土壤環(huán)境因子對烯酰嗎啉殘留降解的影響

李春艷， 李福琴， 康 頔， 姚加加， 胡德禹

(貴州大學(xué)精細(xì)化工研發(fā)中心， 綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程國家重點實驗室培育基地和教育部重點實驗室， 貴州 貴陽 550025)

土壤環(huán)境因子對烯酰嗎啉殘留降解的影響

李春艷， 李福琴， 康 頔， 姚加加， 胡德禹*

(貴州大學(xué)精細(xì)化工研發(fā)中心， 綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程國家重點實驗室培育基地和教育部重點實驗室， 貴州 貴陽 550025)

為探明烯酰嗎啉在不同土壤中的降解狀況，采用LC-MS/MS檢測方法，對烯酰嗎啉在不同土壤中的降解進(jìn)行測定。結(jié)果表明：烯酰嗎啉在土壤中的添加回收率為85.55%～99.52%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.58%～1.75%，土壤中含水率越多，微生物越多，有機(jī)質(zhì)越多，烯酰嗎啉在土壤中的降解越快。烯酰嗎啉在土壤中的降解主要受微生物和有機(jī)質(zhì)含量影響。

烯酰嗎啉； 土壤； 降解； LC-MS/MS

烯酰嗎啉對多種病害有生物活性，可用于防治葡萄、番茄和馬鈴薯等作物上的真菌病害且低毒，對天敵和有益生物無害，是一種與環(huán)境相容性好的廣譜殺菌劑[1]。但農(nóng)藥的長期大量使用使蔬菜水果中農(nóng)藥殘留量超標(biāo)問題突出[2-6]。農(nóng)藥在環(huán)境和土壤中的水解和降解是評價農(nóng)藥環(huán)境安全性的重要指標(biāo)，對農(nóng)藥的持效性及殘留消解動態(tài)有直接影響[7-10]。目前，有關(guān)烯酰嗎啉在土壤中的降解研究較少。因此。筆者采用LC-MS/MS檢測，通過室內(nèi)模擬試驗研究烯酰嗎啉在不同土壤因素下的消解動態(tài)，探討土壤環(huán)境因子對烯酰嗎啉降解的影響，為該藥劑在生產(chǎn)上的安全應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

烯酰嗎啉標(biāo)準(zhǔn)品及試劑：烯酰嗎啉標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.0%)(Dr.Ehrenstorfer Gmbh公司)；色譜甲醇(美國霍尼韋爾公司)，甲醇(AR)(上海申博化工有限公司)，無水硫酸鎂和無水硫酸鈉(分析純，550℃烘烤4 h)。

供試土壤：采于貴州(黃壤，有機(jī)質(zhì)含量2.14%，pH 6.6)、黑龍江(黃壤，有機(jī)質(zhì)含量2.08%，pH 8.2)和海南(黃壤，有機(jī)質(zhì)含量2.30%，pH 5.9)3地，將土壤自然風(fēng)干，研碎后過2 mm篩備用。

儀器：液相色譜質(zhì)譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS/MS)，質(zhì)譜為三重四級桿質(zhì)譜儀；液相：島津的LC-20A(美國Applied Biosystems公司)；渦旋混合器(QL-901型，江蘇海門市麒麟醫(yī)用儀器廠)；電子天平(ALC-210.4型，德國Sartorius公司)；馬弗爐(SX-4-10，滬南電爐烘箱廠)；超聲波清洗器(KQ-100B型，昆山市超聲儀器有限公司)。

1.2 LC-MS/MS檢測條件

質(zhì)譜條件：離子源為電噴霧離子源ESI，掃描模式為正離子模式，離子源氣體(GS1)60 psi，離子源氣體(GS2)60 psi，離子噴霧電壓5 500 V，氣簾氣30 psi，離子源溫度650℃。檢測方式為多重反應(yīng)監(jiān)測(MRM)(表2)。

表1 烯酰嗎啉LC-MS/MS檢測的梯度洗脫條件

Table 1 Gradient elution conditions of determining dimethomorph by LC-MS/MS

時間/minTime流速/(mL/min)Flowrate甲醇/%Methylalcohol水/%Water00．35950．40．35952．00．360407．80．3851513．00．3851513．50．3595

1.3 土壤樣品前處理

稱取5.00 g土壤于50 mL離心管內(nèi)，加20 mL甲醇，超聲20 min，加3 g無水硫酸鎂和2 g無水硫酸鈉，渦旋2 min。以6 000 r/min離心5 min，準(zhǔn)確移取上清液1 mL，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾，轉(zhuǎn)移至樣品瓶內(nèi)，待LC-MS/MS檢測。

1.4 方法的靈敏度與添加回收率

分別添加3個水平的烯酰嗎啉標(biāo)液于土壤空白樣品中，每個添加水平重復(fù)5次，并作間隔1 d的土壤添加回收試驗。按1.3的方法提取和作LC-MS/MS檢測。

表2 烯酰嗎啉LC-MS/MS檢測的多重反應(yīng)監(jiān)測

1.5 不同土壤環(huán)境因素對降解的影響試驗

1.5.1 不同含水率試驗 稱5.00 g土壤(貴州)于50 mL離心管中，調(diào)節(jié)含水率為10%、20%、30%，加烯酰嗎啉標(biāo)液使土壤樣品初始濃度為0.5 mg/kg，置于25℃避光恒溫箱，分別于加藥后2 h、1 d、2 d、3 d、5 d、7 d、10 d、14 d、21 d、28 d、42 d、60 d取樣，按照1.3的中方法測定土壤中烯酰嗎啉的殘留量。

1.5.2 滅菌與非滅菌試驗 滅菌方法：將貴州空白土壤于180℃下烘3 h，備用。稱5.00g土壤(貴州滅菌土、非滅菌土)于50 mL離心管中，調(diào)節(jié)含水率為20%，加入烯酰嗎啉標(biāo)液使土壤樣品初始濃度為0.5 mg/kg，置于25℃避光恒溫箱，分別于加藥后2 h、1 d、2 d、3 d、5 d、7 d、10 d、14 d、21 d、28 d、42 d、60 d取樣，按照1.3中方法測定土壤中烯酰嗎啉的殘留量。

1.5.3 去有機(jī)質(zhì)與未去有機(jī)質(zhì)試驗 去有機(jī)質(zhì)方法：稱處理過的土壤100 g于500 mL燒杯中，加入少量滅菌水潤濕土壤，靜置片刻后加入30%的H2O2，邊加邊攪拌以加速其氧化，將去除有機(jī)質(zhì)的土壤置于60℃烘箱中烘干，備用[11]。準(zhǔn)確稱5.00 g土壤(貴州含有機(jī)質(zhì)土、去有機(jī)質(zhì)土)于50 mL離心管中，調(diào)節(jié)含水率為20%，加入烯酰嗎啉標(biāo)液使土壤樣品初始濃度為0.5 mg/kg，置于25℃避光恒溫箱，分別于加藥后2 h、1 d、2 d、3 d、5 d、7 d、10 d、14 d、21 d、28 d、42 d、60 d取樣，按照1.3中方法測定土壤中烯酰嗎啉的殘留量。

1.5.4 不同土壤試驗 稱5.00 g土壤(貴州、黑龍江、海南)于50 mL離心管中，調(diào)節(jié)含水率為20%，加入烯酰嗎啉標(biāo)液使土壤樣品的初始濃度為0.5 mg/kg，置于25℃避光恒溫箱，分別于加藥后2 h、1 d、2 d、3 d、5 d、7 d、10 d、14 d、21 d、28 d、42 d、60 d取樣，按照1.3中的方法測定土壤中烯酰嗎啉的殘留量。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加回收率

從表3可知，烯酰嗎啉在土壤中的添加回收率為85.55%～99.52%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.58%～1.75%。表明，無論從方法的準(zhǔn)確性還是精密度，均符合農(nóng)藥殘留分析的要求[12]。

表3 烯酰嗎啉在土壤中的平均添加回收率

2.2 土壤環(huán)境因子對烯酰嗎啉殘留降解的影響

從圖示看出，烯酰嗎啉在土壤中的前期降解較快，后期降解較慢。

采用一級動力學(xué)方程進(jìn)行擬合，即:

Ct=C0e-kt，T1/2=ln2/K

式中，Ct為時間t時的農(nóng)藥殘留量(mg/kg)；C0為施藥后的原始沉積量(mg/kg)。t為施藥后時間(d)；k為消解系數(shù)；T1/2為降解半衰期(d)。

根據(jù)具體消解數(shù)據(jù)(表4)和各種土壤環(huán)境因子中烯酰嗎啉的降解曲線(圖示)可知，在含水率為10%～30%的土壤中，含水率越小半衰期越大，降解緩慢；在滅菌和去有機(jī)質(zhì)的土壤中烯酰嗎啉的半衰期較大，其降解較慢。

表4 烯酰嗎啉在不同土壤環(huán)境因子中的降解情況

圖示 不同土壤環(huán)境因子中烯酰嗎啉的殘留量

Fig. The residual content of dimethomorph in various soil environmental factors

3 小結(jié)與討論

在含水率10%～30%范圍內(nèi)的土壤中，含水率越高，烯酰嗎啉的降解速率越快。原因在于水分使微生物生長旺盛，改變了土壤透氣性能和土壤氧化還原電位，從而決定了農(nóng)藥化學(xué)降解的快慢。烯酰嗎啉在滅菌和去有機(jī)質(zhì)土中降解得較慢，故土壤微生物和有機(jī)質(zhì)對烯酰嗎啉的降解起促進(jìn)作用，主要是因為有機(jī)質(zhì)中存在大量具有催化分解過程的官能團(tuán)，可以加速農(nóng)藥分解[13]。烯酰嗎啉在海南土壤中降解得相對較快，半衰期為12.60 d，在貴州和黑龍江土壤中降解較慢。試驗結(jié)果表明，土壤中含水率越高，微生物越多，有機(jī)質(zhì)含量越高，烯酰嗎啉在土壤中的降解越快，且烯酰嗎啉在土壤中的降解主要受微生物和有機(jī)質(zhì)的影響。

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(責(zé)任編輯： 聶克艷)

Effects of Soil Environmental Factors Influencing the Degradation of Dimethomorph

LI Chunyan, LI Fuqin, KANG Di, YAO Jiajia, HU Deyu*

(ResearchandDevelopmentCenterforFineChemicals，StateKeyLaboratoryBreedingBaseofGreenPesticideandAgriculturalBioengineering，KeyLaboratoryofGreenPesticideandAgriculturalBioengineering,GuizhouUniversity，Guiyang，Guizhou550025,China)

In order to explore the degradation factors of dimethomorph in different soils，a method of determining dimethomorph in soil was developed by LC-MS/MS. The results showed the adding recovery rate of dimethomorph in the soil was 85.55%～99.52%, the relative standard deviation (RSD) was 0.58%～1.75%, the more the moisture content, microorganism, and organic matter in soil, the faster the degradation of dimethomorph in the soil. The speed of dimethomorph’s degradation in soil was mainly influenced by microorganism and organic matter content in soil.

dimethomorph; soil; degradation; LC-MS/MS

2015-12-25； 2016-03-11修回

李春艷(1989-)，女，在讀碩士，研究方向：農(nóng)藥殘留分析。E-mail:15285521846@163.com

*通訊作者：胡德禹(1965-)，女，研究員，從事農(nóng)藥殘留分析研究。E-mail:fcc.dyhu@gzu.edu.cn

1001-3601(2016)03-0118-0083-03

S481+.8

A