高效氯氟氰菊酯乳油和水乳劑在大豆上的殘留和降解動態(tài)

孫明娜，童 舟，董 旭，褚 玥，王 梅，高同春，段勁生

（安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（合肥），合肥230031）

高效氯氟氰菊酯為神經(jīng)毒劑類擬除蟲菊酯類殺蟲劑（圖1），其通過觸殺、胃毒作用對鱗翅目幼蟲有特效，并具有藥效迅速，持效期長，殺蟲活性高且不易產(chǎn)生抗性，用藥量比其他擬除蟲菊酯類藥劑明顯少等特點[1]。大豆食心蟲等鱗翅目害蟲是大豆生產(chǎn)中的重要害蟲，而高效氯氟氰菊酯是我國防治大豆食心蟲的主要登記品種[2]。隨著藥劑的連續(xù)施用，大豆食心蟲的抗藥性也在不斷地加大，導(dǎo)致用藥量和用藥次數(shù)不斷上升[3]。同時，由于高效氯氟氰菊酯分子量大、親脂性強(qiáng)，不具備內(nèi)吸性，通過觸殺、胃毒作用發(fā)揮防效。施藥后靶標(biāo)區(qū)域的藥劑沉積量（殘留量）是影響藥效的關(guān)鍵因素[4-5]。有研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)藥劑型可影響農(nóng)藥降解。Guan等[6]發(fā)現(xiàn)采用殼聚糖和海藻酸鈉制備的吡蟲啉納米制劑在大豆和土壤中降解速率比懸浮劑更快。目前，高效氯氟氰菊酯的劑型對大豆施藥后的沉積量和降解速率的影響鮮有報道。本實驗研究了不同劑型的高效氯氟氰菊酯施用到大豆葉片和豆莢中藥劑的沉積量與降解速率的差異，為進(jìn)一步指導(dǎo)高效氯氟氰菊酯在大豆上的科學(xué)使用和提高農(nóng)藥利用率提供依據(jù)。

圖1 高效氯氟氰菊酯

1 材料與方法

1.1 田間試驗

試驗于2017年在安徽合肥市安徽省農(nóng)科院崗集試驗基地進(jìn)行?；氐貏萜教?，水肥條件適宜，大豆品種為“皖豆28”，生育期為110 d。選擇25 g/L高效氯氟氰菊酯乳油，先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司；2.5%高效氯氟氰菊酯水乳劑，先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司，以登記用量的最高劑量為7.5 g/hm2。在大豆結(jié)莢初期（株高為15～20 cm左右，即大豆食心蟲危害初期）兌水噴霧施藥，每畝用水量為40 L。小區(qū)面積50 m2，每處理3個重復(fù)，不同藥劑施藥后的2、6 h，1、2、3、4、5、7、10、14、21 d分別采集大豆葉片、豆莢，每小區(qū)采集2份樣品，按NY/T 788—2018《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則》的規(guī)定[7]，從大豆的上、中、下的不同部位分別采集和處理樣品，每份樣品200 g、冰箱冷凍于-20℃保存，待測。

1.2 主要儀器及試劑

島津8040氣相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀；MILLI-Q Direct 8超純水機(jī)，德國默克密理博公司；Vortex2渦旋混合器，德國IKA公司；390HE分析天平，瑞士普利賽斯公司；H3021D高速離心機(jī)，上海知信實驗儀器有限公司；無水硫酸鎂（MgSO4），國藥化學(xué)試劑有限公司（上海）；N-丙基乙二胺（PSA）、石墨化炭黑（GCB）、十八鍵合硅膠（C18），天津博納-阿格拉技術(shù)有限公司。高效氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品（純度99.5%），德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；無水硫酸鈉（分析純）、氯化鈉（分析純），國藥化學(xué)試驗有限公司。

1.3 檢測方法

1.3.1 樣品處理

采用QuECHERS法處理樣品。稱取混勻后粉碎樣品10（±0.05）g至50 mL聚四氟乙烯（PTFE）離心管中，加入乙腈∶水（V∶V=50∶5）混合溶液55 mL，渦旋儀上振蕩5 min。隨后加入混合吸附劑2.5 g（MgSO4∶NaOAc=4∶1），以4 000 rpm的轉(zhuǎn)速離心5 min。將上層1 mL乙腈相轉(zhuǎn)移到含有純化材料（包括50 mg MWCNTs、500 mg PSA、500 mg C18和1 500 mg MgSO4）的15 mL PTFE離心管中，混勻后再次離心，取2 mL乙腈層，氮吹至近干，用2 mL正己烷定容。樣品過0.22 m濾膜后用GC-MS/MS測定。

1.3.2 檢測條件

進(jìn)樣口溫度：250℃；色譜柱：Rxi-5Sil MS（30 m×0.25 mm，0.25μm）；柱溫為程序升溫：50℃下保持1 min，然后以30℃/min速率增加到125℃，再以20℃/min速率增加到280℃，保持4 min；載氣：氦氣（純度99.999%），1.69 mL/min；質(zhì)譜儀：電子電離（EI）模式；離子源和傳輸線的溫度：200℃和280℃；定量離子：181.1/152.1；碰撞能量為24 V；定性離子：163.1/127.0；碰撞能量：14 V。數(shù)據(jù)分析采用GCMSsolutionv2軟件。

1.4 高效氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

準(zhǔn)確稱取一定量的高效氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品，用色譜正己烷配制1 000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)品儲備液，保存于-20℃避光環(huán)境。試驗前用不同空白基質(zhì)的提取液稀釋成0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5μg/mL的系列混合基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品溶液，按照1.3.2檢測方法進(jìn)樣分析，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.5 添加回收率

選擇空白大豆葉片、豆莢，按0.005、0.05和0.5 mg/kg 3個水平5次重復(fù)添加高效氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.3的方法進(jìn)行前處理和檢測分析，分別計算回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的線性范圍、準(zhǔn)確度及精密度

高效氯氟氰菊酯在0.005～0.5μg/mL，基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的峰面積（圖2）與對應(yīng)質(zhì)量濃度間線性關(guān)系良好（表1），相關(guān)系數(shù)R2在0.995 2～0.999 5。添加水平在0.005、0.05和0.5 mg/kg 3個濃度，高效氯氟氰菊酯在葉片中的平均回收率為89.6%～95.1%（表2），相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.4%～4.1%，在豆莢中平均回收率為92.4%～96.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6%～6.1%；方法的定量限（LOQ）為0.005 mg/kg，滿足殘留試驗準(zhǔn)則要求。

圖2 添加回收樣品的色譜圖

表1 高效氯氟氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)曲線和相關(guān)系數(shù)

表2 高效氯氟氰菊酯添加回收及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=5）

2.2 基質(zhì)效應(yīng)

由于QuEChERS-GC-MS/MS易受基質(zhì)共提物的影響，導(dǎo)致試驗結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度降低[8]。當(dāng)ME值＜0時為基質(zhì)減弱效應(yīng)；當(dāng)ME＞0時為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)[9]。本試驗研究結(jié)果表明，高效氯氟氰菊酯在大豆葉片中ME值為43.6%，在大豆豆莢中ME值為38.3%，均表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)（表1）。為保證方法的適用性，本研究采用外標(biāo)法基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線定量來消除基質(zhì)效應(yīng)造成的影響[10]。基質(zhì)效應(yīng)按式（1）計算。

2.3 不同劑型高效氯氟氰菊酯在大豆上的殘留量和降解動態(tài)

檢測結(jié)果表明（表3、圖3），在7.5 g/hm2設(shè)計施藥劑量下，高效氯氟氰菊酯乳油和水乳劑2種劑型施藥2 h后在大豆葉片上的原始沉積量分別為1.386±214、1.167±0.132 mg/kg；在豆莢上分別為0.067±0.006、0.051±0.005 mg/kg。藥后14 d，乳油和水乳劑2種劑型農(nóng)藥在葉片上的降解率均超過90%，分別為94.1%、91.12%；在豆莢上，藥后21 d，2種劑型農(nóng)藥的殘留量均小于0.005 mg/kg。高效氯氟氰菊酯乳油和水乳劑在大豆上的降解解動態(tài)符合一級動力學(xué)方程Ct=C0e-kt，經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換及回歸分析計算得出，在葉片上的降解半衰期分別為4.1、5.2 d，在豆莢上則分別為2.8、5.0 d。

表3 高效氯氟氰菊酯的殘留降解動態(tài)

表3 高效氯氟氰菊酯的殘留降解動態(tài)

3 結(jié)果與討論

在之前的研究中發(fā)現(xiàn)，高效氯氟氰菊酯噴施到大豆后，絕大部分藥劑殘留于葉片（上、中、下）和豆莢上，大豆的莖稈（不含葉片）和根、大豆田土壤中高效氯氟氰菊酯的含量均未檢出[11]。鑒于此，在研究不同劑型的藥劑降解差異時，針對有效著藥的靶區(qū)葉片（上、中、下）和豆莢這2個部位進(jìn)行研究。

研究結(jié)果表明，在相同施藥量下，高效氯氟氰菊酯乳油和水乳劑2種劑型在大豆葉片和豆莢的原始沉積量比較接近，無明顯差異，說明2種劑型的藥劑在田間的靶區(qū)藥液流失差異不大，這與大豆葉片表面積較大，有利于農(nóng)藥霧滴的均勻分布有關(guān)。在相同施藥劑量下，對于同一靶標(biāo)部位（大豆葉片或豆莢），不同劑型的藥劑，高效氯氟氰菊酯的降解速率不同。乳油劑型較水乳劑劑型降解相對較快，在葉片上高效氯氟氰菊酯乳油和水乳劑的降解半衰期分別為4.1、5.2 d，也與已有報道的高效氯氟氰菊酯在大豆植株上的降解半衰期為7 d比較接近[12]，在豆莢上則半衰期分別為2.8、5.0 d；在相同施藥劑量下，對于同一劑型藥劑，高效氯氟氰菊酯乳油在不同靶標(biāo)部位的降解速率不同，豆莢上降解較快（半衰期為2.8 d）、而葉片上較慢（半衰期為4.1 d），而高效氯氟氰菊酯水乳劑在葉片上和豆莢上的降解半衰期則差異不明顯，分別為5.2、5.0 d。

靶區(qū)的原始沉積量試驗數(shù)據(jù)表明，水乳劑在保持和乳油相同原始沉積量的同時，其在大豆葉片和豆莢上的降解速率相對較慢，尤其是在豆莢上（半衰期為5.2 d）可以保持相對較長時間的藥劑沉積量，又因高效氯氟氰菊酯無內(nèi)吸性，故可以很好地維持對大豆食心蟲的觸殺防效。同時，水乳劑作為一種環(huán)保劑型，比乳油對環(huán)境更加友好。在藥后21 d，豆莢中高效氯氟氰菊酯均小于0.005 mg/kg，不超過GB/T 2763規(guī)定的大豆中高效氯氟氰菊酯MRL值（0.02 mg/kg）[13]，因此，收獲期的大豆是安全的。

由此可見，高效氯氟氰菊酯作為防治大豆食心蟲主要登記藥劑，水乳劑相對于乳油，更加安全高效并且環(huán)境友好[14]。本研究結(jié)果可為大豆蟲害防治農(nóng)藥科學(xué)使用提供科學(xué)數(shù)據(jù)參考。