氨氯吡啶酸、二氯吡啶酸和24-滴二甲胺鹽在天然草原土壤和牧草中的消解動態(tài)

摘要 除草劑混用組合2，4-滴二甲胺鹽+氨氯·二氯能兼防天然草原狼毒Stellera chamaejasme、披針葉野決明Thermopsis lanceolata和黃花棘豆Oxytropis ochrocephala等多種毒草，施用除草劑后的安全放牧?xí)r間對確保家畜安全至關(guān)重要。本文采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法，研究了甘肅省肅南縣天然草原土壤和牧草中二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽的殘留消解動態(tài)，旨在確定施用除草劑后的安全放牧?xí)r間，并評價其在土壤和牧草中的殘留期長短，為制定農(nóng)藥最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)提供參考。結(jié)果表明，二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽在天然草原土壤和牧草中的殘留消解動態(tài)曲線符合一級動力學(xué)方程，3種除草劑在土壤中的半衰期分別為16.9、26.7d和8.6d，在牧草中的半衰期分別為18.2、1.8 d和12.0 d，2，4-滴二甲胺鹽在土壤和牧草中均屬于易降解除草劑，二氯吡啶酸在土壤和牧草中殘留期相對較長，氨氯吡啶酸在土壤中殘留期相對長，而在牧草中則屬于易降解除草劑。參照3種除草劑在牧草中的殘留量和相應(yīng)除草劑在矮生漿果、蔬菜、小麥、大麥、燕麥和油菜籽中的國內(nèi)外最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)評價，在天然草原噴施2，4-滴二甲胺鹽+氨氯·二氯防除草原毒草，施藥后30～45d二氯吡啶酸在牧草中的殘留量為4.1～2.3mg/kg，氨氯吡啶酸在0.5mg/kg以下，2，4-滴二甲胺鹽在0.56 mg/kg以下，此期放牧，對牛、羊等家畜安全。

關(guān)鍵詞 二氯吡啶酸；氨氯吡啶酸；2，4-滴二甲胺鹽；消解動態(tài)；土壤；牧草

中圖分類號：S 812.6 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16688／j.zwbh.2024247

天然草原是重要的天然生態(tài)安全屏障，也是牧區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)。近年來，甘肅省天然草地由于干旱缺水、超載放牧以及不合理利用等因素，導(dǎo)致天然草原出現(xiàn)不同程度的退化，可食牧草減少，使得狼毒Stellera chamaejasme、披針葉野決明Ther-mopsis lanceolata和黃花棘豆Ourytropis ochro-cephala等毒草大量滋生蔓延，給草原生態(tài)保護和畜牧業(yè)發(fā)展造成嚴(yán)重的影響。目前，針對草原毒草的防控可以采用生態(tài)工程技術(shù)、植被演潛技術(shù)、化學(xué)防除技術(shù)等，但仍以化學(xué)防控技術(shù)為主。氨氯吡啶酸（picloram）屬吡啶羧酸類激素型除草劑，用于防除山地、草原、種植地和非耕地雜草，草原主要用于防除烏頭屬毒草如白喉烏頭Aconitum leucosto-mum、薊屬雜草大薊Cirsium japonicum等。二氯吡啶酸（clopyralid）也屬吡啶羧酸類激素型除草劑，用于防除小麥、玉米、油菜、胡麻、草坪田（地）闊葉雜草，草原上主要用于防除瘋草類毒草如黃花棘豆等。2，4-滴二甲胺鹽（2，4-D dimethylammo-nium）屬苯氧乙酸類激素型選擇性除草劑，用于防除水稻、小麥、玉米、高粱、甘蔗等禾本科作物田闊葉雜草，目前未見其用于防除草原毒草的文獻報道。關(guān)于上述3種除草劑的殘留消解動態(tài)，于紅妍等測定了氨氯吡啶酸和二氯吡啶酸在草地土壤和牧草中的最終殘留量，但未涉及殘留消解動態(tài)曲線和半衰期的研究內(nèi)容；牛艷等研究了氨氯吡啶酸在油菜和土壤中的消解動態(tài)，邢平等明確了氨氯吡啶酸在小麥、植株和土壤中的消解和殘留規(guī)律；王秀梅等、王曉菁等開展了二氯吡啶酸在油菜和土壤中的消解動態(tài)研究；而2，4-滴二甲胺鹽在植物和土壤中的消解動態(tài)研究，國內(nèi)外未見文獻報道。近年來，作者在從事天然草原毒草綜合防控技術(shù)研究過程中，發(fā)現(xiàn)1種除草劑混用組合2，4-滴二甲胺鹽+氨氯·二氯可兼防天然草原狼毒、披針葉野決明和黃花棘豆等多種毒草，且對可食牧草安全，確定施藥后的安全放牧?xí)r間對其推廣應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。基于國內(nèi)外尚缺乏2，4-滴二甲胺鹽、氨氯吡啶酸和二氯吡啶酸在牧草中的殘留消解動態(tài)參考數(shù)據(jù)，本文開展了3種除草劑在天然草原牧草中的殘留消解動態(tài)研究，旨在確定施用除草劑后的安全放牧?xí)r間，同時評價3種除草劑的殘留期，為制定農(nóng)藥最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)提供參考建議。

1材料與方法

1.1儀器設(shè)備

Waters AcoUITY超高效液相色譜儀，Waters公司，美國；Waters XEVO TQ-XS三重四極桿質(zhì)譜儀，Waters公司，美國；JY2002電子分析天平（百分之一），上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；UMV2多管旋渦混合器，北京優(yōu)晟聯(lián)合科技公司；ZP-200振蕩器，太倉市實驗設(shè)備廠；ROBOT COUPE-R8切割機，ROBOT COUPE公司；TD25-WS臺式低速離心機、H1650-W臺式高速離心機，長沙湘儀離心機儀器有限公司；Master-S30UV純水機，上海和泰儀器有限公司；0.22μm尼龍有機濾膜，2 mL凈化管（含50 mg PSA+10 mg PC+150mg無水MgSO₄）；2 mL凈化管（含50 mg PSA+150 mg無水IgSO₄），博納艾杰爾科技有限公司。

1.2試劑

二氯吡啶酸標(biāo)準(zhǔn)品（100.2μg／mL）；氨氯吡啶酸標(biāo)準(zhǔn)品（99.8μg／mL）；2，4-滴二甲胺鹽標(biāo)準(zhǔn)品（100μg／mL），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所；甲酸，≥99%，上海麥克林生化科技有限公司；乙腈，色譜純，≥99.9%，Sigma-Aldrich公司；去離子水，分析純，氯化鈉，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.3田間試驗

1.3.1試驗地概況

試驗地位于張掖市肅南裕固族自治縣康樂鎮(zhèn)馬場灘草原（38°50′N，99°50′E），海拔2630 m，年日照時數(shù)2130.5 h，年積溫2450℃（≥0℃），相對無霜期80 d，年降水量270～350mm，年蒸發(fā)量1480～1620 mm，年平均氣溫1～2℃。土壤類型為山地栗鈣土，原生植被屬于典型草原亞型的阿爾泰針茅草原，主要植物有西北針茅Stipa sareptana var.kry-lovii、披針葉野決明、草地早熟禾Poa pratensis、賴草Leymus secalinus、狗娃花Aster hispidus、狼毒、冷蒿Artermisia frigida、甘肅臭草Melica przewal-skyi和冰草Agropyron cristatum等。

1.3.2供試藥劑及桶混助劑

55%2，4-滴二甲胺鹽水劑（安徽興隆化工有限公司），30%氨氯·二氯水劑（永農(nóng)生物科學(xué)有限公司），邁絲植物油增效劑（北京廣源益農(nóng)化學(xué)有限責(zé)任公司）。施用劑量：55%2，4-滴二甲胺鹽水劑1200mL／hm²+30%氨氯·二氯水劑1500mL／hm²+植物油增效劑0.2%噴液量。

1.3.3施藥方法

在衛(wèi)士牌WS-18D型背負(fù)式電動噴霧器（雙圓錐霧噴頭，山東衛(wèi)士植保機械有限公司，噴霧壓力4 MPa）中先加7.5L水，依次加入55%2，4-滴二甲胺鹽水劑40 mL、30%氨氯·二氯水劑50 mL、植物油增效劑30 mL，再將水加至15L，均勻噴施在預(yù)先劃出的333.3m²試驗區(qū)內(nèi)。相隔600 m設(shè)置不施藥區(qū)作為對照。施藥當(dāng)天（2021年7月7日）天氣晴，溫度12～25℃、濕度48%、風(fēng)力0～1級。

1.3.4取樣方法

施藥后0、1、3、5、7、14、21、30、45、60 d，每小區(qū)按對角線5點取樣，每點剪取西北針茅、草地早熟禾和賴草3種主要牧草地上部分300 g，將5點牧草剪成2～3cm小段后混合均勻，用四分法稱取200 g樣品2份，-20℃條件下冷凍保存待測。同時在上述5點各挖取土樣（深度0～10cm） 300 g，混合后用細(xì)篩篩除石塊、枯草、草根等雜物，用四分法稱取200 g樣品2份，-20℃條件下冷凍保存待測。注意上次取樣之處下次不能再取，應(yīng)選取新的樣點。在不施藥對照區(qū)按上述方法采集和保存牧草和土壤樣品，只取樣1次。

1.4樣品提取與純化

1.4.1土壤

稱取10.0 g土壤樣品于50 mL離心管中，依次加入1mL水、20mL乙腈和2 mL甲酸，渦旋提取5 min，加入3gNaCl后渦旋1min，以4000r／min離心5min，取1.5mL上清液于2mL離心管中（含50 mg PSA+150 mg無水硫酸鎂），渦旋1min后以12000r／min離心2min，過0.22μm尼龍濾膜，待測。

1.4.2牧草

稱取3.0g牧草樣品于50 mL離心管中，加入20 mL水后240r／min振蕩10 min，再依次加入20 mL乙腈和2 mL甲酸，240r／min振蕩1h，加入5gNaCl后240r／min振蕩5min，以4000r／min離心5min，取1.5 mL上清液于2mL離心管中（含50 mg PSA+10 mg PC+150 mg無水硫酸鎂），渦旋1min后以12000r／min離心3min，過0.22μm尼龍濾膜，部分樣品以乙腈為溶劑，稀釋樣品，混勻后待測。牧草樣品0d和1d稀釋50倍，3～60d稀釋10倍。

1.5色譜條件

色譜柱：Waters ACQUITY BEH C18柱（2.1 mm×100 mm，粒徑1.7μm）；進樣量：土壤樣品1μL;牧草樣品3μL;流動相：A-乙腈/B-0.1%甲酸水；流速：0.3 mL／min；柱箱溫度：40℃；液相梯度洗脫程序：0 min時，為10% A;0～3.0 min時，10% A～90% A;3.0～4.0 min時，90% A;4.0～4.2 min時，90% A～10% A;4.2～6.0 min時，10% A;離子源：電噴霧離子源ESI；掃描方式：正離子源／負(fù)離子源；毛細(xì)管電壓：3.0 kV;去溶劑氣溫度：400℃；去溶劑氣流速：700 L／h;離子源溫度：150℃；檢測方式：多重反應(yīng)監(jiān)測（MRM）。檢測參數(shù)見表1。

1.6標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽混合標(biāo)準(zhǔn)溶液用乙腈系列稀釋配得一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度分別為5、10、50、100、500 ng／mL，在上述色譜／質(zhì)譜條件下進行測定，以溶液濃度與檢測離子峰面積作標(biāo)準(zhǔn)曲線，其中y為峰面積，x為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度。

1.7添加回收試驗

在空白土壤樣品中分別添加3檔濃度（0.01、0.10 mg/kg和0.20 mg/kg）的二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，進行添加回收試驗，每濃度重復(fù)5次，按選定的方法進行添加回收率的測定。

在空白牧草樣品中分別添加2檔濃度（0.5mg/kg和1.0mg/kg）的二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，進行添加回收試驗，每濃度重復(fù)3次，按選定的方法進行添加回收率的測定。

1.8殘留檢測

樣品殘留量依據(jù)外標(biāo)法計算。計算公式為：

2結(jié)果與分析

2.1線性關(guān)系

二氯吡啶酸線性方程為y= 371.57x-1260.2，相關(guān)系數(shù)為0.9998；氨氯吡啶酸線性方程為y=377.45x-1529，相關(guān)系數(shù)為0.9997；2，4-滴二甲胺鹽線性方程為y=627.25x-2201.4，相關(guān)系數(shù)為0.9998。由此可見，在設(shè)定濃度范圍內(nèi)，標(biāo)樣的質(zhì)量濃度與色譜峰面積呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在0.99以上，符合殘留分析的要求。

2.2添加回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）

土壤中添加濃度為0. 01、0.1mg/kg和0.2mg/kg時，二氯吡啶酸回收率在83.5%～95.6%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在6.7%～11.3%之間；氨氯吡啶酸回收率在74.6%～83.9%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.5%～5.6%之間；2，4-滴二甲胺鹽回收率在82.4%～86.5%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.0%～5.1%之間，符合農(nóng)藥殘留檢測要求（表2）。

牧草中添加濃度為0.5 mg/kg和1.0 mg/kg時，二氯吡啶酸回收率在97.1%～101.2%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在6.9%～15.4%之間；氨氯吡啶酸回收率在102.0%～107.3%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.6%～4.2%之間；2，4-滴二甲胺鹽回收率在105.0%～109.4%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.7%～2.7%之間，符合農(nóng)藥殘留檢測要求（表3）。草中的消解速度最快，其次為2，4-滴二甲胺鹽，二氯吡啶酸較慢。比較顯見，2，4-滴二甲胺鹽在土壤和牧草中均屬于易降解除草劑，二氯吡啶酸在土壤和牧草中殘留期相對較長，氨氯吡啶酸在土壤中殘留期相對長，而在牧草中則屬于易降解除草劑。

二氯吡啶酸在土壤中的原始沉積量為0.172 mg/kg，施藥后60 d的殘留量為0.018mg/kg，消解率為89.54%；在牧草中的原始沉積量為43.9 mg/kg，施藥后14 d的殘留量為6.0mg/kg，消解率為86.33%，施藥后60 d的殘留量為2.2mg/kg，消解率為94.99%。氨氯吡啶酸在土壤中的原始沉積量為0.032mg/kg，施藥后60 d的殘留量lt;0.01mg/kg，消解率達(dá)68.75%以上；在牧草中的原始沉積量為6.6 mg/kg，施藥后14 d的殘留量lt;0.5 mg/kg，消解率達(dá)92. 42%以上。2，4-滴二甲胺鹽在土壤中的原始沉積量為0.193 mg/kg，施藥后45 d的殘留量lt;0.01mg/kg，消解率達(dá)94.82%以上；在牧草中的原始沉積量為59.6mg/kg，施藥后14 d的殘留量為1.8 mg/kg，消解率為96.98%，施藥后45 d的殘留量lt;0.5 mg/kg，消解率達(dá)99.16%以上。

2018年美國環(huán)保署對二氯吡啶酸開展了風(fēng)險評估，分別評估了其毒理性、致癌性以及對嬰幼兒的影響，最終認(rèn)為矮生漿果、闊葉蕓苔、大白菜、大頭菜、頭莖蕓苔和塊根塊莖類蔬菜葉片在4.0、5.0、2.0、2.0、2.0mg/kg和5.0mg/kg限量以下是安全的（來源：中國輕工業(yè)網(wǎng)）。世界農(nóng)化網(wǎng)中文網(wǎng)報道：2021年歐盟食品安全局（EFSA）發(fā)布消息稱，擬修訂二氯吡啶酸在各種商品中的最大殘留限量，其中小麥和燕麥由現(xiàn)行限量2mg/kg擬提升至3mg/kg。我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)《GB2763-2021食品中農(nóng)藥最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，二氯吡啶酸在小麥中的最大殘留限量為2mg/kg，氨氯吡啶酸為0.2mg/kg，2，4-滴二甲胺鹽為2mg/kg；二氯吡啶酸在油菜籽中的最大殘留限量為2mg/kg，氨氯吡啶酸為0.1mg/kg。參照二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽在牧草中的殘留量和相應(yīng)除草劑在矮生漿果、蔬菜、小麥、大麥、燕麥和油菜籽中的國內(nèi)外最大殘留限量評價（國內(nèi)外尚未制定除草劑在牧草中的最大殘留限量），在天然草原噴施55%2，4-滴二甲胺鹽水劑1200 mL／hm²+30%氨氯·二氯水劑1500mL／hm²兼防狼毒、披針葉野決明和黃花棘豆等毒草，施藥后30～45 d，二氯吡啶酸在牧草中的殘留量為2. 3～4.1 mg/kg，氨氯吡啶酸在0.5 mg/kg以下，2，4-滴二甲胺鹽在0.56mg/kg以下，此期放牧，對牛、羊等家畜安全；若在狼毒重發(fā)區(qū)單獨施用2，4-滴二甲胺鹽防除狼毒和披針葉野決明，施藥后14～21d，其在牧草中的殘留量為1.2～1.8 mg/kg，參照我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2，4-滴二甲胺鹽在油菜籽中的最大殘留限量2mg/kg，此期放牧，對牛、羊等家畜安全。

3結(jié)論與討論

本文采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法，研究了甘肅省肅南縣天然草原土壤和牧草中二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽的殘留消解動態(tài)。結(jié)果表明，二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽在天然草原土壤和牧草中的殘留量隨施藥后時間的延長而逐漸降低，消解動態(tài)曲線符合一級動力學(xué)方程，3種除草劑在土壤中的半衰期分別為16.9、26.7 d和8.6 d，在牧草中的半衰期分別為18.2、1.8 d和12.0 d，2，4-滴二甲胺鹽在土壤和牧草中均屬于易降解除草劑，二氯吡啶酸在土壤和牧草中殘留期相對較長，氨氯吡啶酸在土壤中殘留期相對長，而在牧草中則屬于易降解除草劑。依據(jù)3種除草劑在牧草中的殘留量和國內(nèi)外最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)評價，在天然草原噴施55%2，4-滴二甲胺鹽水劑1200mL／hm²+30%氨氯·二氯水劑1500mL／hm²兼防狼毒、披針葉野決明和黃花棘豆等毒草，在施藥后30～45d放牧，對牛、羊等家畜安全。

目前，我國大多數(shù)草場采取輪牧和劃區(qū)放牧的方式應(yīng)對草原退化、毒雜草災(zāi)害和過度載畜之問題，肅南草原采用夏季牧場與秋季牧場轉(zhuǎn)場放牧的方式也為草原毒雜草的防控提供了適宜的施藥時期，在確保對家畜安全的同時能有效防控毒雜草的危害，實現(xiàn)草原生態(tài)可持續(xù)發(fā)展和永續(xù)利用。

影響除草劑降解的因素很多，諸如除草劑劑型、劑量與施用方式、植物（作物）種類與環(huán)境因素（溫度、濕度、光照、土壤有機質(zhì)含量及含水量、土壤pH值、土壤微生物等）。王曉菁等、王秀梅等研究結(jié)果表明，二氯吡啶酸在油菜和土壤中的半衰期分別為2.8 d和3.5d、11.11 d和4.74 d，與本文研究結(jié)果（牧草和土壤中的半衰期分別為18.2 d和16.9 d）存在很大差異，充分證明除草劑的降解受多種因素之影響。

目前，我國尚未制定二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽在牧草中的最大殘留限量。本文檢測結(jié)果表明，氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽在牧草中的檢測極限（最小檢測濃度）為0.5 mg/kg;二氯吡啶酸在植株中的檢測極限為0.01mg/kg。參照二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽在牧草中的殘留量、檢測極限和國內(nèi)外在矮生漿果、蔬菜、小麥、大麥、燕麥和油菜籽中的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)，建議我國制定二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸和2，4-滴二甲胺鹽在牧草中的最大殘留限量暫定為3、0.5 mg/kg和2 mg/kg，若有牛、羊等家畜的毒理學(xué)數(shù)據(jù)支撐更有說服力，此方面的研究內(nèi)容付諸實施甚為必要。