茚嗪氟草胺及其代謝物在柑橘和土壤中的殘留及消解動態(tài)

劉金勝 湛優(yōu) 蔡志敏 李治軍 劉祥英

摘要 ：為明確茚嗪氟草胺及其代謝物indaziflamdiaminotriazine （INDD），indaziflamcarboxylic acid （INDC），indaziflamtriazineindanone （INDT），indaziflamhydroxyethyl （INDH），indaziflamolefin （INDO）在柑橘和土壤中的殘留消解動態(tài)及最終殘留，樣品采用乙腈提取，二氯甲烷凈化，液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（LCMS/MS）檢測。茚嗪氟草胺，INDC，INDT，INDH和 INDO在柑橘（果皮、果肉、全果）和土壤中的最低檢測濃度（LOQ）為0.01 mg/kg，INDD 的LOQ為0.02 mg/kg。殘留消解動態(tài)試驗結(jié)果表明，茚嗪氟草胺在柑橘園土壤中的半衰期為15.07～16.12 d，在柑橘中的殘留量低于LOQ，其代謝物在柑橘和土壤中的殘留量皆低于LOQ。最終殘留試驗結(jié)果表明，500 g/L茚嗪氟草胺懸浮劑分別按有效成分用量100 g/hm2和150 g/hm2于雜草出苗前定向封閉施藥1次，柑橘收獲期（藥后86 d）茚嗪氟草胺及其代謝物在柑橘和土壤中的殘留量皆低于LOQ。

關(guān)鍵詞 ：茚嗪氟草胺; 殘留; 消解動態(tài); 柑橘

中圖分類號： S 481.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019540

Residues and dissipation dynamic of indaziflam and its metabolites in orange and soil

LIU Jinsheng2#， ZHAN You1#， CAI Zhimin2， LI Zhijun2， LIU Xiangying1*

（1. College of Plant Protection， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China;

2. Hunan Rongcheng Agricultural Technology Co. LTD， Changsha 410016， China）

Abstract ：In order to determine the dissipation dynamic and final residues of indaziflam 500 g/L SC and its metabolites， including indaziflamdiaminotriazine （INDD），indaziflamcarboxylic acid （INDC）， indaziflamtriazineindanone （INDT），indaziflamhydroxyethyl （INDH） and indaziflamolefin （INDO）， in orange （peel， flesh， whole fruit） and soil， the samples were extracted by acetonitrile， purified by dichloromethane， and detected by liquid chromatographymass spectrometry （LCMS/MS）. The limits of quantitation （LOQs） of indaziflam， INDC， INDT， INDH and INDO in the peel， flesh， whole fruit of orange and soil were 0.01 mg/kg and that of INDD was 0.02 mg/kg. Digestion dynamic analysis showed that the halflife of indaziflam in soil was 15.07-16.12 d. However， the residues of indaziflams metabolites in the peel， flesh， whole fruit and soil were below their corresponding LOQs. Under the application of indaziflam at 100 g/hm2 and 150 g/hm2in the soil at the weed preemergence period， the final residues of indaziflam and its metabolites in orange and soil were below their corresponding LOQs when the orange was ripe and harvested （86 d after treatment）.

Key words ：indaziflam; residue; dissipation dynamics; orange

茚嗪氟草胺（indaziflam）又名三嗪茚草胺（結(jié)構(gòu)式見圖1），是德國拜爾公司開發(fā)的一種新型滅生性芽前除草劑，其作用機(jī)理是通過抑制纖維素的生物合成，并作用于分生細(xì)胞生長來有效防除雜草[12]。該除草劑具有防治譜廣、藥效高、持效期長、用量低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于草坪、水果（如柑橘、葡萄、梨等）、甘蔗等作物田防除一年生禾本科雜草與闊葉雜草[34]。茚嗪氟草胺常見的代謝物有indaziflamdiaminotriazine （INDD），indaziflamcarboxylic acid （INDC），indaziflamtriazineindanone （INDT），indaziflamhydroxyethyl （INDH）和indaziflamolefin （INDO），在土壤、蔬菜和水果中常被檢出[56]，對生態(tài)環(huán)境和食品安全存在潛在的風(fēng)險[7]。該除草劑及其代謝物常用的殘留分析方法有液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（LCMS/MS），超高效液相串聯(lián)質(zhì)譜（UPLCMS/MS）， 高效液相色譜（HPLC）等[56]。本研究通過田間施用500 g/L茚嗪氟草胺懸浮劑，采用LCMS/MS法研究其在柑橘園土壤及柑橘果實中的殘留消解和最終殘留水平，旨在為該除草劑的合理使用和殘留監(jiān)管提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1290液相色譜6460三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司;N1100 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，東京理化器械株式會社;IKAT25 勻漿機(jī)，德國IKA 公司;VORTEX5旋渦混合器，海門市其林貝爾儀器制造有限公司;BSA124S電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;SHZB型調(diào)速多用振蕩器，上海博訊實業(yè)醫(yī)療設(shè)備廠。

茚嗪氟草胺（純度99.3%）及其代謝物INDD（純度92.5%）、INDC（純度96.3%）、INDT（純度97.5%）、INDH（純度98.6%）、INDO（純度94.8%）和500 g/L 茚嗪氟草胺懸浮劑（推薦有效劑量為50～100 g/hm2）均為德國拜耳作物科學(xué)公司產(chǎn)品;甲醇（色譜純），美國Tedia有限公司;乙腈、氯化鈉、二氯甲烷、無水硫酸鈉均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;試驗用水均為二次去離子水。

1.2 田間試驗

試驗在湖南省長沙縣樃梨鎮(zhèn)柑橘園進(jìn)行，柑橘品種為‘早熟宮川，試驗地土壤為紅土，pH 5.4，有機(jī)質(zhì)含量2.2%。按照《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則》[8]和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[9]中要求設(shè)計消解動態(tài)試驗區(qū)、低劑量處理區(qū)、高劑量處理區(qū)和空白對照區(qū)。

1.2.1 消解動態(tài)試驗

將500 g/L茚嗪氟草胺懸浮劑于雜草出苗前定向封閉噴霧處理1次，施藥有效劑量為150 g/hm2（推薦劑量上限的1.5倍），每處理重復(fù)3次，小區(qū)面積50 m2，每小區(qū)不少于2株果樹。另設(shè)清水空白對照，處理間設(shè)保護(hù)間隔區(qū)。分別于施藥后2 h、1、3、7、14、21、30、45 d采集柑橘樣品，施藥后2 h、1、3、7、14、21、30、45、60 d采集土壤樣品。柑橘果實樣品：在小區(qū)內(nèi)按隨機(jī)取樣方法在每株柑橘的不同方向（東、南、西、北、中）及上、中、下、里、外等不同部位采集2 kg以上生長正常、無病害的柑橘果實，將果實切成4～8瓣，取不相鄰的2～4瓣，勻漿后裝入自封塑料袋中，于-20℃冰柜中保存待測。土壤樣品：采用專用取土工具分別在試驗小區(qū)中隨機(jī)選擇12個采集點(diǎn)，取土深度0～10 cm，每小區(qū)采樣量不少于2 kg，在不銹鋼盆中除去雜物后混合均勻，用四分法取500 g裝入自封塑料袋中，于-20℃冰柜中保存待測。

1.2.2 最終殘留試驗

設(shè)低劑量100 g/hm2（推薦劑量上限）和高劑量150 g/hm2（推薦劑量上限的1.5倍）兩個施藥劑量，每個劑量于雜草出苗前定向封閉噴霧處理1次，每處理重復(fù)3 次，小區(qū)面積50 m2，每小區(qū)不少于2 株果樹。另設(shè)清水空白對照，處理間設(shè)保護(hù)間隔區(qū)，于柑橘成熟期（施藥后86 d）隨機(jī)采集柑橘果實及土壤樣品，保存于-20℃冰柜中待測，樣品的采集和處理方法按1.2.1進(jìn)行。

1.3 分析方法

1.3.1 樣品的提取與凈化

采用乙腈提取，二氯甲烷凈化，液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（LCMS/MS）檢測殘留量，外標(biāo)法定量。具體步驟為：分別稱取10 g果皮或果肉或全果或土壤樣品，置于250 mL的離心瓶中，加入50 mL乙腈，振蕩30 min，取上清液2 mL于125 mL分液漏斗中，加40 mL 5% NaCl水溶液，用50 mL二氯甲烷萃取2次，有機(jī)相通過無水硫酸鈉收集到250 mL圓底燒瓶中，于45℃水浴真空除去溶劑，2 mL甲醇定容，過0.22 μm有機(jī)相濾膜至進(jìn)樣瓶中，待LCMS/MS檢測。

1.3.2 LCMS/MS檢測條件

液相色譜條件：不銹鋼色譜柱Agilent SBC18（50 mm×2.1 mm，1.8 μm）;柱溫35℃，進(jìn)樣量10 μL;流速0.3 mL/min;流動相為水和100%甲醇，采用梯度洗脫，條件見表1。

質(zhì)譜條件：電噴霧電離（electron spray ionization，ESI）離子源，正離子掃描，監(jiān)測方式為多反應(yīng)監(jiān)測模式，離子噴霧電壓為3 500 V，霧化氣壓力為40 psi，干燥氣溫度為350℃，干燥氣流速為9 L/min，根據(jù)茚嗪氟草胺及其5個代謝物的相對分子質(zhì)量，確定其母離子，進(jìn)行母離子全掃描。每個母離子選擇2個子離子進(jìn)行定性，一個響應(yīng)較強(qiáng)的子離子進(jìn)行定量。每種目標(biāo)化合物選擇2個響應(yīng)信號較穩(wěn)定的子離子，子離子響應(yīng)信號最強(qiáng)時的碰撞能量作為質(zhì)譜條件。茚嗪氟草胺及代謝物的LCMS/MS 檢測參數(shù)見表2，典型色譜圖見圖2。

1.3.3 制作標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別稱取一定量茚嗪氟草胺和5個代謝物的標(biāo)準(zhǔn)品，用質(zhì)譜純甲醇溶解定容配制成500 ng/mL的母液，再用稀釋法配制成1、5、10、 50、100 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在上述色譜條件下進(jìn)行測定，以峰面積進(jìn)樣濃度做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.4 添加回收率試驗

分別稱取柑橘全果、果肉、果皮和土壤空白樣本，添加不同濃度的茚嗪氟草胺及5個代謝物的標(biāo)準(zhǔn)品，茚嗪氟草胺和代謝物INDC、INDT、INDH、INDO的添加水平為0.01、0.05、0.50、1.00 mg/kg，代謝物INDD的添加水平為0.02、0.05、0.50、1.00 mg/kg，每個濃度重復(fù)5次，按上述分析方法經(jīng)提取、凈化和LCMS/MS測定，計算添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測方法的線性關(guān)系、準(zhǔn)確度及精密度

茚嗪氟草胺和5個代謝物在1～100 ng/mL范圍內(nèi)，其濃度（x）與峰面積（y）呈良好的線性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)曲線與相關(guān)系數(shù)見表3。

在上述色譜測定條件下，以3倍信噪比計，茚嗪氟草胺及其5 個代謝物的最小檢出量（LOD）均為0.01 ng， 以10倍信噪比計，待測物在樣品中的最低含量作為定量限（LOQ），茚嗪氟草胺及代謝物INDC、INDT、INDH、INDO在柑橘果皮、果肉、全果和土壤中的LOQ為0.01 mg/kg;代謝物INDD在柑橘果皮、果肉、全果和土壤中的LOQ為0.02 mg/kg。茚嗪氟草胺及其代謝物在柑橘果皮、果肉、全果及土壤中的添加回收率及RSD見表4，當(dāng)添加水平在0.01～1.00 mg/kg時，茚嗪氟草胺及代謝物INDC、INDT、INDH、INDO在柑橘果皮、果肉、全果中及土壤中的回收率分別為71.6%～102.5%、73.2%～109.0%、73.0%～108.1%、74.3%～109.0%，RSD分別為2.3%～10.7%、0.9%～11.8%、2.2%～9.6%、1.1%～7.8%。當(dāng)添加水平在0.02～1.00 mg/kg時，代謝物INDD在柑橘果皮、果肉、全果以及土壤中的平均回收率分別為71.4%～82.6%、73.0%～105.7%、74.2%～94.1%、73.7%～103.2%，RSD分別為1.3%～11.6%、1.6%～10.7%、1.9%～5.1%、3.5%～7.5%。滿足農(nóng)藥殘留分析的要求[8]。

2.2 茚嗪氟草胺及其代謝物在土壤和柑橘中的消解動態(tài)

茚嗪氟草胺在土壤中的消解符合一級反應(yīng)動力學(xué)方程，消解動態(tài)見表5。2017年和2018年茚嗪氟草胺在土壤中的原始沉積量分別為0.296 mg/kg和0.322 mg/kg，半衰期分別為16.12 d和15.07 d。藥后60 d， 茚嗪氟草胺在土壤和柑橘全果上的殘留量均低于最小檢出量 0.01 mg/kg。代謝物在柑橘果皮、果肉、全果和土壤中的殘留量均低于最小檢出量，即INDC、INDT、INDH、INDO的殘留量皆低于LOQ（0.01 mg/kg），INDD的殘留量低于其LOQ（0.02 mg/kg）。

2.3 最終殘留

以低劑量100 g/hm2和高劑量150 g/hm2于雜草出苗前定向封閉噴霧處理1次，收獲期采樣（藥后86 d）測定茚嗪氟草胺及5種代謝物在柑橘果皮、果肉、全果及土壤中殘留。結(jié)果表明，茚嗪氟草胺及5種代謝物在柑橘果皮、果肉、全果及土壤中的殘留量皆低于LOQ。

3 討論

采用乙腈為提取劑，二氯甲烷和無水硫酸鎂為分散凈化劑，外標(biāo)法定量，利用LCMS/MS在選擇多反應(yīng)監(jiān)測模式下對柑橘及土壤中的茚嗪氟草胺及代謝物進(jìn)行了定性定量分析，方法的線性關(guān)系、準(zhǔn)確度及精密度均可滿足農(nóng)藥殘留分析的要求[8]。

農(nóng)藥在土壤中的消解與其本身的理化特性、土壤類型、土壤溫濕度及光照等因素密切相關(guān)，張曉慷等報道茚嗪氟草胺及其代謝物在土壤中很容易降解，在田間半衰期為10～80 d[3]。Guerra等研究發(fā)現(xiàn)土壤對茚嗪氟草胺及其代謝物有較強(qiáng)的吸附性，土壤的理化性質(zhì)影響茚嗪氟草胺及其代謝物的生物有效性[10]，Alonso等研究發(fā)現(xiàn)茚嗪氟草胺及其代謝產(chǎn)物在土壤中的吸附能力與土壤有機(jī)碳含量成正相關(guān)，且隨著時間的推移，吸附能力增強(qiáng)[6，11]。本研究表明，將茚嗪氟草胺按照推薦最高劑量100 g/hm2的1.5倍于柑橘園雜草出苗前施藥1次，在土壤中的半衰期為15.07～16.12 d，最終殘留結(jié)果表明，按低劑量100 g/hm2和高劑量150 g/hm2各施藥1次，收獲期采樣時距藥后86 d，在果皮、果肉和全果中皆未檢出茚嗪氟草胺及其代謝物，這可能因為茚嗪氟草胺是一種芽前除草劑，定向噴施于土壤防治柑橘園雜草，絕大部分茚嗪氟草胺進(jìn)入土壤，由于茚嗪氟草胺及其代謝物在土壤中容易降解，使柑橘樹在土壤中吸收茚嗪氟草胺的量少，導(dǎo)致茚嗪氟草胺在柑橘果皮、果肉、全果中的殘留量皆低于LOQ，故未得到茚嗪氟草胺在柑橘全果中消解動態(tài)方程與半衰期。

茚嗪氟草胺已經(jīng)在美國、加拿大、墨西哥、阿根廷、印度尼西亞、馬來西亞、越南、菲律賓和澳大利亞登記上市[3]。目前尚未在中國登記，我國也尚未制定茚嗪氟草胺在柑橘中的最大殘留限量，但隨著滅生性除草劑百草枯水劑在中國被禁用，草甘膦和草銨膦抗藥性的發(fā)生和發(fā)展，茚嗪氟草胺勢必成為一種新型的優(yōu)良替代產(chǎn)品。本試驗開展了500 g/L茚嗪氟草胺懸浮劑在柑橘上的殘留動態(tài)及最終殘留水平的一地兩年殘留試驗，旨在初步了解茚嗪氟草胺在我國柑橘及柑橘園土壤中的殘留情況，根據(jù)美國和歐盟已制定茚嗪氟草胺在柑橘中的最大殘留限量為0.01 mg/kg。本研究中茚嗪氟草胺在柑橘的殘留量低于美國和歐盟的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)，說明500 g/L茚嗪氟草胺懸浮劑在試驗條件下按推薦劑量使用，用于防治柑橘園雜草是安全的。

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（責(zé)任編輯：楊明麗）