敵磺鈉在茭白種植體系中的殘留動態(tài)

狄珊珊，王祥云，王立冬，齊沛沛，徐浩，汪志威，王新全

(省部共建國家重點實驗室培育基地“浙江省植物有害生物防控重點實驗室”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥殘留檢測重點實驗室浙江省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準研究所，浙江 杭州 310021)

茭白(ZizaniacaducifloraL.)又名茭筍，屬禾本科菰屬植物，生長于淺水(多年水生)，是我國除蓮藕外的第二大水生蔬菜[1-3]。茭白孕茭與其內(nèi)生真菌——菰黑粉菌(Ustilagoesculenta)的侵染互作有關(guān)，是由其分泌的生長調(diào)節(jié)成分刺激茭白細胞膨大而形成的[4-5]。有研究表明，施用敵磺鈉顯著促進茭白孕茭，茭白采收期提早50 d左右[5-6]。

敵磺鈉(fenaminosulf)，又名敵克松，是一種具有內(nèi)吸滲透性的保護性殺菌劑，對作物兼有生長刺激作用[5，7]。關(guān)于敵磺鈉對茭白孕茭影響的研究，已有詳細報道，但其在茭白種植體系中的殘留情況，及健康風險還未見報道。

本文基于田間試驗及室內(nèi)試驗，研究了敵磺鈉在茭白種植體系中的茭白植株、水及土壤基質(zhì)中的消解情況，以了解敵磺鈉在茭白種植體系中的降解殘留情況，為敵磺鈉的合理使用及健康風險評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

LC-30A液相色譜儀(日本Shimadzu公司)；4500型三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜(美國AB SCIEX公司)；色譜柱為Inertsil，ODS-3，2 μm (75×2.10 mm)(日本Shimadzu公司)；臺式離心機(美國Thermo公司)；Filter Unit濾膜(0.22 μm，Agela Technologies公司)。

敵磺鈉和N，N-二甲基苯胺標準品(100 mg·L-1，Dr.Ehrenstorfer (Augsburg，Germany))；45%敵磺鈉濕粉(遼寧省丹東市農(nóng)藥總廠)；甲醇、乙腈(色譜純，美國Merck公司)；乙酸銨、甲酸(HPLC級，美國Tedia公司)；氯化鈉、無水硫酸鎂等均為分析純，購自華東醫(yī)藥有限公司；PSA、C18、GCB凈化材料均購于Agela Technologies公司。

1.2 方法

1.2.1 田間試驗

在浙江省桐鄉(xiāng)市開展45%敵磺鈉濕粉在浙茭2號(雙季茭白)上的消解試驗，小區(qū)面積為50 m2，采用莖葉噴霧的方式，施藥濃度為1.0 g·L-1，667 m2噴水量為45 L，施藥2、6 h以及1、2、3、7和10 d后隨機選取10個以上的采樣點，收集茭白植株樣本，不少于1 kg。

1.2.2 室內(nèi)試驗

收集茭白田中的土壤和田水，在實驗室培養(yǎng)箱中開展敵磺鈉的消解試驗。

敵磺鈉水溶液配制。111.11 mg(0.11 g)敵磺鈉制劑(45%)加入500 mL水中，配制成0.1 g·L-1敵磺鈉水溶液。其中純凈水配制500 mL，田水配制1 500 mL。錫箔紙包閉保存。

水中降解試驗。分別使用田水和純凈水開展試驗，10 mL的0.1 g·L-1敵磺鈉水溶液加入50 mL錫箔紙包閉離心管中，然后去掉錫箔紙，將離心管置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中光照培養(yǎng)。試驗期間，通過稱重法每天向管中補充純凈水或田水，維持水分平衡。加藥后0、2、4、6、8、16、24和72 h取樣，每個取樣點3個平行。

水土體系中降解試驗。準確稱取5 g土壤(含水量37.27%)加入50 mL錫箔紙包閉離心管中，再加入15 mL的0.1 g·L-1敵磺鈉田水溶液，渦旋混合均勻，然后去掉錫箔紙，最后將離心管置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中光照培養(yǎng)。試驗期間，通過稱重法每天向管中補充田水，維持水分平衡。加藥后0、2、4、6、8、16、24和72 h取樣，每個取樣點3個平行。樣品經(jīng)離心(7 000 r·min-1，3 min)后將水和土相分開，分別對土水和土壤進行避光檢測。

1.3 樣品前處理

提取。稱取茭白植株樣品5.00 g(±0.05 g+5 mL水)或水樣品10.00 mL(±0.05 mL)或土壤樣品5.00 g(±0.05 g+10 mL水)于50 mL錫箔紙包閉的離心管中，然后準確加入10 mL乙腈，渦旋1 min，加入1.5 g 氯化鈉(NaCl)和4 g無水硫酸鎂(MgSO4)，渦旋1 min，在7 000 r·min-1條件下離心3 min，上清液待凈化。

凈化。準確移取上清液1.5 mL到含有20 mg C18和150 mg無水MgSO4的2 mL離心管中，渦旋1 min后，在7 000 r·min-1條件下離心3 min。上清液經(jīng)0.22 μm濾膜過濾，根據(jù)樣品濃度適當稀釋后，待UPLC-MS/MS分析。

1.4 儀器分析方法

采用UPLC-MS/MS進行樣品中敵磺鈉及其代謝物N，N-二甲基苯胺的分析測定。色譜柱：Inertsil，ODS-3，2 μm (75 mm×2.10 mm，日本島津公司)。流速0.25 mL·min-1，進樣量5 μL，柱溫35 ℃，離子源ESI(+)，離子源溫度450 ℃，離子化電壓5 500 V，霧化氣30 psi，輔助氣 30 psi，氣簾氣40 psi。流動相A為含5 mmol·L-1甲酸銨的甲醇溶液，B為含5 mmol·L-1甲酸銨的水溶液，梯度洗脫程序為0 min時A為10%，10 min時變成90%，保持1 min，11.5 min時A變成10%，15 min結(jié)束。敵磺鈉的定量離子和定性離子分別為252.1/172.1和252.1/148.4，去簇電壓分別為63和57 Volts，碰撞能量分別為12和10 Volts，N，N-二甲基苯胺的離子條件為122.1/107，去簇電壓和碰撞能量分別為29和24 Volts。

1.5 數(shù)據(jù)分析

茭白植株、水及土壤基質(zhì)中敵磺鈉的降解符合一級降解動力學方程，茭白植株中N，N-二甲基苯胺的降解也符合一級降解動力學方程。

C(t)=C(t=0)×exp(-ke×t)

式中，C(t)為基質(zhì)中敵磺鈉或N，N-二甲基苯胺的濃度，t為時間，ke為降解速率常數(shù)，降解半衰期為t1/2=ln(2)/ke。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法學

茭白植株、水及土壤中敵磺鈉及其代謝物N，N-二甲基苯胺的回收率數(shù)據(jù)如表1所示，線性濃度范圍為0.5、1、2、5、10、20、50、100、200 和500 μg·L-1，線性數(shù)據(jù)如表2所示，回收率范圍為51.6%～94.1%，相對標準偏差(RSD)小于13.7%，線性結(jié)果的R2大于0.993 3。最小添加濃度為方法的定量限，方法的檢出限為0.2 μg·L-1。基質(zhì)效應通過基質(zhì)標準曲線斜率與溶劑標準曲線的斜率比值確定。比值在0.9～1.1，認為無顯著基質(zhì)效應；比值小于0.9，為基質(zhì)抑制效應；比值大于1.1，為基質(zhì)增強效應[8]。茭白植株中敵磺鈉的基質(zhì)效應為強抑制效應，土壤和水中均無顯著基質(zhì)效應，代謝物N，N-二甲基苯胺在不同基質(zhì)中均無顯著基質(zhì)效應。

2.2 敵磺鈉在茭白植株中的降解

茭白植株中敵磺鈉及其代謝物N，N-二甲基苯胺的濃度變化趨勢如圖1所示，其降解符合一級動力學方程，動力學參數(shù)如表3所示。茭白植株噴施敵磺鈉后，代謝物N，N-二甲基苯胺迅速生成，2 h時濃度為3.26 mg·kg-1。茭白植株中敵磺鈉及其代謝物N，N-二甲基苯胺的降解半衰期分別為2.12和1.84 d，10 d后殘留濃度分別為0.012和0.001 mg·kg-1。

2.3 敵磺鈉在水和土壤中的降解

不同水基質(zhì)中敵磺鈉的降解均符合一級動力學方程(圖2)，動力學參數(shù)如表3所示。2 h時純水、田水和土水中敵磺鈉的濃度分別為93.1、86.7和79.2 μg·L-1，隨后濃度迅速降低，16 h土壤中敵磺鈉的降解符合一級動力學方程(圖4)，動力學參數(shù)如表3所示。2 h時土壤中敵磺鈉的濃度為17.1 mg·kg-1，隨后迅速降低，72 h時為0.012 mg·kg-1，降解半衰期為2.23 h。土壤中N，N-二甲基苯胺的濃度趨勢呈單峰型，在8 h達到最高值(0.737 μg·L-1)，72 h的濃度為0.260 μg·L-1。

表1 茭白植株、水及土壤中敵磺鈉及其代謝物 N，N-二甲基苯胺的回收率

表2 敵磺鈉及其代謝物N，N-二甲基苯胺的 標準曲線

圖1 茭白植株中敵磺鈉及其代謝物的 濃度變化趨勢

后濃度低于1 μg·L-1，降解速率常數(shù)分別為0.196、0.225和0.326，降解半衰期順序為純水(3.53 h)>田水(3.08 h)>土水(2.12 h)。

不同水基質(zhì)中N，N-二甲基苯胺的濃度變化趨敵磺鈉施用后，水基質(zhì)呈現(xiàn)黃色，伴隨敵磺鈉的降解，顏色逐漸變淺，最后消失，如圖5所示。

表3 敵磺鈉及其代謝物N，N-二甲基苯胺的 動力學參數(shù)

注：動力學參數(shù)值為平均值±標準誤。

圖2 水基質(zhì)中敵磺鈉的濃度變化趨勢

勢如圖3所示，均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，純水、田水和土水中N，N-二甲基苯胺的濃度分別在6、4和8 h達到最高濃度，分別為0.527、0.558和0.511 μg·L-1，72 h時分別為0.010、0.010和0.047 μg·L-1。

圖3 水基質(zhì)中N，N-二甲基苯胺的濃度變化趨勢

圖4 土壤基質(zhì)中敵磺鈉及其代謝物的 濃度變化趨勢

A、B、C分別為純水、田水和土壤體系中敵磺鈉加入后0 h的情況； D、E、F分別為純水、田水和土壤體系中敵磺鈉加入后16 h的情況圖5 敵磺鈉加入后的情況

3 小結(jié)與討論

敵磺鈉的施用能促進茭白提早結(jié)茭，縮短采茭期，提高產(chǎn)量，但其在茭白種植體系中的殘留情況需引起人們關(guān)注，以便了解其健康風險。本研究通過田間試驗及室內(nèi)試驗開展敵磺鈉在茭白種植體系中的殘留動態(tài)研究，發(fā)現(xiàn)敵磺鈉施用后，水基質(zhì)呈現(xiàn)黃色，伴隨敵磺鈉的降解，顏色逐漸變淺，最后消失。敵磺鈉在水和土壤中均迅速降解，半衰期為2.12～3.53 h，敵磺鈉在茭白植株中的降解半衰期為2.21 d，敵磺鈉在茭白植株中的降解略慢，在土水中的降解最快，主要代謝物N，N-二甲基苯胺迅速生成，隨后濃度逐漸降低。

本試驗通過對茭白種植體系中敵磺鈉降解動態(tài)的研究，確定了敵磺鈉及其代謝物N，N-二甲基苯胺的濃度變化情況，為敵磺鈉在茭白種植體系中的合理使用及安全評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，有助于評估其安全風險。