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浅析土壤中苄嘧磺隆残留导致烟草药害的临界阈值

2020-07-10 343 上传者：管理员

摘要：[目的]明确土壤中苄嘧磺隆残留导致烟草药害产生的临界阈值,为防范药害风险和烟田规划布局提供理论依据。[方法]通过田间试验研究苄嘧磺隆在土壤中的降解规律和残留量,分析苄嘧磺隆残留量与烟草药害等级的相关性。[结果]苄嘧磺隆残留易导致烟草药害产生,典型症状为烟株矮化,株高、叶长、叶宽受到抑制；推荐施用剂量苄嘧磺隆在土壤中的降解半衰期为20.4 d,移栽后60 d降解率为85.2%,土壤中苄嘧磺隆残留临界阈值为0.005 mg/kg；烟田规划期即烟草移栽前60 d,土壤中苄嘧磺隆残留临界阈值为0.216 mg/kg。[结论]苄嘧磺隆残留筛查是防范烟草药害风险的重要措施,烟田规划期土壤中苄嘧磺隆残留量不得超过0.216 mg/kg,否则有较大的生产安全风险。

关键词：
农药残留
土壤
残留阈值
烟草
烟草质量安全
苄嘧磺隆
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苄嘧磺隆(bensulfuron methyl)是一种选择性内吸传导型除草剂，因具有高效、广谱、低毒及低用量等优点，成为我国稻田防除阔叶杂草和莎草的主要除草剂之一[1]。然而，苄嘧磺隆挥发性低、难以光降解，施用后极易在稻田土壤中残留，导致后茬烟草、番茄等敏感作物发生药害，影响产量和质量[2,3]。

烟稻轮作是我国福建、湖南、江西等烟草产区主要的栽培模式之一。近年来，因稻田除草剂残留导致烟草产生药害的现象时有发生。有研究表明，苄嘧磺隆对烟草的药害症状主要为抑制株高和叶宽[4]，在打顶期后，影响淀粉酶和过氧化物酶活性[5]；通过修复剂施用能在一定程度上缓解药害症状[6,7]，但通常观察到药害症状时，烟草生长已进入种植后期，仍会对烟草产量和质量产生一定影响。在确定烟草农田土壤苄嘧磺隆残留导致烟草药害临界阈值的基础上，对烟田进行适用性评价和合理规划布局，是防范烟草药害风险的重要举措。

因此，试验在明确苄嘧磺隆在土壤中残留降解规律的基础上，通过苄嘧磺隆残留量与烟草药害等级相关性分析，确定不同时期烟草农田土壤苄嘧磺隆残留导致烟草药害的临界阈值，为烟草药害风险防范和烟田规划布局提供理论依据。

1、材料与方法

1.1供试材料与主要仪器

供试烟草品种为翠碧一号，供试除草剂为10%苄嘧磺隆可湿性粉剂(江苏快达农化股份有限公司)，纯度>98.0%苄嘧磺隆标准品(上海麦克林生化科技有限公司)。高效液相色谱仪UPLC(美国Waters公司)串联质谱仪QTRAP4500(美国AB SCIEX公司)。

1.2试验设计

田间试验于2019年在福建省三明市莘口镇和沙县富口镇同时进行，前茬作物为水稻，且未施用苄嘧磺隆等高风险除草剂。根据10%苄嘧磺隆可湿性粉剂推荐施用剂量30 g a.i./hm2，设置T1～T6和空白对照CK共7个处理(见表1)，同时采用推荐剂量T3处理进行苄嘧磺隆的残留降解动态试验。每小区面积60m2，随机区组排列并重复3次，各处理之间设置保护行。对烟田土壤表面均匀喷雾施药，随后翻耕起垄，移栽烟苗。烟草育苗与田间管理严格按当地操作规程进行。

表1苄嘧磺隆施药剂量试验设计

1.3测定项目及方法

1.3.1烟草药害观测

烟草呈现明显药害症状时，参照YC/T 526—2015烟草除草剂药害分级及调查方法对烟株药害情况进行观测，记录烟草药害症状并进行赋值处理(见表2)。

表2烟草药害观测标准及等级赋值

1.3.2苄嘧磺隆残留量测定

烟草移栽后1 d和药害症状明显呈现时，采集T1～T6处理的土壤样品；施药后1、3、5、7、14、21、28、35、42、60 d采集T3处理的土壤样品。随机采集烟株根际土壤样品3份并混合均匀，取100 g左右置于-20℃冰箱保存。参照刘亚娟等[8]的方法测定土壤中苄嘧磺隆残留量。

1.4数据分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS V20.0软件进行相关数据的处理与分析。土壤中苄嘧磺隆残留量与烟草药害等级相关性采用指数方程y=alnx+b进行拟合，临界阈值C=e(-b/a)。苄嘧磺隆残留降解规律采用一级动力学方程CT=C0e-KT进行拟合，半衰期T1/2=ln2/K。

2、结果

2.1烟草药害观测

药害观测结果表明：移栽后60 d烟草进入旺长期，苄嘧磺隆残留导致烟草药害症状明显呈现。典型症状为烟株矮小，株高、叶长、叶宽均受到抑制，药害严重时烟株明显矮化，叶片黄化，茎部出现褪绿斑。随着施药剂量的增加，药害等级明显升高(见表3)。即使施用苄嘧磺隆推荐剂量的0.1倍(T6)也会导致烟草产生轻微药害，施用推荐剂量(T3)对烟草药害非常明显，烟株长势较差。

表3苄嘧磺隆残留导致烟草药害等级

2.2苄嘧磺隆残留降解动态

推荐施用剂量(T3)的苄嘧磺隆在土壤中的降解规律符合一级动力学方程CT=0.151e-0.034T，相关系数R2=0.9666(见图1)。通过方程计算得到苄嘧磺隆在土壤中的半衰期T1/2为20.4 d，施药后60 d时，降解率为85.2%。

图1苄嘧磺隆在土壤中的残留消解动态

2.3苄嘧磺隆残留量

不同施药剂量下苄嘧磺隆在土壤中的残留量见表4。移栽后60 d，当烟草呈现明显药害症状时，土壤中苄嘧磺隆残留量与移栽后1 d的残留量相比有明显降低。不同施药剂量下苄嘧磺隆在土壤中的降解率大致相同，分布在67.7%～85.9%之间。

2.4苄嘧磺隆残留临界阈值

采用对数方程对不同时间土壤中苄嘧磺隆残留量和烟草药害等级进行了拟合。结果表明：移栽后60 d，当烟草产生明显药害时，土壤中苄嘧磺隆残留量与烟草药害等级呈现良好的相关性，相关系数R2=0.9317(见图2)。通过方程计算得到，土壤中苄嘧磺隆残留的临界阈值为0.005 mg/kg。移栽后1 d土壤中苄嘧磺隆残留量与烟草药害等级同样呈现良好的相关性，相关系数R2=0.9885(见图3)。移栽后1 d，土壤中苄嘧磺隆残留的临界阈值为0.032 mg/kg，如超过此临界阈值，移栽后60 d，烟草会产生药害症状。

表4土壤中苄嘧磺隆残留量

图2苄嘧磺隆残留量与烟草药害等级相关性(移栽后60 d)

图3苄嘧磺隆残留量与烟草药害等级相关性(移栽后1 d)

烟草产区农田规划一般在移栽前60 d进行。根据推荐剂量(T3)的苄嘧磺隆施用后在土壤中的降解率85.2%计算，确定烟田规划期土壤中苄嘧磺隆残留临界阈值为0.216 mg/kg，如超过此阈值，该农田不得进行烟草种植。

3、结论与讨论

稻田除草剂残留易导致后茬烟草产生不同程度的药害，已成为影响烟稻轮作区烟草安全生产的重要因素[9,10,11]。作为稻田主要除草剂种类之一，苄嘧磺隆残留造成烟株矮小，抑制叶长、叶宽、株高，严重时叶片黄化，茎部出现褪绿斑，导致烟草不能正常生长，进而影响烟叶的产量和质量[12]。

降解动态试验结果表明：推荐剂量施用下苄嘧磺隆在土壤中的半衰期为20.4 d，烟草移栽后60 d降解率为85.2%，与前人的研究结果基本一致[9,12,13]。苄嘧磺隆属于易降解农药，但因烟草对其较为敏感，土壤较低含量的残留仍易导致药害产生[7]。移栽后60 d，土壤中苄嘧磺隆导致烟草药害产生的临界阈值为0.005 mg/kg，这与刘修园、张倩[9,13]确定的临界浓度大致相同。

苄嘧磺隆对烟草药害一般在生长后期呈现，而一旦观测到药害症状，对烟草产量和质量均会有一定影响。因此，在烟田规划期进行土壤中苄嘧磺隆残留量筛查，合理规划烟田布局，能有效防范苄嘧磺隆对烟草的药害风险。试验通过分析苄嘧磺隆在土壤中残留量和烟草药害等级的相关性，结合降解规律，确定烟田规划期即烟草移栽前60 d，土壤中苄嘧磺隆残留临界阈值为0.216 mg/kg，超过此阈值，不得进行烟草种植。

参考文献：

[1]郑庆伟.10%苄嘧磺隆·异丙草胺可湿性粉剂对水稻抛秧田稗草、鸭舌草等常见杂草有较好的防效[J].农药市场信息,2016(24):52.

[2]孙兰兰,徐洪乐,苏旺苍,等.苄嘧磺隆土壤残留对4种作物的敏感性及药害早期诊断[J].农药,2019,58(10):737-740.

[3]张丽光,张伟莉,赵丽,等.苄嘧磺隆对谷子的安全性及叶片生理特性的影响[J].西北农业学报,2019,28(11):1769-1777.

[4]付春伶,张国宾.烟田残留除草剂药害治理研究进展[J].广东农业科学,2018,45(8):98-106.

[5]张国宾,冯秀杰,周星洋,等.稻田除草剂残留对后茬作物烟草农艺性状和生理代谢的影响[J].华南农业大学学报,2016,37(1):41-45.

[6]沈会芳,蒲小明,张景欣,等.烟草杀虫剂和除草剂药害修复剂筛选试验[J].广东农业科学,2019,46(6):99-109.

[7]李人一,陈家盛,胡汝检,等.几种植物生长调节剂对苄嘧磺隆胁迫下烟草的生长作用[J].福建农业学报,2016,31(8):863-868.

[8]刘亚娟,侯志广,梁爽,等.22%苄嘧磺隆·五氟磺草胺SC在水稻土壤及稻田水中的残留分析方法[J].农药,2016,55(4):284-286.

[9]刘修园.九种稻田常用除草剂对烟草生长的影响及其残留降解规律研究(硕士论文)[D].泰安:山东农业大学,2018.

[10]项裕昆.苄嘧磺隆在植烟土壤中的残留降解行为及其对烟草生长发育和产质量的影响(硕士论文)[D].长沙:湖南农业大学,2011.

[11]沈会芳,蒲小明,张景欣,等.两种稻田除草剂引起的烟草药害及替代除草剂筛选试验[J].广东农业科学,2019,46(1):84-90.