 降雨时间间隔的影响 图3表明，随着百菌清在小白菜上施药后出现降雨的时间间隔增加，百菌清在小白菜上的残留量呈上升趋势。Monquero等[14]和Simões 等[15]研究发现一些除草剂也会随着降雨间隔的增加对雨水冲刷的抵抗力增强。刘瑜[16]研究发现降雨发生距离施药时间越短，雨水对茶叶上联苯菊酯冲刷作用就越强，随着时间延长雨水的冲刷作用不再显著增加，施药24 h后降雨对联苯菊酯残留量几乎没有影响，而百菌清的淋失率仍高于50%。本试验施药后间隔12 h内降雨对百菌清滞留量的影响极为显著，淋失率在60%以上。施药后间隔36 h降雨的淋失作用显著减小，48 h时的淋失率只有12.7%。其原因是由于在百菌清施药后24 h内，叶片上药液的水分绝大部分已经蒸发，但仍有少许水分残留在叶片导致百菌清黏着性不强，易受雨水冲刷流失。当降雨间隔在36 h及以后时，降雨对于残留在叶片中的农药影响下降，百菌清的淋失率小于30%，说明百菌清已经在叶片表面产生良好的黏着性，部分农药甚至进入叶片组织之中，不易被雨水冲刷。所以田间施药要关注天气预报，尽量施药后保持2 d不要出现降雨天气，至少施药后24 h不能有降雨产生才能保障药效。

2.2.4 降雨次数作用效应 随着降雨次数的增加，百菌清在小白菜上的残留量呈下降趋势。降雨次数达到4次及以上时，百菌清残留量稳定在7 mg·kg-1，淋失率约为87%（表4）。试验结果表明，在中等降雨量情景下，一定时期内不同降雨次数产生的小白菜上农药淋失率在3次后差异不显著。秦丽等[8]研究降雨次数对吡虫啉在小白菜上的残留影响发现，在降雨3～4次时，吡虫啉的淋失率基本保持在92%不再变化。其原因是随着降雨次数的增加，雨水会冲刷掉叶片上绝大部分的农药，但仍有少部分农药会通过渗透进入叶片内部，所以达到一定降雨次数后，农药残留量基本保持不变。百菌清与吡虫啉结果相同点是残留量都随降雨次数增加而减少，并在4次左右保持稳定。不同点在于百菌清为悬浮剂，吡虫啉为水溶剂，所以吡虫啉最终淋失率略高于百菌清，更容易被雨水冲刷掉。

表4 降雨次数对百菌清在小白菜上残留量的影响

表5 降雨连续性对百菌清在小白菜中残留量的影响

2.2.5 降雨连续性的影响 如表5所示，施药后24 h，进行中等强度降雨量连续降雨30 min处理的小白菜残留量为18.32 mg·kg-1。而相同降雨强度，间隔间断降雨3次，每次10 min，共30 min降雨处理的小白菜上残留量为11.65 mg·kg-1；间断降雨第二次处理与连续降雨残留量相当，表明在相同降雨时长条件下，间断降雨对百菌清淋失作用更强。秦丽等[8]研究发现连续降雨对小白菜上吡虫啉的淋失作用强于间断降雨。其原因可能是由于两种药物理化性质不同导致，吡虫啉在水中的溶解度为0.51 g·L-1（25℃），百菌清在水中的溶解度为0.6 mg·L-1（25℃），吡虫啉水中溶解度远大于百菌清。所以持续降雨对吡虫啉的淋失作用要高于间断降雨，而百菌清为悬浮剂不易溶于水，叶片对雨水的最大承载量可能在连续降雨结束前某一时间达到，使后面降雨对百菌清的淋失作用减小，而间断降雨则避免这一现象。

2.2.6 小白菜不同生育期的影响 图4所示，随着小白菜生育期的增长，施药24 h后百菌清的初始残留量和降雨淋失率都呈上升趋势。百菌清在小白菜生长中后期的淋失率达到70%以上，远高于生长前期。结果表明，小白菜生长时间越长越利于百菌清在叶片上的沉积。小白菜生长前期，叶片上百菌清不易被雨水冲刷掉。其原因是小白菜生长前期叶片面积小表面光滑且叶片倾角大，不利于药液附着和雨水冲刷；在小白菜生长中后期，叶片面积变大且叶片倾角很小，叶片表面也会因为纹路加深和绒毛的增加而变得粗糙，使药液在叶片上的附着能力增强，降雨在叶片上的冲刷能力也增强。

图4 降雨对百菌清在不同生育期小白菜上残留量的影响

Figure 4 Effect of rainfall on residue of chlorothalonil on pakchoi at different growth stages

图5 降雨对百菌清在室内外生长小白菜上残留量的影响

Figure 5 Effect of rainfall on residue of chlorothalonil on pakchoi of indoor and outdoor

2.2.7 室内外的影响 图5所示，施药24 h后，室内小白菜上百菌清的初始残留量高于室外。模拟降雨后，室内小白菜上百菌清的淋失率为74.5%比室外高20%。其原因主要是室内外环境因素差异导致的，尚子帅[17]研究发现百菌清在室外蔬菜上的半衰期小于室内，光照强度越大光解速率越快，温度越高水解越快。施药后24 h内室外小白菜上百菌清会因为环境因素而产生降解，所以初始残留量会低于室内。室外小白菜上药液中的水分会因光照等因素加快蒸发使百菌清在小白菜叶片上的黏着性更好；室内光照及温度都低于室外，所以叶片上药液中水分蒸发缓慢，导致降雨的冲刷作用更强。

3 结论

本试验通过模拟降雨强度、雨滴大小、降雨时间间隔、降雨次数和降雨连续性等研究降雨对百菌清在小白菜上残留冲刷淋失的影响。结果表明，百菌清在小白菜上的残留量随降雨强度的增加而降低；随雨滴直径的增大而降低；随降雨间隔的增长而升高；随降雨次数的增加而降低，降雨次数达到4次后残留量基本稳定；相同降雨时长，间断降雨对百菌清的淋失作用要强于连续降雨；小白菜生长前期叶片上百菌清抗雨刷能力强于中后期；施药24 h后，降雨对室内小白菜上百菌清淋失作用大于室外。

通过本研究可以明确百菌清受各特点降雨影响的确切变化，对于多雨季节百菌清有效防治露地蔬菜有重大意义。从试验结果可以看出降雨对小白菜上百菌清的药效影响很大，施药后24 h内中雨对百菌清的淋失率高于50%，施药后48 h中雨对百菌清的淋失率仅为10%左右，所以在施药后48 h内应尽量避免降雨发生，使百菌清有效黏着在叶片表面，达到较长防效时间。在实际生产中，施药后降雨会缩短百菌清正常防效时间，因此模拟降雨可以为多雨季节百菌清合理施用提供理论依据，提高农药利用率及防效质量。

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The leaching effect of chlorothalonil on pakchoi by simulated rainfall

ZHANG Genrong, ZHU Lei, OU Xu, SHI Taozhong, MA Xin, TANG Jun, WU Xiangwei, HUA Rimao

(School of Resources and Environment, Anhui Agricultural University, Anhui Key Laboratory of Agricultural Product Quality and Safety, Hefei 230036)

In order to explore the effect of rainfall on pesticide deposition loss on open vegetables, the effect of rainfall intensity, rain drop size, rainfall interval, rainfall frequency, rainfall continuity, fertility period and indoor and outdoor growing environment on the amount of pesticide deposited on pakchoi was investigated by artificial rainfall simulations, using chlorothalonil as the test pesticide and pakchoi as the representative crop. The results showed that the residual amount of chlorothalonil on pakchoi decreased with increasing rainfall intensity, decreased with increasing rain drop diameter, increased with increasing rainfall interval time, decreased with increasing rainfall frequency, reached a certain amount of stabilization; and the effect of intermittent rainfall on chlorothalonil was greater than continuous rainfall. The loss rate of chlorothalonil in the early growth stage of pakchoi was much lower than that in the middle and late growth stages. After 24 hours of application, the leaching loss rate of chlorothalonil in indoor growing pakchoi was higher than that in outdoor growing pakchoi. Within 48 hours after application of chlorothalonil, the residue was greatly affected by rainfall. After 48 hours, it showed higher windshield wiper resistance on pakchoi.

simulated rainfall; chlorothalonil; pakchoi; leaching effect; residue

S481.2

A

1672-352X (2021)01-0084-05

10.13610/j.cnki.1672-352x.20210319.010

2021-3-23 10:20:51

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20210319.1543.020.html

2020-06-09

国家重点研发计划项目（2016YFD0200205）和安徽高校协同创新项目（GXXT-2019-034）共同资助。

张根荣，硕士研究生。E-mail：1043208050@qq.com

花日茂，博士，教授。E-mail：rimaohua@ahau.edu.cn