炔草酯在麥田土壤中的消解動(dòng)態(tài)

馬新生，吳慧明，尚子帥，朱國(guó)念

(浙江大學(xué) 農(nóng)藥與環(huán)境毒理研究所，浙江 杭州 310029)

炔草酯是先正達(dá)作物保護(hù)有限公司開(kāi)發(fā)的芳氧苯氧羧酸酯類(lèi)手性含氟高效低毒除草劑，對(duì)惡性禾本科雜草有顯著效果，與安全劑以一定比例混合，用于禾谷類(lèi)作物，對(duì)禾本科雜草如鼠尾草、看麥娘、野燕麥、黑麥草、早熟禾、狗尾草等有較好防效。炔草酯在土壤中能迅速降解，對(duì)后茬作物無(wú)影響［1-5］。

Sugata Roy等［6］開(kāi)發(fā)了炔草酯 (clodinafoppropargyl)和炔草酸 (clodinafop acid)在小麥田樣品中殘留量的液相檢測(cè)方法，并指出炔草酯可以在短時(shí)間內(nèi)在土壤中轉(zhuǎn)化為炔草酸，研究炔草酯及其代謝產(chǎn)物炔草酸在土壤中的殘留動(dòng)態(tài)是必要的。

本文采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)建立了炔草酯和炔草酸在小麥植株和土壤中的殘留分析方法，并研究了炔草酯和炔草酸在室內(nèi)外土壤中的消解動(dòng)態(tài)，為評(píng)價(jià)該藥劑適用于小麥的持效期及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供依據(jù)，為該藥的合理使用提供依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 供試材料

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品:炔草酯≥98.1%，炔草酸≥96.0%均由杭州宇龍化工有限公司提供。

供試農(nóng)藥:炔草酯15%可濕性粉劑由杭州宇龍化工有限公司提供。

試劑:甲醇 (HPLC級(jí)，TEDIA公司)，丙酮，二氯甲烷，鹽酸，氯化鈉，無(wú)水硫酸鈉 (AR，市售)等。

1.2 儀器設(shè)備

UPLC-MS/MS(Waters Premier XE)，色譜柱CAPCELL PAK C18 IF S2;R-215旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 (瑞士BUCHI);N-EVAP 11氮吹儀 (杭州爾力);大型冷凍恒溫振蕩器 (DHZ-DA型);搗碎機(jī)、平底燒瓶及各種玻璃儀器;0.000 1感量電子天平，0.001感量電子天平。

1.3 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)在浙江省諸暨市小麥田中進(jìn)行。土壤類(lèi)型:沙壤土，pH值6.5。

選1塊約15 m2的地塊，除去土表附著物，按制劑用量1 g·m-2施藥。兌水施藥后，分別于施藥后0(2 h)，1，3，7，14，21，28和45 d取土壤檢測(cè)炔草酯和代謝產(chǎn)物炔草酸殘留量。采樣和樣品處理按照《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》進(jìn)行［7］。

1.4 室內(nèi)試驗(yàn)土壤中的降解試驗(yàn)

取一定量的田間試驗(yàn)地土壤為供試土壤，經(jīng)風(fēng)干，研磨，過(guò)1 mm篩備用。

試驗(yàn)前，供試土壤要預(yù)先放置在溫度為 (25±1)℃避光培養(yǎng)箱中預(yù)培養(yǎng)7 d。試驗(yàn)時(shí)，取20 g備用土壤于于150 mL三角瓶中，為了盡量使室內(nèi)土壤濃度跟田間第1天檢測(cè)濃度 (約為0.4 mg·kg-1)保持一致，在每個(gè)三角瓶中加入100 mg·L-1的炔草酯溶液0.1 mL，攪拌均勻后，加去離子水調(diào)節(jié)土壤含水量至田間持水量的60%，牛皮紙封口，置于 (25±1)℃避光恒溫箱中培養(yǎng)，定期取樣。每次各取1組測(cè)定土壤中的殘留量，已取樣品保存于-20℃冰箱中。試驗(yàn)過(guò)程中，每周補(bǔ)水 (滅菌后的去離子水)1次。

2 分析方法

2.1 標(biāo)樣的配制

分別準(zhǔn)確稱(chēng)取10.2，10.4 mg炔草酯、炔草酸標(biāo)準(zhǔn)品，于10 mL容量瓶中，用色譜甲醇溶解后，定容至刻度，配制成1 000 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)液，并將配制好的標(biāo)準(zhǔn)液逐步稀釋成100，10，1，0.1，0.01和0.005 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.2 土壤樣品中的提取與凈化

稱(chēng)取20.00 g樣品至250 mL錐形瓶中，加入20.00 mL去離子水，靜置15 min，再加入80 mL丙酮，于振蕩器上振蕩30 min，用鋪有2層濾紙的布氏漏斗抽濾，濾渣用40 mL丙酮洗。將濾液全部轉(zhuǎn)移至已裝有50 mL 3%的 NaCl溶液的分液漏斗中，加入100 mL二氯甲烷液-液分配萃取 (振蕩5 min)，靜置分層后，用250 mL平底燒瓶收集下層 (二氯甲烷層)液體;上層水相再用40 mL二氯甲烷萃取2次，過(guò)無(wú)水硫酸鈉收集合并二氯甲烷提取液，30℃水浴減壓濃縮，N2吹干，用2 mL色譜甲醇溶解殘留物，過(guò)0.22μm膜后，待測(cè)。

2.3 儀器方法

流動(dòng)相。A液，0.1%甲酸水溶液;B液，乙腈，采 用 梯 度 淋 洗 (表 1)。流 速:0.3 mL·min-1。柱溫:30℃。進(jìn)樣體積:10μL。炔草酯的保留時(shí)間約為2.0 min，炔草酸的保留時(shí)間約為1.5 min。

表1 超高效液相色譜洗脫梯度

質(zhì)譜條件。質(zhì)譜掃描方式:多離子反應(yīng)檢測(cè)模式檢測(cè) (MRM)。離子源:ESI(+);毛細(xì)管電壓:2.5 kV;錐孔電壓:30 V;離子源溫度:120℃;錐孔反吹氣流量:50 L·h-1;RF透鏡電壓:0.0 V;脫溶劑氣溫度:350℃;脫溶劑氣流量:500 L·h-1。

質(zhì)量分析器。分析器1低端分辨率 LF Resolutin 1:13.5 V;高端分辨率HM Resolution 1:13.5 V;離子能量1:1.0;入口透鏡電壓:0 V;出口電壓:0 V;分析器2低端分辨率LF Resolutin 2:13.5 V;高端分辨率HM Resolutin 2:13.5 V;離子能量2:1.0。

炔草酯的 m/z 351.8/267.58，351.8/91.05為定性離子對(duì)，m/z 351.8/91.0為定量離子;炔草酸m/z 312.3/266.6，312.3/91.4為定性離子對(duì)，m/z 312.3/91.0為定量離子。

3 結(jié)果與討論

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

3.1.1 方法準(zhǔn)確度和精密度

空白土壤的添加回收試驗(yàn)結(jié)果表明 (表2)，當(dāng)炔草酯添加濃度為0.01～1.0 mg·kg-1時(shí)，回收率最低為80.8%，最高為84.5%;炔草酸的回收率則為80.0%～87.7%。變異系數(shù)為1.8% ～5.5%，符合農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則［9］的相關(guān)要求。

表2 土壤中的添加回收率 %

3.1.2 方法靈敏度

依照上述樣品處理方法和儀器條件，炔草酯和炔草酸的最小檢出量分別為7.4×10-10g和2.9×10-11g，在土壤樣品中最低檢出濃度分別為0.01，0.001 mg·kg-1。

此方法符合農(nóng)藥殘留檢測(cè)靈敏度的要求。

3.2 外標(biāo)法定量

基質(zhì)加標(biāo)，外標(biāo)法單點(diǎn)校正定量。用空白樣品按2.2樣品提取和凈化方法所得的溶液，將標(biāo)樣稀釋成 0.001，0.050，0.100，0.500，1.000 mg·kg-1的標(biāo)準(zhǔn)工作液，分別進(jìn)樣得到土壤基質(zhì)加標(biāo)準(zhǔn)曲線，所得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線均呈良好的線性。

3.3 炔草酯和炔草酸在麥田土壤和室內(nèi)試驗(yàn)土壤中的消解動(dòng)態(tài)

由上述降解試驗(yàn)可知 (圖1，b)，炔草酸降解較慢，因此又做了炔草酸在標(biāo)準(zhǔn)濃度 (10 mg·kg-1)下在室內(nèi)試驗(yàn)土壤中的降解試驗(yàn) (圖1，c)。除在每個(gè)三角瓶中準(zhǔn)確加入100 mg·L-1的炔草酯溶液2 mL外，其他試驗(yàn)操作同上。

田間試驗(yàn)結(jié)果表明，炔草酯和炔草酸在土壤中的消解動(dòng)力學(xué)曲線方程為:Ct=0.150e-0.08t，R2=0.900和Ct=0.152e-0.09t，R2=0.951;在室內(nèi)試驗(yàn)土壤降解試驗(yàn)中，消解動(dòng)力學(xué)曲線分別為:Ct=0.163e-0.277t， R2=0.852 和 Ct= 10.61e-0.049t，R2=0.975。

圖1 炔草酯在土壤 (a田間;b室內(nèi))和炔草酸 (c室內(nèi))中的消解動(dòng)態(tài)曲線

炔草酯和炔草酸在麥田土壤中的半衰期T1/2分別為6.3 d和7.7 d，在室內(nèi)試驗(yàn)土壤中的半衰期T1/2分別為2.5 d和14.1 d。

4 小結(jié)

在分析方法研究中，對(duì)UPLC-MS/MS各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，顯著縮短儀器檢測(cè)時(shí)間。本文應(yīng)用UPLC-MS/MS所建立的分析方法，其前處理步驟較QuEChERS方法［8］復(fù)雜，但考慮到農(nóng)藥本身的特殊性，本試驗(yàn)采用傳統(tǒng)的液-液分配［9］技術(shù)，這樣可以得到更高和更穩(wěn)定的回收率結(jié)果，保證了分析的準(zhǔn)確性和可靠性。Sugata等［6］用液相色譜法分析炔草酸殘留量時(shí)，其最低檢測(cè)濃度為 0.25 mg·kg-1，每個(gè)樣品儀器分析時(shí)間為5 min。本文采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法建立的分析方法，最低檢測(cè)濃度可達(dá)到0.01～0.001 mg·kg-1，且每個(gè)樣品儀器分析時(shí)間約為3 min。故本文采用的分析方法具有靈敏度高，分析時(shí)間短的特點(diǎn)。

消解動(dòng)態(tài)研究結(jié)果表明，炔草酯和炔草酸在麥田土壤和室內(nèi)試驗(yàn)土壤中的殘留量隨采樣時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，消解動(dòng)態(tài)曲線符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，施藥當(dāng)天采集的土壤樣品中炔草酸的含量不高，而在施藥1 d后達(dá)到最高，為0.225 mg·kg-1，其后又逐漸降低，呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，這可能是由于施藥后炔草酯在土壤中會(huì)轉(zhuǎn)化為炔草酸，導(dǎo)致其殘留量降低而炔草酸的含量會(huì)相對(duì)升高的原因。室內(nèi)土壤降解試驗(yàn)中，炔草酸的含量亦呈先升后降的趨勢(shì)，炔草酯的半衰期是2.5 d，這與Sugata等［6］報(bào)道的炔草酯在土壤中的半衰期為3.4 d的研究結(jié)果相差不大;從起始添加濃度為10 mg·kg-1的炔草酸的降解試驗(yàn)可以得出，炔草酸的半衰期為14.1 d，根據(jù)文獻(xiàn) ［10］，說(shuō)明炔草酯和其代謝物炔草酸在土壤中屬于易降解農(nóng)藥。由室內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果可知，炔草酸在室內(nèi)土壤中的半衰期大于田間試驗(yàn)的半衰期，這是由于室內(nèi)外環(huán)境土壤溫度、水分、光照等因素的差異［11］引起的。

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