張雪松, 王亞平, 蘇文忠, 王振豐, 高微微
(1.中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院藥用植物研究所,中草藥物質基礎與資源利用教育部重點實驗室,北京 100193;2.北京市懷柔區(qū)種植業(yè)服務中心,北京 101400;3.北京天惠參業(yè)股份有限公司,北京 101400)
中藥材是人們用以防病、治病的特殊商品,首先應對人體無毒害作用。中藥材一旦被農藥和重金屬污染,將可能對人體產生潛在的威脅,尤其是患病者,往往解毒功能較差,對其造成的危害比常人更大。2007年國際上中藥及天然藥用植物藥市場年銷售額近500億美元,據(jù)預測到2017年,將突破1 000億美元大關[1],受多種因素的影響,我國目前中藥出口額僅占世界中藥市場的3%~5%[2],其中農藥重金屬殘留污染已成為當前中藥材生產中亟待解決的重要問題,使我國的中藥出口面臨重大挑戰(zhàn)[3]。
中藥材金屬污染的原因之一是用了含有某種重金屬的農藥和肥料[4]。韓小麗等對312種中藥材的調查結果表明,砷的超標率為9.7%[5],人體攝入過量砷可引起外周血管紊亂,腹腔臟器嚴重失血,引起肝、腎、心等實質器官的損害[6-7]。
50%胂·鋅·福美雙可濕性粉劑(退菌特,福美甲胂∶福美鋅∶福美雙=1∶1∶2)是用來防治西洋參真菌病害的有效藥劑之一。在實際生產中,參農為了追求好的防治效果,常常提高用藥濃度或噴藥量,造成西洋參根中砷含量的增加而影響西洋參的品質。本研究以生產為基礎,分析了生產上不同胂·鋅·福美雙施用量在西洋參根及土壤中的殘留特征,旨在明確砷類殺菌劑進入西洋參的途徑及殘留情況,為西洋參的安全生產及品質保障提供依據(jù)。
根據(jù)胂·鋅·福美雙(50%可濕性粉劑,天津興果農藥廠生產)使用量的不同將其分成兩組,A為1.13~1.5 g/(m2·年),分3~4次使用;B為0.38~0.75 g/(m2·年),分1~2次使用,CK為不使用胂·鋅·福美雙的對照處理。在完全展葉期、初果期、盛果期及紅果期以400~600倍藥液均勻噴施全株,藥液用量約200~250 kg/667 m2,連續(xù)使用兩年(3、4年生西洋參),對照施用等量清水。
試驗時間為2008年4月—2009年10月,在北京懷柔、延慶、河北等地選擇12個3年西洋參栽培地,出苗數(shù)75~80株/m2;每個地點的試驗面積約2 000 m2,采用葦簾遮陰栽培方式,試驗地塊的基本養(yǎng)分情況見表1。試驗地其他病害防治用的殺菌劑及管理措施基本相同。
2009年9月25日—10月15日采集西洋參及栽培土壤。取土時除表土,采集1~15 c m土樣。五點取樣混合均勻后留取1 kg土樣,室內陰干,研碎并使其全部通過18號篩(孔徑1 mm),備用。在田間選取有代表性的西洋參根50支,用自來水沖洗干凈,在30~36℃條件下干燥后隨機選取參根10支,粉碎,過80目篩,36℃烘2 h后用于測定。
每個處理設4個重復,1個采樣點為1個重復,每個采樣點(即每個重復)為5份土(參)樣的混合樣。
表1 試驗地胂·鋅·福美雙使用量及土壤肥力情況1)
土壤堿解氮的測定采用堿解擴散法,土壤速效鉀的測定采用乙酸銨浸提—火焰光度法,土壤速效磷的測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法,土壤有機質的測定采用重鉻酸鉀容量法,土壤p H測定采用電位法[8]。土壤及西洋參中總砷測定采用GB15618-1995、GB/T 5009.11-2003規(guī)定的方法,測定儀器選用原子熒光光譜儀AFS-930。
試驗數(shù)據(jù)用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計分析,差異顯著性測驗與相關分析采用Duncan及Pearson法。
對相同處理4個地點的測定結果表明,葉面噴施不同濃度胂·鋅·福美雙后,參根中砷含量分別增加101.68%和64.52%,與對照間有顯著差異(p<0.05)(表2),反映出胂·鋅·福美雙在西洋參中呈現(xiàn)累積效果。西洋參樣品中砷的殘留量在0.24~0.68 mg/kg范圍內,符合《中國藥典》(2010版一部)中對西洋參藥材重金屬標準要求[9],但是隨著胂·鋅·福美雙使用量的增加會顯著增加西洋參砷的含量。
表2 不同用藥量對西洋參砷含量的影響1)
通過對土壤中砷含量的分析可以看出,對照土壤中砷平均含量為11.50 mg/kg;葉面噴施胂·鋅·福美雙后,A 處理[1.13~1.5g/(m2·年)]土壤中砷含量高于對照22.6%;B處理[0.38~0.75g/(m2·年)]土壤中砷含量比對照低6.4%,可能是試驗地塊差異造成的。方差分析結果表明,不同處理與對照之間土壤砷含量無顯著差異(表3)。從整體看,全部試驗地塊土壤樣品中砷的含量為7.02~13.7 mg/kg,低于無公害蔬菜產地土壤環(huán)境要求中砷(旱地≤25 mg/kg)的一級標準[10],目前尚不存在環(huán)境風險。但是隨著用藥量的增加還是會使土壤中砷殘留呈上升趨勢,長期使用有可能對土壤質量和環(huán)境造成影響。
表3 不同用藥量對西洋參栽培土壤砷含量的影響1)
為進一步探討土壤砷與西洋參砷之間的關系,對不同處理的西洋參中與栽培土壤中砷含量之間的關系進行了分析(見圖1)。結果表明,土壤砷與西洋參砷含量之間無顯著相關關系(R2=0.1 890),進一步說明土壤砷不是影響西洋參砷含量的主要因素。
圖1 西洋參砷與栽培土壤中砷含量的關系
對土壤砷與土壤有機質、N、P、K等元素之間的相互關系進行了分析,結果表明,在相同胂·鋅·福美雙施用量的情況下,土壤砷與有機質間呈正相關;未施用胂·鋅·福美雙的對照處理中,土壤砷與有機質間的相關系數(shù)R=0.413;施用胂·鋅·福美雙的A、B處理中相關系數(shù)分別達到R=0.902和R=0.910;土壤砷與堿解氮、有效磷之間的相關系數(shù)差異較大,不施用胂·鋅·福美雙的對照組,相關系數(shù)僅為R=0.057和R=0.074,使用胂·鋅·福美雙后有所增加。與速效鉀間的相關系數(shù)基本在R=0.528~0.610,各相關系數(shù)均未達到顯著水平(p>0.05)(見表4)。
表4 栽培土壤中砷與有機質及大量元素之間的關系1)
中藥材污染途徑之一是農藥直接施用于土壤中或噴灑到植株上被植物吸收。胂·鋅·福美雙的使用方式以葉面噴施為主,經過兩個生長季(2009年10月)后西洋參根內的總砷含量隨著藥劑使用量的增加而顯著增加,與馮光泉等在三七上的研究結果相似[11],可能與胂·鋅·福美雙的累積效果有關。
本研究顯示西洋參根中的砷與土壤砷之間無明顯相關性。與在三七、柑橘、川芎上的研究結果類似[11-13]。一方面說明土壤中砷不易被西洋參根吸收,另一方面表明西洋參以覆蓋免耕栽培為主,葉面噴施的藥劑大部分會落在西洋參植株下的覆蓋物上,并未進入土壤中,每年秋季,這些覆蓋物會被清除,落在覆蓋物上的藥劑因此也被移走,降低了藥劑進入土壤的量,被西洋參吸收利用的比例也就降低。胂·鋅·福美雙進入土壤后的吸收過程有待研究。
在同等胂·鋅·福美雙施用量的情況下,土壤砷含量與土壤有機質間呈正相關關系,但未達到顯著水平(p>0.05)。推測原因可能是西洋參栽培土壤休閑期間使用的有機肥主要為雞糞或牛糞。有報道豬糞和雞糞的施用是導致設施蔬菜地土壤砷累積的最重要因素[14-15]。張樹清等[16]對規(guī)?;B(yǎng)殖場畜禽糞便的調查發(fā)現(xiàn),豬糞和雞糞中砷含量分別為0.3~65.4 mg/kg和0.01~19.6 mg/kg;Li等[17]對北京地區(qū)29個豬糞樣本的調查表明含砷量為0.42~119.0 mg/kg;使用大量的類似有機肥時,土壤中也會積累相應的重金屬元素。因此,在實際生產中,應合理使用殺菌劑,掌握正確的用藥時間、濃度,根據(jù)具體情況合理、輪換使用殺菌劑,減少對西洋參等中藥材品質及栽培土壤環(huán)境的影響。另外,使用肥料前盡量了解肥料的基本情況,避免使用含有過量重金屬的畜禽糞便作為肥料或將其進行無害化處理。
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