粉唑醇在小麥田中的殘留及消解動(dòng)態(tài)

仇 磊，劉一平，劉 青，曹海佳，鐘玉琪，李治軍，李 濤，廖曉蘭*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128;2.湖南化工研究院，湖南長(zhǎng)沙400014)

粉唑醇，英文名為 flutriafol，化學(xué)名稱α－(2－氟苯基)－α－(4－氟苯基)－1H－1，2，4－三唑－1－乙醇，結(jié)構(gòu)式 (圖1)，是一種具有廣譜性的三唑類殺菌劑，在植物體內(nèi)可自下而上進(jìn)行傳導(dǎo)［1］，粉唑醇通過抑制麥角甾醇的生物合成引起真菌細(xì)胞壁破裂和菌絲的生長(zhǎng)，具有鏟除、保護(hù)、觸殺和內(nèi)吸活性，對(duì)真菌和卵菌引起的植物病害具有良好的保護(hù)和治療效果［2］，在防治小麥、大麥、玉米、水稻等禾谷類作物的莖葉及穗部病害和水果的葉部病害上具有卓越的表現(xiàn)，如小麥條銹病［3］、白粉病［4］、赤霉?。?］; 水稻稻瘟病［6］; 草莓白粉?。?］等。

目前已有相關(guān)國(guó)家和地區(qū)制定了粉唑醇在小麥上的最大殘留限量 (MRL)，日本為0.5 mg/kg［8－9］，CAC 和 歐 盟 為 0.15 mg/kg［10－11］，中國(guó)為0.5 mg/kg［12］。粉唑醇在農(nóng)作物上的殘留已有相關(guān)報(bào)道，研究對(duì)象包括水稻［13］、草莓［14］、煙草［15］、小麥［16］等，其殘留分析方法主要有氣相色譜法［17］、液相色譜法［18］、液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法［19］等。綜合上述方法普遍存在樣品前處理過程繁瑣、儀器設(shè)備要求高等不足。本研究于2016～2017年在北京、湖南、江蘇進(jìn)行2年3地的農(nóng)藥殘留田間試驗(yàn)，擬采用優(yōu)化的粉唑醇?xì)埩魴z測(cè)方法，通過乙腈提取、分散固相萃取進(jìn)行前處理，結(jié)合氣相色譜－質(zhì)譜法(GC－MS)法對(duì)粉唑醇在小麥田中的殘留量進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)其殘留降解動(dòng)態(tài)和最終殘留進(jìn)行研究，其結(jié)果將為制定粉唑醇在小麥上的合理使用準(zhǔn)則以及安全性評(píng)價(jià)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

圖1 粉唑醇化學(xué)結(jié)構(gòu)式

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1.1.1 藥劑及試劑 粉唑醇標(biāo)準(zhǔn)品:95.0%，農(nóng)業(yè)部天津環(huán)?？蒲斜O(jiān)測(cè)所;250 g/L粉唑醇懸浮劑。

乙腈、無水硫酸鎂、氯化鈉 (均為分析純，上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);PSA(天津博納艾杰爾科技有限公司);去離子水 (Milli－Q過濾)。

1.1.2 儀器設(shè)備 氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀 (安捷倫科技有限公司)，色譜柱:熔融石英毛細(xì)管柱 HP－5MS(30m ×0.25mm i.d.×0.25μm)(安捷倫科技有限公司)，微型植物粉碎機(jī) (天津泰斯特儀器有限公司)，H2050R－1型高速冷凍離心機(jī) (長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司)，Milli－Q水純化系統(tǒng) (北京博雅創(chuàng)新科技發(fā)展有限公司)，HZQ－C型空氣浴振蕩器 (哈爾濱東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司)，CPA225D型電子天平 (德國(guó)賽多利斯股份公司)，XW－80A型旋渦混合器 (上海精科實(shí)業(yè)有限公司)。

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 于2016年和2017年分別在北京、湖南、江蘇開展2年3地的田間試驗(yàn)。試驗(yàn)小區(qū)根據(jù)《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》［20］的具體要求進(jìn)行設(shè)置，每小區(qū)30m2，各小區(qū)隨機(jī)排列，小區(qū)間設(shè)置保護(hù)帶，每個(gè)處理重復(fù)3次，另設(shè)空白對(duì)照處理。于小麥齊穗期 (參照 BBCH Monograph［21］對(duì)應(yīng)的圖譜) 進(jìn)行噴霧施藥。

1.2.1 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 施藥劑量為720 g.a.i/ha(推薦最高使用劑量的2倍)，處理重復(fù)3次，處理間設(shè)保護(hù)隔離區(qū)，另設(shè)清水空白對(duì)照，于施藥后2 h、1、2、3、5、7、14、21 d分別采集植株和土壤。植株取樣在小區(qū)內(nèi)用隨機(jī)方式多點(diǎn)采集生長(zhǎng)正常、無病害的小麥植株≥2 kg，土壤取樣時(shí)取土深度為0～10 cm，采樣點(diǎn)≥8個(gè)，采樣量≥2 kg。

1.2.2 最終殘留試驗(yàn) 設(shè)高、低2個(gè)施藥劑量，高劑量按720 g.a.i/ha施藥，低劑量按360 g.a.i/ha施藥，每個(gè)劑量均設(shè)2次和3次施藥2個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，施藥間隔期為10 d，距最后1次施藥30、45 d時(shí)分別采集植株、麥穗和土壤樣本。植株及麥穗取樣在小區(qū)內(nèi)用隨機(jī)方式多點(diǎn)采集生長(zhǎng)正常、無病害的植株和麥穗≥2 kg，土壤取樣時(shí)取土深度為0～10 cm，采樣點(diǎn)≥8個(gè)，采樣量≥2 kg。

1.3 樣品制備 植株:植株剪成1 cm以下的小段，充分混勻后，用四分法縮分，取150g 2份，分別裝于封口袋中編號(hào);麥粒、麥殼:麥穗脫粒處理后去殼，麥粒和麥殼分別用磨碎機(jī)磨碎，分別混勻，用四分法縮分，取磨碎后的麥粒和麥殼各2份，每份150 g，分別裝于封口袋中編號(hào);土壤:去除土壤中的雜草、雜物和碎石后，將土壤充分混勻取2份，每份200 g，分別裝于封口袋中，標(biāo)記后貼好標(biāo)簽;將上述制備的實(shí)驗(yàn)室樣品分類包裝并標(biāo)記后，貼好標(biāo)簽，－18℃保存。

1.4 分析方法

1.4.1 提取

1.4.1.1 土壤 準(zhǔn)確稱取10 g土壤樣品，于50 mL具塞離心管中，加入3 mL水搖勻靜置，加入乙腈10 mL，振搖30 s后渦旋提取1 min，然后分別加入4 g無水硫酸鎂 (MgSO4)和1 g氯化鈉(NaCl)，稱量均應(yīng)精確至0.1 g，完成上述步驟后立即進(jìn)行劇烈振搖，10 s后置于冰水浴中冷卻處理1～2 min，渦旋1 min后以3 800 r/min離心5 min。

1.4.1.2 植株 準(zhǔn)確稱取5 g植株樣品，于50 mL具塞離心管中，加入3 mL水搖勻靜置，加乙腈5 mL，振搖30 s后于振蕩器中振蕩1 h，然后分別加入4 g無水硫酸鎂 (MgSO4)和1 g氯化鈉(NaCl)，稱量均應(yīng)精確至0.1 g，完成上述步驟后立即進(jìn)行劇烈振搖，10 s后置于冰水浴中冷卻處理1～2 min，渦旋1 min后以3 800 r/min離心5 min。

1.4.1.3 麥粒和麥殼 準(zhǔn)確稱取4 g麥?；蛐←湚悠?，于50 mL具塞離心管中，加入3 mL水搖勻靜置，加乙腈5 mL(小麥殼中加乙腈10 mL)，振搖30 s后渦旋提取1 min，然后分別加入4 g無水硫酸鎂 (MgSO4)和1 g氯化鈉(NaCl)，稱量均應(yīng)精確至0.1 g，完成上述步驟后立即進(jìn)行劇烈振搖，10 s后置于冰水浴中冷卻處理1～2 min，渦旋1 min后以3 800 r/min離心5 min。

1.4.2 凈化 取1 mL上述離心后的上清液轉(zhuǎn)入裝有20 mg PSA，150 mg無水MgSO4的2 mL微量離心管中，振蕩20 s后渦旋1 min，以6 000 r/min離心2 min，上清液過0.22 μm有機(jī)系濾膜于自動(dòng)進(jìn)樣瓶中，待測(cè)。

1.4.3 儀器檢測(cè)條件

1.4.3.1 氣相色譜條件 載氣為純度≥99.999%的氦氣;恒流模式，流速為1.2 mL/min;采用不分流進(jìn)樣，0.8 min之后打開分流閥，進(jìn)樣量1 μL，進(jìn)樣口溫度為250℃;柱溫箱升溫程序:初始溫度80℃，保持1 min，以25℃/min速率升溫至290℃，保持10 min。

1.4.3.2 質(zhì)譜條件 色譜－質(zhì)譜接口溫度為280℃;離子源溫度為230℃;四級(jí)桿溫度為150℃;采用電子轟擊電離源 (EI)，電子能量為70 eV;全掃描模式 (SCAN)，掃描質(zhì)量范圍50～300，選擇離子監(jiān)測(cè)模式 (SIM)，粉唑醇的定性離子對(duì) (m/z)為:219/164和219/123，定量離子對(duì)為:219/123。

1.4.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線與添加回收率

1.4.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線 用乙腈將粉唑醇標(biāo)準(zhǔn)品配制成100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，準(zhǔn)確移取適量標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液進(jìn)行梯度稀釋，配制成0.01、0.05、0.25、0.5、1 mg/L系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

在上述氣相色譜－質(zhì)譜條件下測(cè)定粉唑醇的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度與對(duì)應(yīng)的峰面積作標(biāo)準(zhǔn)曲線。1.4.4.2 添加回收率 在空白土壤、植株、麥粒、麥殼樣品中進(jìn)行粉唑醇的添加回收率實(shí)驗(yàn)，添加濃度依次為0.05、0.5、1 mg/kg，每個(gè)濃度5次重復(fù)，另設(shè)空白對(duì)照。按上述方法及儀器條件進(jìn)行樣品前處理和分析測(cè)定，根據(jù)峰面積及添加濃度計(jì)算粉唑醇在各基質(zhì)中的添加回收率及其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和靈敏度 在上述檢測(cè)條件下對(duì)粉唑醇標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，以添加濃度 (mg/L)為橫坐標(biāo)，測(cè)得的相應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo)，制作粉唑醇的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，得到粉唑醇的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為 y=317 637x－2 088.5，相關(guān)系數(shù)(R2)為0.999 2，結(jié)果表明粉唑醇在0.01～1.00 mg/kg的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)其色譜峰面積與質(zhì)量濃度呈良好的線性關(guān)系，該儀器條件下粉唑醇的最小檢出量 (LOD)為1.0×10－11g，通過添加回收試驗(yàn)測(cè)定各基質(zhì)中粉唑醇的最低檢測(cè)濃度 (LOQ)均為0.05 mg/kg。

2.2 回收率和精密度 在空白土壤、植株、麥粒及麥殼基質(zhì)中分別添加粉唑醇的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，添加水平為0.05～1 mg/kg，添加回收率試驗(yàn)結(jié)果 (表1)，結(jié)果表明:植株中的添加回收率為84.3% ～93.7%，RSD為6.9% ～9.3%;籽粒中的添加回收率為77.6%～95.6%，RSD為4.4%～12.2%;粉唑醇在小麥殼中的添加回收率為84.8% ～88.8%，RSD為7.7% ～10.9%;粉唑醇在土壤中的添加回收率和RSD分別為77.7%～95.5%和4.5%～12.2%?；厥章屎途芏确限r(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則的相關(guān)要求，相關(guān)色譜圖 (圖2)。

圖2 粉唑醇在土壤、植株、麥粒和麥殼中的色譜圖

2.3 消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 采用250 g/L的粉唑醇懸浮劑在小麥齊穗期進(jìn)行噴霧施藥，施藥劑量為推薦最高使用劑量的2倍720 g.a.i/ha。結(jié)果表明:粉唑醇在土壤和小麥植株中的消解動(dòng)態(tài)均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，消解動(dòng)態(tài)方程及相關(guān)參數(shù) (表2)。粉唑醇在土壤和小麥植株中的原始沉積量分別為0.43～1.53 mg/kg，5.22～9.21 mg/kg，施藥后14 d粉唑醇在土壤中的消解率達(dá)85%以上，在植株中的消解率達(dá)90%以上，粉唑醇在土壤中消解半衰期為1.8～7.4 d，在植株中消解半衰期為3.2～5.1 d。

表2 粉唑醇在麥田土壤和小麥植株中的消解動(dòng)力學(xué)參數(shù)

(續(xù))

2.4 最終殘留試驗(yàn) 最終殘留試驗(yàn)結(jié)果表明:以360 g.a.i/ha和720 g.a.i/ha的劑量分別對(duì)土壤及小麥?zhǔn)┯?00 g/L的粉唑醇懸浮劑，每個(gè)劑量各施藥2次和3次，施藥間隔期為10 d，距最后1次施藥后30、45 d時(shí)采集小麥和土壤樣本進(jìn)行分析，粉唑醇在植株中最終殘留量在＜LOQ～1.31 mg/kg之間，在麥粒中最終殘留量在＜LOQ～0.28 mg/kg之間，在麥殼中最終殘留量在＜LOQ～1.07 mg/kg之間，在土壤中的殘留量在＜LOQ～1.13 mg/kg之間，上述麥田各基質(zhì)中粉唑醇的最終殘留量的大小依次為:小麥植株＞麥田土壤＞小麥殼＞麥粒;總體上隨著采收間隔期的延長(zhǎng)以及用藥施次數(shù)的減少，粉唑醇在麥田各基質(zhì)中的殘留量逐漸減小。距最后1次施藥30 d，粉唑醇在麥粒中的最終殘留量最大值為0.28 mg/kg，距最后1次施藥45 d時(shí)粉唑醇在麥粒中最終殘留量最大值為0.18 mg/kg，均低于我國(guó)制訂的粉唑醇在小麥中的最大殘留限量值0.5 mg/kg。

3 結(jié)論與討論

本文建立了氣相色譜－質(zhì)譜法測(cè)定粉唑醇在土壤、小麥植株、麥粒及麥殼中殘留量的檢測(cè)方法，該方法簡(jiǎn)單、便捷，靈敏度較高，粉唑醇的平均回收率在77.6% ～95.5%之間，RSD為4.4%～12.2%，符合農(nóng)藥殘留分析的要求。粉唑醇在土壤中的中消解半衰期為1.8～7.4 d，在小麥植株中的消解半衰期為3.2～5.1 d，可見，粉唑醇屬易降解農(nóng)藥［22］;根據(jù)最終殘留試驗(yàn)結(jié)果，距最后1次施藥間隔30～45 d，麥粒樣本中粉唑醇的最終殘留量最大值為0.28 mg/kg，低于我國(guó)制定的粉唑醇在小麥中的最大殘留限量 (MRL)0.5 mg/kg，因此，建議使用250 g/L的粉唑醇懸浮劑防治小麥條銹病，以360 g.a.i/ha的施藥劑量，于小麥齊穗期噴霧施藥2～3次，施藥間隔期為10 d，推薦安全間隔期為45 d，可保證小麥的質(zhì)量安全。