丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米田中的殘留及消解行為

劉燁潼+王俊平+郭永澤+陳秋生+張強(qiáng)+殷萍

摘 ? ?要：采用氣相色譜法對18.7%丙環(huán)唑·嘧菌酯懸乳劑在玉米田中的消解動態(tài)和最終殘留情況進(jìn)行了研究。樣品采用乙腈提取，弗羅里硅土柱凈化，氣相色譜-電子捕獲檢測器檢測。結(jié)果表明，按照1.5倍推薦劑量（a.i）294 g ·hm-2施藥，丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株中的消解半衰期分別為3.3～4.7 d和4.2～7.4 d，在土壤中的消解半衰期分別為6.1～9.0 d和5.5～10.2 d。在玉米收獲期時，丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米中的最終殘留量均低于國際食品法典委員會、歐盟、美國及日本《肯定列表》所規(guī)定的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：丙環(huán)唑;嘧菌酯;玉米;殘留;消解

中圖分類號：S513 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.010

Residue and Degradation Behavior of Propiconazole and Azoxystrobin in Maize

LIU Ye-tong1，2，3， WANG Jun-ping1， GUO Yong-ze2，3，CHEN Qiu-sheng2，3， ZHANG Qiang2，3， YIN Ping2，3

（1. Faculty of Food Engineering and Biotechnology， ?Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300457， China; 2. Tianjin Institute of Agricultural Quality Standard and Testing Technology Research， ?Tianjin 300381， China; 3. Farm Products Quality Supervision and Inspection Center of Agriculture Department， Tianjin 300381， China）

Abstract：Field experiments were conducted to study the decline and final residue of propiconazole · azoxystrobin 18.7% SE in maize field. All samples were extracted with acetonitrile， purified by using Florisil column， and determined by gas chromatography （GC） equipped with electron capture detector （ECD）. The results showed that the half-life of propiconazole was 3.3 d to 4.7 d in maize plant and 6.1 d to 9.0 d in soil. The half-life of azoxystrobin was 4.2 d to 7.4 d in maize plant and 5.5 d to 10.2 d in soil. The final residues of propiconazole and azoxystrobin at harvest time were lower than the maximum residue limit （MRL） in Codex Alimentarius Commission （CAC）， Europe， America and "positive list system" of Japan.

Key words：propiconazole; azoxystrobin; maize; residue; degradation

丙環(huán)唑（Propiconazole），化學(xué)名稱為1-[2-（2，4-二氯苯基） -4-丙基-1，3-二氧戊環(huán)-2-甲基] -1氫-1，2，4三唑，分子式為C15H17Cl2N3O2，相對分子質(zhì)量為342.2。丙環(huán)唑為三唑類殺菌劑，具有廣譜、內(nèi)吸性[1]。二者皆可用于禾谷類作物，莖葉施藥可防治由禾白粉菌（Erysiphe graminis）、小球腔菌屬（Mycosphaerella）以及柄銹菌屬（Puccinia pusilla）等引起的病害[2]。嘧菌酯（Azoxystrobin），化學(xué)名稱為（E） -[2-[6-（2-氰基苯氧基）嘧啶-4-基氧]苯基] -3-甲氧基丙烯酸甲酯，分子式為C22H17N3O5，相對分子質(zhì)量為403.39[3]。嘧菌酯也是一種新型高效廣譜、內(nèi)吸型殺菌劑，對幾乎所有的真菌綱如子囊菌綱（Ascomycetes）、擔(dān)子菌綱（Basidiomycetes）、卵菌綱（Oomycetes）和半知菌類（Deuteromycota）病害如白粉病、銹病、穎枯病、網(wǎng)斑病、霜霉病、稻瘟病等均具有良好的活性且與丙環(huán)唑等殺菌劑無交互抗性，可安全施用于大部分作物[4]。丙環(huán)唑和嘧菌酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別見圖1和圖2。將丙環(huán)唑和嘧菌酯這兩種殺菌劑進(jìn)行復(fù)配，可對我國玉米田的主要病害大斑病起到非常顯著的防治效果[5]。

玉米是一年生禾本科草本植物，是重要的糧食作物和重要的飼料來源，也是全世界總產(chǎn)量最高的糧食作物，同時也是我國第一大糧食作物。所以對施用于玉米田農(nóng)藥的降解及最終殘留情況進(jìn)行研究，對于保障人民的身體健康具有重要意義。關(guān)于丙環(huán)唑和嘧菌酯兩種殺菌劑在玉米田中的消解動態(tài)及最終殘留情況，國內(nèi)外尚無相關(guān)報道。目前，國內(nèi)外檢測農(nóng)作物中的丙環(huán)唑和嘧菌酯主要使用氣相色譜（GC）[6-7]、液相色譜（HPLC）[8]、氣相色譜—質(zhì)譜（GC-MS）[9-11]和液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）[12-14]等儀器。本研究通過乙腈提取、弗羅里硅土柱凈化，氣相色譜電子捕獲檢測器（GC-ECD）對玉米田樣品中的丙環(huán)唑和嘧菌酯進(jìn)行提取和檢測，并于2013—2014年在天津市和江蘇省南京市進(jìn)行了18.7%丙環(huán)唑·嘧菌酯懸乳劑在玉米上的消解動態(tài)試驗和最終殘留試驗，可為這兩種農(nóng)藥在玉米上的科學(xué)合理使用提供參考。

1 材料和方法

1.1 儀器和試劑

儀器：Agilent 7890A氣相色譜儀，配電子捕獲檢測器[安捷倫科技（中國）有限公司];Heidolph LABOROTA 4000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（德國海道爾夫公司）;ZHWY2102C型調(diào)速多用振蕩器（中國上海智誠分析儀器制造有限公司）;T-25 basic ULTRA-TURRAX高速組織粉碎機(jī)[艾卡（廣州）儀器設(shè)備有限公司，（IKA）中國];PTT-A500電子天平（福州華志科學(xué)儀器有限公司）;SHZ-D（Ⅲ）型循環(huán)水真空泵（中國河南省鞏義市予華儀器有限公司）及抽濾裝置。

化學(xué)試劑：乙腈、正己烷、丙酮、無水硫酸鈉和氯化鈉均為分析純（均購自中國天津市康科德科技有限公司），弗羅里硅土SPE柱（1 g，6 mL）（購自天津博納艾杰爾科技有限公司）。

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品和制劑：丙環(huán)唑標(biāo)準(zhǔn)品（純度96.5%）、嘧菌酯標(biāo)準(zhǔn)品（純度99%）和18.7%丙環(huán)唑·嘧菌酯懸乳劑（其中丙環(huán)唑為11.7%，嘧菌酯為7%），均由先正達(dá)（中國）投資有限公司提供。

1.2 田間試驗

1.2.1 試驗地基本信息 按照《農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則》[15]和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[16]，于2013—2014年在天津市和江蘇省南京市進(jìn)行了18.7%丙環(huán)唑·嘧菌酯懸乳劑在玉米上的兩年兩地田間殘留試驗，試驗地點信息見表1。

1.2.2 在玉米植株上的消解動態(tài)試驗 設(shè)置3個重復(fù)小區(qū)，小區(qū)之間設(shè)保護(hù)行，每小區(qū)面積30 m2[15]。在玉米7～8葉期時手動噴霧施藥1次，施藥劑量（a.i）為294 g ·hm-2。施藥后2 h和1，3，7， 14，21，30，45 d每小區(qū)隨機(jī)采集玉米植株1 kg，切碎混勻后按四分法留樣0.5 kg，裝入塑料密封袋中，編號、貼好標(biāo)簽，-20 ℃低溫保存待測[16]。

1.2.3 在土壤上的消解動態(tài)試驗 在供試玉米田附近選一塊10 m2的表面平整、墑情適中且不種植任何作物的地塊做土壤消解動態(tài)試驗，與玉米植株上消解動態(tài)試驗同時噴霧施藥[15]，施藥劑量（a.i）為294 g·hm-2。施藥后2 h和1，3，7，14， 21，30，45，60 d隨機(jī)采集土壤（0～10 cm）1 kg，去除雜物后按四分法留樣0.5 kg，裝入塑料密封袋中，編號、貼好標(biāo)簽，-20 ℃低溫保存待測[16]。

1.2.4 最終殘留試驗 設(shè)置兩個施藥劑量：分別為推薦劑量（低劑量）（a.i）196 g·hm-2和1.5倍推薦劑量（高劑量）（a.i）294 g·hm-2。各設(shè)2～3次施藥處理，兩次施藥間隔10 d，每個處理設(shè)3個重復(fù)小區(qū)，每小區(qū)面積30 m2，小區(qū)之間設(shè)保護(hù)行[15]。于玉米7～8片葉時開始第1次施藥，在距最后一次施藥20和30 d時每小區(qū)隨機(jī)采集成熟玉米2 kg，脫粒后混勻;采集玉米植株樣品1 kg，剪碎為1 cm小段后混勻;采集土壤樣品（0～15 cm）1 kg。所有樣品均用四分法留樣500 g，并用塑料袋封裝、編號，-20 ℃低溫保存待測[16]。

1.3 樣品的前處理方法及儀器條件

1.3.1 樣品的提取和凈化 （1）樣品提取。分別稱取土壤及粉碎后的玉米植株和籽粒樣品各20.0 g置于具塞錐形瓶中，依次加入20 mL水和40 mL乙腈，振蕩提取30 min。抽濾，20 mL乙腈洗滌殘渣，合并全部濾液于分液漏斗中，加入10 g NaCl，劇烈振蕩后靜置分層，取上層有機(jī)相過無水硫酸鈉脫水，減壓濃縮至干，3 mL正己烷溶解待柱凈化。（2）樣品凈化。弗羅里硅土SPE柱依次用5 mL丙酮/正己烷（體積比1∶9）和5 mL正己烷活化，然后將樣品溶液上樣，再用10 mL丙酮/正己烷（體積比3∶2）進(jìn)行洗脫，收集洗脫液，40 ℃下減壓濃縮至干。2 mL丙酮/正己烷（體積比1∶1）定容待測。

1.3.2 色譜分析條件 檢測器：電子捕獲檢測器，檢測器溫度300 ℃;色譜柱：HP-5（30 m × 0.25 mm， 0.25 μm）;柱溫：初始溫度100 ℃，保持1 min，以20 ℃·min-1速率升至220 ℃，保持8 min，再以10 ℃·min-1速率升至260 ℃，保持20 min;載氣為高純氮氣（≥99.999%），載氣流速1.5 mL·min-1;進(jìn)樣口溫度260 ℃，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量2 L。在此條件下，丙環(huán)唑雙峰的保留時間為13.8和14.1 min（丙環(huán)唑的量以兩個色譜峰之和為計），嘧菌酯的保留時間為28.3 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性范圍

用丙酮配制濃度為0.005，0.100，0.500， 1.000，2.000 mg·L-1的丙環(huán)唑和嘧菌酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在1.3.2的氣相色譜條件下進(jìn)行測定，以x為進(jìn)樣量（ng）、y為峰面積求出丙環(huán)唑的線性回歸方程為y=38 414x-860.68，相關(guān)系數(shù)R2=0.996 3;嘧菌酯的線性回歸方程為y=14 608x-966.19，相關(guān)系數(shù)R2=0.985 6。可見丙環(huán)唑和嘧菌酯在0.005～2.000 mg·L-1的區(qū)間內(nèi)濃度與峰面積線性關(guān)系良好。

2.2 方法的準(zhǔn)確度、精密度和靈敏度

在1.3.2的色譜條件下，分別稱取玉米植株、籽粒和土壤的空白樣品，向其中分別添加3個質(zhì)量濃度的丙環(huán)唑和嘧菌酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個濃度重復(fù)5次，測定其在樣品中的添加回收率。分析結(jié)果表明（表2），對于3種基質(zhì)和5種平行試驗樣本，丙環(huán)唑的平均添加回收率在80.2%～109.9%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在3.9%～10.8%之間;嘧菌酯的平均添加回收率在79.2%～109.1%之間，RSD在3.3%～11.1%之間（表2）。通過向空白樣品中添加不同濃度的丙環(huán)唑和嘧菌酯標(biāo)準(zhǔn)品，確定丙環(huán)唑和嘧菌酯在所有樣品中的最低檢出濃度（LOQ）均為0.005 mg·kg-1。

2.3 丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株和土壤中的消解動態(tài)

丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株和土壤中的消解動態(tài)均符合一級反應(yīng)動力學(xué)方程模式，消解方程、相關(guān)系數(shù)和半衰期見表3，消解曲線見圖3。從圖表中可以看出，施藥后2 h丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株中的原始沉積量分別為1.647～3.282 mg·kg-1和0.793～2.716 mg·kg-1，消解半衰期分別為3.3～4.7 d和4.2～7.4 d。施藥后21 d，丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株中的消解率均超過90%;施藥后45 d，丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株中的消解率均超過99%。施藥后2 h丙環(huán)唑和嘧菌酯在土壤中的原始沉積量分別為1.648～2.349 mg·kg-1和1.254～2.398 mg·kg-1，消解半衰期分別為6.1～9.0 d和5.5～10.2 d。施藥后30 d，丙環(huán)唑和嘧菌酯在土壤中的消解率均超過90%;施藥后60 d，丙環(huán)唑和嘧菌酯在土壤中的消解率均超過99%。

2.4 丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米和土壤中的最終殘留

根據(jù)田間試驗設(shè)計，分別以推薦劑量（低劑量）（a.i）196 g ?·hm-2和1.5倍推薦劑量（高劑量）（a.i）294 g ·hm-2將18.7%丙環(huán)唑·嘧菌酯懸乳劑施用于玉米試驗田，各設(shè)2～3次施藥處理，施藥間隔10 d，在距最后一次施藥20 d和30 d時采集玉米植株、玉米籽粒和土壤樣品進(jìn)行測定。試驗結(jié)果表明：在距最后一次施藥20 d時，丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株中的最終殘留量分別為<0.005～0.170 mg·kg-1和<0.005～0.205 mg·kg-1，在玉米籽粒中的最終殘留量均為<0.005 mg·kg-1，在土壤中的最終殘留量分別為<0.005～0.088 mg·kg-1和<0.005～0.041 mg·kg-1;在距最后一次施藥30 d時，丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株中的最終殘留量分別為<0.005～0.150 mg·kg-1和<0.005～0.161 mg·kg-1，在玉米籽粒中的最終殘留量均為<0.005 mg·kg-1，在土壤中的最終殘留量分別為<0.005～0.027 mg·kg-1和<0.005～0.032 mg·kg-1。

3 結(jié) ?論

丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株和土壤中的降解行為均符合一級動力學(xué)方程，在玉米中的半衰期分別為3.3～4.7 d和4.2～7.4 d，在土壤中的半衰期分別為6.1～9.0 d和5.5～10.2 d，施藥后30 d兩種農(nóng)藥的降解率均超過90%。丙環(huán)唑和嘧菌酯在兩地的樣品中的原始沉積量和半衰期均有所不同，這可能與兩種農(nóng)藥的性質(zhì)以及兩地作物的種植密度、玉米品種、植株生長尺寸和土質(zhì)的差異有關(guān)。綜合所有因素，丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米植株和土壤中的半衰期均較短，屬于易降解農(nóng)藥（T1/2<30 d）。

在最終殘留試驗中，距最后一次施藥20和30 d時，丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米籽粒中的最終殘留量均低于方法的最低檢出濃度0.005 mg·kg-1。目前，我國沒有規(guī)定丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米中的最大殘留限量（MRL），但CAC（國際食品法典委員會）、歐盟、日本和美國規(guī)定丙環(huán)唑在玉米中的MRL分別為0.05，0.05，1，0.2 mg·kg-1;規(guī)定嘧菌酯在玉米中的MRL分別為0.02，0.05，0.05，0.05 mg·kg-1。所以根據(jù)本試驗所得出的18.7%丙環(huán)唑·嘧菌酯懸乳劑在玉米上的最終殘留試驗結(jié)果，以推薦劑量（低劑量） （a.i）196 g ·hm-2和1.5倍推薦劑量（高劑量） （a.i）294 g·hm-2于玉米7～8片葉時開始施藥，各設(shè)2～3次施藥處理，兩次施藥間隔10 d，在距最后一次施藥20 d和30 d時丙環(huán)唑和嘧菌酯在玉米上的殘留是安全的。

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