不同處理方式對葉菜廢棄物農(nóng)殘含量的影響

段永華,左麗娟,張 繼,趙 凡,李曉亮,鄧成忠,劉 奎,鄭 悅,楊進(jìn)成,張 鐘*

1.玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,云南玉溪 653100;2.玉溪市江川區(qū)九溪鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心,云南江川 652600;3.通海縣植保植檢站,云南通海 652700)

葉菜廢棄物是葉菜作物在生長管理、收獲、儲(chǔ)存和流通過程中產(chǎn)生的大量植物殘?bào)w和廢棄根、莖、葉。據(jù)統(tǒng)計(jì),葉菜產(chǎn)廢系數(shù)平均值高達(dá)9.7%[1]。然而,葉菜廢棄物也是一種寶貴資源,其富含鈣、鎂、鉀、胡蘿卜素、葉黃素等多種營養(yǎng)元素,具有肥料化、飼料化、基質(zhì)化、能源化等方面的價(jià)值,若合理有效利用有助于減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

大多數(shù)葉菜生長期短,病蟲害發(fā)生嚴(yán)重。生產(chǎn)上,菜農(nóng)仍以施用化學(xué)農(nóng)藥作為防治葉菜病蟲害的主要措施,過多、過量的施藥常造成葉菜廢棄物農(nóng)殘含量超標(biāo)。若其作為資源進(jìn)入食物鏈,必對環(huán)境和人畜生命安全造成較大的隱患。為此,如何有效降低葉菜廢棄物農(nóng)殘含量成為其綜合利用亟待解決的問題之一。

當(dāng)前,農(nóng)業(yè)科技工作者在葉菜生產(chǎn)病蟲害防治、農(nóng)藥使用現(xiàn)狀、農(nóng)殘含量分析、殘留農(nóng)藥消減、綠色生產(chǎn)等方面做了大量的研究,成果頗豐[2-6],成效顯著;但葉菜廢棄物綜合利用方面的研究主要集中在處理方法及資源的回收利用方面[7-8],鮮有葉菜廢棄物農(nóng)殘消減方面的相關(guān)報(bào)道。為此,筆者以葉菜(白菜和甘藍(lán))廢棄物為試材,實(shí)施葉面噴施敵敵畏農(nóng)藥作業(yè),待晾干后對其開展日曬、水煮、微波爐加熱、枯草芽孢桿菌(具有改變微生物菌群結(jié)構(gòu)、分解農(nóng)藥殘留等功能)施用、切碎漚肥、整葉漚肥處理,擬研究不同處理方式對葉菜廢棄物農(nóng)殘含量的影響,以期為葉菜廢棄物綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間及地點(diǎn)2022年7月22—8月6日,試驗(yàn)于玉溪市江川區(qū)九溪鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心進(jìn)行。

1.2 材料

1.2.1采樣品種及地點(diǎn)。試驗(yàn)樣品為白菜、甘藍(lán)兩類作物的廢棄物;采樣地點(diǎn)為玉溪市江川區(qū)九溪鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場同一商家。

1.2.2試劑材料及使用方法。農(nóng)藥:敵敵畏,有效成分含量77.5%(氣譜法)。屬有機(jī)磷殺蟲劑,具有觸殺、胃毒等作用;昆明農(nóng)藥有限公司生產(chǎn)。

枯草芽孢桿菌,有效活菌數(shù)≥2.0億/g,為濟(jì)寧市金山生物工程有限公司生產(chǎn)。

檢測試劑緩沖液、底物、酶液、顯色劑等試劑按GB/T 5009.199—2003標(biāo)準(zhǔn)配制,由廣東恒度檢測科技有限公司生產(chǎn)[9]。

1.2.3試驗(yàn)儀器。檢測儀器為RP-420農(nóng)藥殘毒快速檢測儀,由北京捷盛依科科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。

1.3 方法按以下7種方式進(jìn)行樣本處理,不設(shè)重復(fù):①對照(CK),噴施清水作業(yè)后,葉表面在遮陰處自然風(fēng)干;②日曬作業(yè),將葉菜廢棄物放置太陽光下,待樣品自然曬干為止;③枯草芽孢桿菌作業(yè),以葉菜廢棄物∶枯草芽孢桿菌=1 000∶3的重量比施藥后兩者混均;④微波爐加熱作業(yè),用海爾牌微波爐調(diào)至微波中火加熱模式后,以每次處理300 g樣品3 min的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè);⑤水煮作業(yè),在沸水中,加入蔬菜廢棄物,待水沸騰后,計(jì)時(shí)2 min,后撈起濾水;⑥切碎漚肥作業(yè),將蔬菜廢棄物切成0.5～1.0 cm寬的細(xì)條后,腐爛發(fā)酵漚肥;⑦整葉漚肥作業(yè),將葉菜廢棄物整葉腐爛發(fā)酵漚肥。

白菜、甘藍(lán)葉菜廢棄物表面無水分后,于7月25日,用濃度1∶1 000倍液的敵敵畏藥液均勻噴施葉面至葉面充分濕潤有液滴時(shí)止;待自然風(fēng)干后混均,取鮮重3 kg為一個(gè)樣本,在7月25日至8月6日期間,分9個(gè)批次檢測,共測試126個(gè)樣品。

1.4 樣品檢測方法該試驗(yàn)用乙酰膽堿酯酶抑制法[10],對葉菜廢棄物的農(nóng)殘含量進(jìn)行檢測。

1.4.1檢測樣本制備。檢測樣本根據(jù)葉菜廢棄物的變質(zhì)情況按以下2種方式制備:①2022年7月25—27日,葉片未腐爛時(shí),取其葉片部分,用電子秤稱取2 g,將其剪成1 cm見方大小置于取樣杯內(nèi),加入10 mL緩沖液,振蕩1～2 min,將其過濾即為樣本提取液;②2022年7月28日至8月6日,葉片腐爛后,混均沼液,用5 000 μL的移液槍吸取2～4 mL沼液于取樣杯內(nèi),加入10 mL緩沖液,振蕩1～2 min后,再用定性濾紙過濾,濾液靜置3～5 min即為樣本提取液。

1.4.2檢測。取適量試管,其中一只加入2.5 mL緩沖液做空白對照,其余分別加入2.5 mL樣品提取液,再分別依次加入酶100 μL→顯色劑100 μL(搖勻,37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10 min)→底物100 μL,搖勻后馬上倒入比色皿中再放入儀器內(nèi),做空白對照的比色皿放在第一通道,再按“空白”鍵等待檢測結(jié)果(做完對照,后依次按“樣品”鍵檢測樣品)。

1.4.3結(jié)果判定。在一定條件下,有機(jī)磷類農(nóng)藥對膽堿酯酶正常功能有抑制作用,其抑制率與農(nóng)藥的濃度呈正相關(guān)。正常條件下,膽堿酯酶催化神經(jīng)傳導(dǎo)代謝產(chǎn)物類似物水解,其水解產(chǎn)物與顯色劑發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生黃色物質(zhì),用農(nóng)殘檢測儀在412 nm處測定吸光度的變化值,根據(jù)其值計(jì)算出農(nóng)殘抑制率數(shù)值顯示在儀器上。根據(jù)抑制率數(shù)值大小,便可判定樣品中是否含有高劑量有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留。

根據(jù)檢測儀器性能,樣品的抑制率<70%,樣品農(nóng)藥殘留合格;抑制率≥70%,樣品不合格。抑制率≥70%的樣品,蔬菜中可能含有某種有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留,此時(shí)樣品要有2次以上重復(fù)試驗(yàn),幾次重復(fù)檢測的重現(xiàn)性應(yīng)在80%以上,才能判定此樣品合格。抑制率在-10%～70%之間,均屬正常,一旦抑制率超出該范圍,則表示農(nóng)殘超標(biāo)或操作失誤,需重新檢測。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010計(jì)算和分析處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方式對白菜廢棄物農(nóng)殘含量的影響由表1可知,噴施清水作業(yè),即對照處理的樣品抑制率均<70%,說明白菜樣品中有機(jī)磷含量未超標(biāo),底樣正常。隨著施藥時(shí)間的推移,不同處理方式下白菜廢棄物樣品中提取液對酶的抑制率不斷下降,說明農(nóng)殘含量不斷降低,這與敵敵畏隨時(shí)間的推移不斷分解、消失規(guī)律一致。但噴施敵敵畏作業(yè)后,不同樣品抑制率<70%的到達(dá)時(shí)間不一致,排列順序:水煮2 min<微波爐加熱3 min<0.3%枯草芽孢桿菌<切碎漚肥<日曬=整葉漚肥。其中,水煮2 min、微波爐加熱3 min、0.3%枯草芽孢桿菌處理樣品抑制率<70%的時(shí)間僅為3、4、5 d,遠(yuǎn)小于不同處理間樣品抑制率<70%所需時(shí)間的均值,差異明顯。經(jīng)方差分析,不同檢測時(shí)間的樣品抑制率數(shù)值差異達(dá)極顯著水平;到8月4日,不同處理樣品抑制率均<70%。

表1 不同處理方式對白菜廢棄物農(nóng)殘含量的影響

從不同處理間樣品抑制率數(shù)值看,不同處理間樣品平均抑制率數(shù)值的變化規(guī)律與抑制率<70%到達(dá)時(shí)間基本一致,以水煮2 min(61.1%)、微波爐加熱3 min(66.8%)、0.3%枯草芽孢桿菌(71.3%)處理數(shù)值較低,分別比整葉漚肥(常規(guī)處理)處理低24.9百分點(diǎn)、19.2百分點(diǎn)、14.7百分點(diǎn),經(jīng)方差分析,部分處理間樣品抑制率的差異達(dá)顯著水平(表2)。

表2 不同處理方式對白菜廢棄物農(nóng)殘含量差異顯著性分析

2.2 不同處理方式對甘藍(lán)廢棄物農(nóng)殘含量的影響由表3～4可知:噴施清水作業(yè),即對照處理的樣品抑制率均<70%,說明甘藍(lán)樣品中有機(jī)磷含量未超標(biāo),底樣正常;隨著施藥時(shí)間的推移,甘藍(lán)廢棄物在不同處理方式下,樣品提取液對酶的抑制率總體呈不斷下降的變化規(guī)律,這與敵敵畏隨時(shí)間的推移不斷分解、消失規(guī)律一致。但噴施敵敵畏作業(yè)后,不同處理樣品抑制率<70%的到達(dá)時(shí)間不一致。排列順序:0.3%枯草芽孢桿菌=水煮2 min=日曬<微波爐加熱3 min=切碎漚肥<整葉漚肥,其中,以0.3%枯草芽孢桿菌、水煮2 min、日曬處理樣品抑制率<70%所需時(shí)間最短,但也需要7 d時(shí)間;不同處理間樣品抑制率<70%所需時(shí)間較長,且處理間差異較小。經(jīng)方差分析,不同檢測時(shí)間的樣品抑制率數(shù)值差異達(dá)極顯著水平;到8月6日,不同處理樣品抑制率均<70%。

表3 不同處理方式對甘藍(lán)廢棄物農(nóng)殘含量的影響

表4 不同處理方式對甘藍(lán)廢棄物農(nóng)殘含量差異顯著性分析

從不同處理間樣品抑制率數(shù)值看,不同處理間樣品平均抑制率數(shù)值的變化規(guī)律與抑制率<70%的到達(dá)時(shí)間不一致,排列順序:水煮2 min<微波爐加熱3 min<0.3%枯草芽孢桿菌<日曬<切碎漚肥<整葉漚肥,其中,以水煮2 min(76.4%)、微波爐加熱3 min(78.8%)、0.3%枯草芽孢桿菌(79.1%)處理數(shù)值較低,分別比整葉漚肥分別低12.5百分點(diǎn)、10.1百分點(diǎn)、9.8百分點(diǎn),經(jīng)方差分析,所有處理與對照間樣品抑制率的差異達(dá)到極顯著水平。

2.3 甘藍(lán)與白菜廢棄物農(nóng)殘含量比較由甘藍(lán)與白菜廢棄物農(nóng)殘含量對比分析可知,在檢測時(shí)期內(nèi),不同處理甘藍(lán)和白菜樣品抑制率均值<70%的到達(dá)時(shí)間一致,均為8月1日;但甘藍(lán)樣品抑制率均值(75.8%)比白菜高7.4%,對63組樣本進(jìn)行t檢驗(yàn),差異達(dá)極顯著水平。

3 結(jié)論與討論

通過室內(nèi)噴藥作業(yè)及檢測分析可知,隨著施藥時(shí)間的推移,不同處理方式樣品提取液對酶的抑制率總體呈不斷下降的變化規(guī)律,以水煮2 min、微波爐加熱3 min、0.3%枯草芽孢桿菌處理樣品抑制率<70%所需時(shí)間較短、均值較小,說明水煮2 min、微波爐加熱3 min、0.3%枯草芽孢桿菌處理降解白菜和甘藍(lán)廢棄物有機(jī)磷類農(nóng)藥效果明顯,而且不同處理方式對白菜農(nóng)殘降解效果要優(yōu)于甘藍(lán)。這與亢希然等[11-12]提出的浸泡(臭氧)、高溫、長時(shí)間儲(chǔ)藏、超聲波、降解酶等方法去除農(nóng)藥殘留有相似之處,但筆者提出的水煮、微波爐加熱、枯草芽孢桿菌處理更簡單易行。因此,在葉菜廢棄物處理中,一方面,要加強(qiáng)田間農(nóng)藥合理施用、安全間隔期采收等方面的監(jiān)督管理;另一方面,要采用水煮、光熱、菌種處理來降低葉菜廢棄物中的有機(jī)磷類農(nóng)殘含量,使之作為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、安全性得以保證,減少其因農(nóng)藥殘留含量超標(biāo)帶來的危害。今后應(yīng)加大對葉菜廢棄物不同農(nóng)藥殘留的影響及微波、水煮、菌種處理復(fù)合技術(shù)的效果、設(shè)備開發(fā)、效益分析、環(huán)境評估等方面的研究,使葉菜廢棄物快速、有效、便捷地分解,降低葉菜廢棄物農(nóng)殘含量,為大面積推廣葉菜廢棄物綜合利用提供參考。