高效液相色譜-串聯質譜法分析馬鈴薯和土壤中甲基硫菌靈及其代謝物的降解動力學及殘留量

張文君 朱倩 王晨晨 董嶄 官帥 陳子雷

摘要 [目的]確保甲基硫菌靈的安全使用。[方法]利用超高效液相色譜-串聯質譜建立了馬鈴薯和土壤中甲基硫菌靈及代謝物多菌靈的檢測方法，通過田間樣品分析評價甲基硫菌靈及多菌靈在馬鈴薯上的消解趨勢、殘留水平。[結果]該方法的靈敏度、精密度和準確性等各項性能指標均滿足農藥殘留分析要求，適用于馬鈴薯植株、馬鈴薯和土壤中甲基硫菌靈及多菌靈的測定;甲基硫菌靈在土壤中消解動態滿足一級降解動力學方程，半衰期為11.5～11.9 d;在馬鈴薯植株消解動態中檢出量均小于0.01 mg/kg;馬鈴薯最終殘留均不大于0.01 mg/kg。[結論]建議70%甲基硫菌靈可濕性粉劑防治馬鈴薯環腐病，施藥次數1次，拌種量為0.42～0.70 g a.i./kg種薯。

關鍵詞 甲基硫菌靈;超高效液相色譜-串聯質譜法;馬鈴薯;降解動力學;殘留

中圖分類號 S481+.8文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）34-0169-04

甲基硫菌靈商品名甲基托布津，是一種廣譜性內吸低毒殺菌劑，具有內吸、預防和治療作用，進入植物體內后能轉化成多菌靈，可廣泛用于糧、棉、油、蔬菜、果樹等多種作物上病害的防治。甲基硫菌靈易降解[1]，但若不規范使用，仍存在超標的可能性。農藥在植物體和土壤化學行為研究是制定農藥殘留最大殘留限量（MRL）的基本數據之一，同時也是建立良好農業生產規范（GAP）、保證農藥等不超標的重要依據 [2-3]，對農產品質量和食品安全意義重大。馬鈴薯產量高、營養豐富，對環境的適應性較強，現在我國馬鈴薯種植面積居世界第二位，其性平味甘，可以治胃痛、痄肋、癰腫等疾病，維生素C含量是蘋果的4倍左右[4-5]。目前，歐盟規定馬鈴薯中甲基硫菌靈和多菌靈的臨時殘留限量均為0.1 mg/kg，我國GB 2763—2016中未規定甲基硫菌靈在馬鈴薯中殘留量，國際食品法典委員會（CAC）、韓國、日本等同樣未規定馬鈴薯中甲基硫菌靈和多菌靈殘留限量。因此研究甲基硫菌靈在馬鈴薯和土壤中的降解行為，評估其使用的安全性，對于制定馬鈴薯中殘留限量及保證其質量安全有重要的意義。

甲基硫菌靈和多菌靈的測定方法主要有高效液相色譜法（HPLC）[6-7]和超高效液相色譜串聯質譜法（UPLC-MS-MS）[8-9]。張念潔等[6]應用高效液相色譜檢測中藥材中多菌靈、甲基硫菌靈農藥殘留量，結果精確性、穩定性較好，檢出限0.01 mg/kg。李福琴等[8]應用超高效液相色譜串聯質譜法測試草莓中甲基硫菌靈、多菌靈，方法可行，靈敏度更高，定量限在2.1～14.1 μg/kg。筆者參照已有研究文獻，利用HPLC- MS/MS分析甲基硫菌靈在馬鈴薯和土壤中的降解動力學和殘留量，旨在為農業合理用藥、確定休藥期、制定馬鈴薯中殘留限量提供可參考理論依據。

1 材料與方法

1.1 儀器

LC-20A HPLC（日本島津公司）;AB SCTEX QTRAP 5500 串聯質譜（美國AB公司）;T25 D高速勻漿機（德國IKA公司）;MS3 D S25渦旋混合儀（德國IKA公司）;BSA224S - CW 萬分之一電子天平（德國 Sartorius公司）;LDZS - 2 高速離心機（北京京立離心機公司）;0.22 μm 有機系微孔濾膜（北京科瑞海科學儀器有限公司）。

1.2 試劑 甲基硫菌靈及其代謝產物多菌靈標準品100 mg/L，農業部環境保護科研監測所（天津）;乙腈、甲醇（HPLC級，美國 Fisher 公司）;氯化鈉、甲酸 （分析純，國藥集團）。

1.3 田間試驗設計

1.3.1 消解動態試驗。

根據廠家推薦，70%甲基硫菌靈可濕性粉劑防止馬鈴薯環腐病拌種用藥量為0.42～0.70 g a.i./kg種薯，播種時拌種使用一次。按照《農藥殘留試驗準則》要求，于2015—2016年在山東省濟南市、湖南省長沙市開展試驗。

馬鈴薯消解動態試驗設1個處理，重復3次，每小區面積15 m 隨機排列，小區間設置隔離區，另設空白對照小區。施藥時期為播種時拌種（參照BBCH Monograph對應的圖譜和編號）施藥，施藥時應保證用于動態試驗的馬鈴薯種均勻拌種。甲基硫菌靈拌種量為1.05 g a.i./kg種薯，在馬鈴薯出苗后（2片真葉）開始第一次取樣，并以0天計（2 h）、1 d、3 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d，隨機采集馬鈴薯植株10～20株，每次采樣量不少于500 g。采集樣品后裝入樣本容器中，在樣品容器外貼標簽（下同），并用透明膠帶固定，制備樣品待測。

土壤消解動態單獨設置在未種植馬鈴薯小區，施藥時期同植株動態試驗，施藥后并以0天計（2 h）、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、42 d、56 d、80 d，隨機采集土壤樣品，每次采集樣本1～2 kg。

1.3.2 最終殘留試驗。

70%甲基硫菌靈可濕性粉劑最終殘留試驗設低劑量和高劑量2個水平。低劑量拌種量為0.70 g a.i./kg種薯，高劑量拌種量為1.05 g a.i./kg種薯。播種時拌種使用，每個處理重復3次，小區面積15 m2（參照BBCH Monograph對應的圖譜和編號記錄作物生長情況）。采樣時間距離最后一次施藥的間隔時間為收獲前7 d和收獲期（參照BBCH Monograph對應的圖譜和編號分別記錄作物生長情況）。另設清水空白對照，處理間設保護帶。在各小區內多點隨機采樣馬鈴薯及土壤殘留樣本備用，每小區采集馬鈴薯9個點，采集塊莖不少于2 kg。

1.4 標準溶液配制 將100 mg/L甲基硫菌靈及其代謝產物多菌靈標準品，用甲醇稀釋成 5、10、50、100、500 μg/L系列混合標準溶液，于 0～4 ℃ 冰箱中貯存，待用。

1.5 樣品前處理 田間樣本在采集后8 h內運回實驗室，并立即制備成實驗室樣品冷凍保存。

植株樣品：將田間植株樣本剪切成1 cm以下的小段或切碎，在不銹鋼盆中充分混勻，用四分法縮分樣品，分取2份200 g的樣品，分別裝入封口樣品容器中，粘好標簽，貯存于-20 ℃冰柜中保存。

馬鈴薯樣品：將采集馬鈴薯樣品去殼，充分混勻，分取100 g樣品兩 分別裝入封口樣品容器中，粘好標簽，貯存于-20 ℃冰柜中保存。

土壤樣品：將采集到的土壤樣本碾碎后過篩，收集于搪瓷盤或其他適宜的容器中，充分混勻，用四分法分取200～300 g樣品2份，分別裝入封口樣品容器中，貼好標簽，貯存于- 20 ℃冰柜中保存。

稱取20.0 g處理好的馬鈴薯、土壤、馬鈴薯植株樣品于離心管里，加入40 mL乙腈，高速勻漿提取1 min，離心取上清液，待測。

1.6 儀器分析條件

1.6.1 色譜條件。色譜柱為Infinity Lab Poroshell 120 EC-C18色譜柱（4.6 mm×100 mm，2.7 um）;柱溫40 ℃;流速0.5 mL/min;進樣量1.0 μL。流動相為0.1%甲酸水（A）與乙腈（B）;梯度洗脫，其程序見表1。

1.6.2 質譜條件。

大氣壓電噴霧離子源（ESI）;正離子模式;氣簾氣CUR 241.3 kPa;碰撞氣CAD：中等;噴霧電壓IS：5 500 （ESI）;霧化溫度TEM：550 ℃;霧化氣GS1：379.2 kPa;輔助氣GS2：379.2 kPa;檢測方式：MRM監測。定性離子對、定量離子對、去簇電壓、碰撞能量等離子檢測條件見表2。

2 結果與分析

2.1 線性范圍、檢出限及定量限

在“1.6”儀器條件下，測定甲基硫菌靈與多菌靈5、10、50、100、500 μg/L系列混合標準溶液，甲基多菌靈的相對保留時間是5.04 min左右，多菌靈相對保留時間是3.61 min左右，見圖1。以各組分標準溶液濃度與監測離子峰面積繪制標準曲線，得出甲基硫菌靈標樣線性方程為Y=1.47×108X+88 14 相關系數（r）為0.999，最小檢出量為8.9×10-4 ng，其中Y為多菌靈峰面積，X為標準溶液濃度;多菌靈標樣線性方程為Y=6.89×107X+14 076，相關系數（r）為0.996，最小檢出量為2.8×10-4 ng，其中Y為甲基硫菌靈峰面積，X為標準溶液濃度。

2.2 精密度及準確度 分別在馬鈴薯植株、馬鈴薯和土壤空白樣品中添加0.01、0.10和0.50 mg/kg 3個不同濃度水平的甲基硫菌靈與多菌靈混標，每個水平重復5次，部分試驗圖譜見圖2。從圖2可以看出，3種空白基質均可檢出微量多菌靈（<0.01 mg/kg），由于多菌靈在3種基質中信噪比均滿足定量要求（>10倍噪聲），由此即使添加水平為0.01 mg/kg，也可準確定量;對于甲基硫菌靈來說，其在空白土壤中未檢出，其余2種基質中檢出量大約在0.001 mg/kg，均不影響其準確定量。按“1.5”方法測定回收率，經分析發現，甲基硫菌靈在馬鈴薯植株、馬鈴薯及土壤中的添加回收率分別為82.4%～104.4%、88.9%～105.2%、86.4%～97.3%，相對標準偏差分別為5.8%～9.0%、2.5%～6.7%、1.7%～4.3%;多菌靈在馬鈴薯植株、馬鈴薯及土壤中的添加回收率分別為81.8% ～103.9%、86.4%～106.5%、85.7%～101.9%，相對標準偏差分別為6.3%～9.9%、4.7%～9.0%、2.6%～7.2%（表3）。

2.3 消解動態試驗

甲基硫菌靈施藥后，部分可代謝為多菌靈，其殘留量以多菌靈、甲基硫菌靈折合成多菌靈總量計。

農藥在大田環境下的降解是一個復雜過程，通常采用一級動力學方程描述其降解規律，以半衰期T 1/2表示農藥在土壤和植物體中的消解程度，以施藥后的時間（t）為橫坐標、殘留量（C）為縱坐標繪制指數曲線（圖3）。

2年的甲基硫菌靈消解動態試驗結果表明，馬鈴薯植株中甲基硫菌靈與多菌靈的檢出量小于0.01 mg/kg，所以不做評價;甲基硫菌靈在土壤中消解動態滿足一級降解動力學方程，山東省濟南市2015和2016年消解半衰期分別為11.5、11.8 d，消解動態方程分別為C=0.046 1e-0.060 3t和C=0.041 4e-0.058 5t，相關系數分別為0.840 5和0.832 2;湖南省長沙市2015和2016年消解半衰期分別為11.9、11.6 d，消解動態方程分別為C=0.038 4e-0.058 2t和C=0.035 2e-0.059 8t，相關系數分別為0.829 1和0.829 8。

2.4 甲基硫菌靈在馬鈴薯中的最終殘留量

據2015—2016年山東省、湖南省殘留試驗結果，70%甲基硫菌靈可濕性粉劑防治馬鈴薯環腐病，拌種量為0.70和1.05 g a.i./kg施藥次數1次，收獲及收獲前7 d中馬鈴薯殘留量均不大于0.01 mg/kg，試驗結果均符合要求。

3 結論

建立了馬鈴薯植株、馬鈴薯和土壤中甲基硫菌靈及多菌靈檢測方法，在5～500 μg/L質量濃度范圍內，甲基硫菌靈和多菌靈的儀器響應值與質量濃度呈良好的線性關系，平均回收率為88.3%～97.1%，相對標準偏差為1.3%～9.9%，精確度、準確度和檢出限均符合農藥殘留分析要求，且前處理操作簡單。通過田間樣品分析評價甲基硫菌靈在馬鈴薯上的消解趨勢、殘留水平，2年的消解動態殘留試驗結果表明，甲基硫菌靈在土壤中消解速率較快，半衰期為11.5～11.9 d，甲基硫菌靈屬于易降解農藥，其消解動態滿足一級降解動力學方程，用藥14 d后甲基硫菌靈殘留值已較低，消解量均達90%以上，對環境安全;馬鈴薯植株動態檢出量均小于0.01 mg/kg，不做評價;馬鈴薯最終殘留均小于0.01 mg/kg。綜上所述，建議70%甲基硫菌靈可濕性粉劑防治馬鈴薯環腐病，施藥次數1次，拌種量為0.42～0.70 g a.i./kg種薯。

參考文獻

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