丙环唑对菜薹株高和产量的影响及其残留行为研究

黄健祥孙 玲叶 倩高毓文万 凯陈汉才

〔1广东省农业科学院农产品公共监测中心，广东广州 510640；2广东省农业科学院蔬菜研究所，广东广州510640；3国家农业检测基准实验室（农药残留），广东广州 510640〕

农药是农业生产中必不可少的化学投入品，是最方便、经济、有效、稳定的病虫害防治技术手段。在保障农产品产量和质量的同时，农药的滥用、不科学使用会对环境和人体健康带来风险和危害（朱春雨 等，2014）。丙环唑是一种高效、广谱性的三唑类杀真菌剂（Zhang et al.，2015；Pak et al.，2017），可用于粮谷、蔬菜、水果等作物生产过程中的病害防治（阳廷密 等，2014；邹华娇，2014；宋雅琴 等，2015；郭宁 等，2017），是三唑类杀菌剂的代表性品种之一（张一宾，2017）。由于丙环唑还兼具抑制植株生长的功能，近年来被部分菜农用于调节菜薹（菜心）、芥蓝、白菜类蔬菜的生长，可以抑制植株高度及控制叶片生长，促进茎秆粗壮和叶色深绿（项栋梁，2013；杨光，2013；杨澍雨，2016）。但是，丙环唑具有一定的毒性且属于内分泌干扰物质（European Food Safety Authority，2017；Liu et al.，2017）。为了保障消费者的健康安全，日本、美国、欧盟等国家和地区制定了粮谷、蔬菜、水果等农产品中丙环唑的最大残留限量（maximum residue limit，MRL）（European Commission，2016；The Japanese Positive List System for Agricultural Chemical Residues in Foods，2018；The United States of America，2018）。我国于2017年6月18日开始实施的新版食品安全国家标准《食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2016）中规定了谷物、油料油脂、水果等食品中丙环唑的MRL（中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 等，2016），但对菜薹等芸薹属叶菜中丙环唑的MRL未有规定。菜薹食用部分为花薹，是我国华南地区种植、食用量大面广的特色蔬菜（耿安静 等，2012），同时销往我国港澳地区及日本、美国等国家，是日常膳食消费中的重要蔬菜种类之一（杨暹 等，2002；张华和刘自珠，2010）。因此，科学评估丙环唑在菜薹中的残留特点、膳食暴露风险具有重要的研究意义和现实意义。

Wu等（2018）研究表明，田间试验中丙环唑在辣椒上的半衰期为5.3～8.1 d；在推荐剂量下，采收间隔期为21 d时辣椒样品中丙环唑的残留量低于欧盟MRL。张月等（2012）研究了丙环唑在香蕉及土壤中的残留降解情况，评价其施用于香蕉后的安全性，结果表明丙环唑在香蕉全蕉中的半衰期为11.4～15.3 d；香蕉套袋可以有效阻挡农药在蕉果上的附着，从而降低丙环唑在香蕉中的残留量（张月等，2014）。刘艳萍等（2014）基于田间试验研究了戊唑醇、氟环唑、苯醚甲环唑、丙环唑等4种常用三唑类杀菌剂在香蕉上的残留行为，结果表明丙环唑在香蕉上的降解半衰期为9.4～15.6 d；在施药浓度400 mg·kg-1和600 mg·kg-1、喷液量600 L·hm-2及施药次数3次和4次的条件下，末次施药后42 d丙环唑在蕉肉中的残留量为0.02～0.07 mg·kg-1、在全蕉上的残留量为0.05～0.32 mg·kg-1，可见香蕉中丙环唑主要残存在果皮上。方丽萍等（2015）研究了苹果采果期使用丙环唑、氟环唑可能产生的膳食安全风险，将25%丙环唑水乳剂稀释500倍和1 000倍、在苹果生长到成熟个体一半大小时施药，丙环唑的半衰期为7.5～7.8 d；膳食暴露风险评估结果表明，幼年消费者风险熵明显高于成年人，在苹果采果期合理使用丙环唑、氟环唑对消费者的膳食健康风险低。姚金刚（2013）研究了三环唑和丙环唑在水稻和土壤中的残留污染行为，田间试验结果表明最后一次施药后30 d采集的稻米样品中丙环唑的最大残留量为0.081 mg·kg-1；三环唑和丙环唑在糙米中的残留量较少，主要累积在稻壳和植株中，后两者承载了90.9%。综上所述，在芸薹属叶菜类蔬菜生产中使用丙环唑是否存在残留暴露风亟须进行科学研究和评价。本试验在田间试验基础上研究了丙环唑对菜薹株高和产量的影响以及残留水平与膳食暴露风险；同时调查研究了广州流通市场上菜薹中丙环唑的残留水平与膳食暴露风险，旨在为菜薹的安全生产、农药的合理使用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试菜薹品种为广东省农业科学院蔬菜研究所培育的小80天；供试丙环唑为瑞士先正达作物保护有限公司生产的敌力脱乳剂，有效成分为250 g·L-1。

市场流通菜薹样品：于2016年第2～4季度和2017年第1季度从广州市11个行政区的农贸市场和超市销售的菜薹中随机抽取样品共408份。

试验主要仪器与设备有：Milli-Q超纯水器（Merk Millipore公司）；Multi Reax自动涡旋仪（德国Heidolph公司）；高速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）；液相色谱-三重四级杆串联质谱联用仪（LCMS-8050，日本岛津公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验于2016年在广东省农业科学院蔬菜研究所试验基地进行。根据产地调研信息、参考农药残留试验准则（中华人民共和国农业部，2004）等，设计丙环唑制剂试验浓度，分别为稀释3 000倍液（低剂量、有效成分250 g·hm-2）和2 000倍液（高剂量，有效成分375 g·hm-2）。每个浓度3次重复，小区面积20 m2。菜薹10月14日播种，11月10日（播种后第27天）喷施丙环唑，以喷施自来水为对照。

1.2.2 丙环唑对菜薹株高和产量的影响 叶面分别喷施高、低浓度的丙环唑溶液后7、10 d（11月17～20日），每小区分别随机抽取15株菜薹样品，测定株高和单株产量，取平均值。

1.2.3 丙环唑的残留消解动态 叶面喷施高浓度（有效成分375 g·hm-2）丙环唑后2 h及1、3、5、7、10、14 d（11月10～24日），分别随机抽取各小区菜薹样品，检测丙环唑残留量，研究残留消解动态。采样方法参照农药残留试验准则（中华人民共和国农业部，2004），每份样品不少于2 kg。

1.2.4 丙环唑的最终残留 叶面喷施高浓度（有效成分 375 g·hm-2）和低浓度（有效成分 250 g·hm-2）丙环唑后3、5、7 d（11月13～17日），分别随机抽取各小区菜薹样品，检测丙环唑的最终残留量。采样方法参照农药残留试验准则（中国农业部，2004），每份样品不少于2 kg。

1.2.5 丙环唑分析条件 丙环唑的分析按照叶倩等（2017）建立的方法：丙环唑在1～500 μg·L-1浓度范围内有良好的线性关系；在0.010、0.10、0.50 mg·kg-13个添加浓度水平下，菜薹中丙环唑的回收率为84.7%～96.2%，相对标准偏差为1.0%～6.7%；方法定量限为最低添加浓度0.010 mg·kg-1，检出限为 0.001 mg·kg-1。

称取10.00 g菜薹样品于50 mL离心管中，加入20 mL含1%（体积分数）乙酸的乙腈溶液、4.0 g无水硫酸镁和1.0 g无水醋酸钠，涡旋振荡3 min，4 500 r·min-1离心5 min；取5 mL上清液于10 mL离心管中（内含75 mg PSA、425 mg无水硫酸镁、50 mg C18吸附剂），涡旋混匀1 min后4 500 r·min-1离心 5 min；取上清液，以 0.22 μm 尼龙66滤膜过滤，LC-MS/MS检测。仪器检测条件如下。

色谱柱：岛津Shim-pack XR-ODSⅢ（2.0 mm×75 mm，1.6 μm）。流动相A：0.1%甲酸水溶液；流动相B：乙腈；梯度洗脱程序：0～2 min，10% B；2～5 min，10%～95% B；5～7 min，95% B；7.1 min，10% B。流速：0.3 mL·min-1；柱温：40 ℃；进样量：1 μL。采用ESI离子源，正离子多反应监测（multiple reaction monitoring，MRM）模式。雾化气流速：3 L·min-1；加热气流速：10 L·min-1；干燥气流速：10 L·min-1；离子源接口温度：300 ℃；脱溶剂温度：250 ℃；加热块温度：400 ℃。丙环唑的质谱检测参数见表1。

表1 丙环唑质谱检测参数

1.2.6 菜薹中丙环唑残留的膳食暴露风险评估 参考联合国粮农组织（FAO）的国家估计每日摄入量方法（Food and Agriculture Organization，2009），按照以下公式计算慢性风险熵（risk quotient，RQ）。当RQ＜100%时，表示风险在可接受范围；RQ≥100%时，表示存在危害风险。

式中：C为丙环唑残留值（mg·kg-1），田间试验残留暴露风险评估时，取田间样品的最终残留值；市场样品残留暴露风险评估时，取每季度阳性样品的平均检出值。菜薹的平均摄入量取值为《中国居民营养与健康状况调查报告之十》中广州市区居民的蔬菜（深色蔬菜+浅色蔬菜）日平均摄入量0.362 8 kg（金水高，2008）。ADI为丙环唑每日允许摄入量0.07 mg·kg-1（中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 等，2016）。BW为人群平均体重，取值63 kg（简秋 等，2012）。

1.3 数据处理

采用SPSS软件对试验数据进行统计分析，运用单因素方差分析法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 丙环唑对菜薹株高和产量的影响

参照 BBCH Monograph图谱（Meier，2001），喷施丙环唑后7 d菜薹生长到成熟个体的80%大小，对应编号88；喷施丙环唑后10 d菜薹生长到完整成熟个体，对应编号89。

图1 不同浓度丙环唑对菜薹株高的影响

图2 不同浓度丙环唑对菜薹单株产量的影响

由图1、2可见，喷施低浓度（有效成分250 g·hm-2）丙环唑后7 d，菜薹株高比对照下降18.8%，产量也下降了12.5%，差异均达显著水平；10 d后株高显著下降17.5%，产量无显著差异。说明喷施低浓度丙环唑10 d后采收，对降低菜薹株高效果显著，而不影响产量。喷施高浓度（有效成分375 g·hm-2）丙环唑7、10 d后，菜薹株高分别比对照显著下降了16.7%和18.0%，而产量无显著差异，说明喷施高浓度丙环唑7～10 d后采收，均可以有效降低菜薹株高而不影响产量。

2.2 丙环唑在菜薹中的残留风险

2.2.1 丙环唑在田间菜薹样品中的消解动态及残留风险 丙环唑在菜薹生产中的消解动态曲线见图3，降解符合一级动力方程y=7.386e-0.419x，半衰期为 1.7 d，R2=0.974 2。

图3 丙环唑在田间菜薹样品中的消解动态

从表2可以看出，在同一采收间隔下，低浓度处理的丙环唑残留量均低于高浓度处理；2个浓度处理的丙环唑残留量均随采样时间的延长而降低；丙环唑在田间菜薹样品中的最终残留值为0.210～2.207 mg·kg-1，均高于日本关于十字花科蔬菜中丙环唑MRL 0.05 mg·kg-1的规定（The Japanese Positive List System for Agricultural Chemical Residues in Foods，2018），但低于美国制定的结球白菜（作为参考）中丙环唑MRL 20 mg·kg-1的规定（The United States of America，2018）； 大 田 喷施2种浓度丙环唑后3～7 d，丙环唑残留膳食暴露风险熵在1.73%～18.16%之间，处于可接受的范围。

表2 田间试验菜薹中丙环唑残留量及膳食暴露风险熵

2.2.2 丙环唑在市场流通菜薹样品中的残留及暴露风险 从表3可以看出，丙环唑在广州市场菜薹样品中的检出情况比较普遍，检出率为50.5%～93.5%，残留最大检出值为0.137～2.117 mg·kg-1，阳性样品平均检出值为0.011～0.070 mg·kg-1。以各季度菜薹阳性样品中丙环唑平均检出值计算，残留膳食暴露风险熵在0.09%～0.58%之间，处于可接受范围。说明流通市场菜薹样品中的丙环唑残留不存在明显的膳食暴露风险。值得引起重视的是，从检出率、阳性样品平均检出值、最大检出值3个指标来看，2016年第2、3季度广州市场菜薹的丙环唑残留情况明显比2016年第4季度和2017年第1季度严重。

表3 广州市场菜薹中丙环唑残留量及膳食暴露风险熵

3 结论与讨论

本试验结果表明，在广州地区秋季种植菜薹，种子直播27 d后叶面喷施有效成分为375、250 g·hm-2的丙环唑溶液，喷施后7～10 d采收，株高降低16.7%～18.8%；喷施低浓度丙环唑后7 d，产量显著下降了12.5%，10 d后产量无显著差异；喷施高浓度丙环唑7 d和10 d后产量均无显著差异。说明丙环唑可在不显著影响菜薹产量的前提下有效抑制株高。

在本试验条件下，丙环唑的最终残留量为0.210～2.207 mg·kg-1，残留膳食暴露风险熵为1.73%～18.16%，处于可接受范围。丙环唑在菜薹上的半衰期只有1.7 d，消解速度很快。需要指出的是，本试验只针对广州地区秋季的菜薹生产开展，试验时间、试验地点只有一年一地，田间试验的数据结果具有一定的局限性。由于只采用了2种浓度丙环唑进行试验，试验结果不能反映其他浓度施用的效果、最终残留水平及膳食暴露风险。

2016年第2季度至2017年第1季度，广州地区流通市场菜薹中丙环唑残留的膳食暴露风险熵处于可接受范围。菜薹中存在丙环唑残留的现象比较普遍且呈现出季节性差异，需要引起注意。每年5～8月广州市场上外省运入的菜薹占了流通量的大部分，9、10月至翌年的3、4月为广东本地菜薹的上市期。样品采集过程中所记录的蔬菜产地来源可靠性存在不确定性，如有的超市样品标称来源于批发市场，而批发市场的蔬菜来自全国各地，难以追溯原产地等。与此同时，第2、3季度广东地区天气比较炎热多雨，菜薹种植更容易发生病害。菜薹的产地来源、生产季节等因素与丙环唑的残留水平是否存在相关性，需要进行更系统、更深入的研究。

评估所用的膳食摄入参数采用广州地区摄入数据，与全国平均摄入水平存在差异；体重参数采用成年人63 kg的平均值，未分组评估不同类别人群。风险评估对象为菜薹中的丙环唑残留，未包括菜薹中其他农药残留、其他食品中的农药残留等。因此，评估结果存在一定的局限性和不确定性，有待于进一步对不同年龄段人群进行分组分析，将菜薹种植过程中的常用农药纳入评估等等。