4種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在苧麻與土壤中的殘留消解動態(tài)及最終殘留研究

王 璞，何明遠，劉 勇，張德詠，朱春暉，陳武瑛，楊 芳，李治軍（.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，湖南 長沙 408；.湖南省植物保護研究所，湖南 長沙 405）

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4種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在苧麻與土壤中的殘留消解動態(tài)及最終殘留研究

王 璞1，何明遠1，劉 勇2，張德詠2，朱春暉2，陳武瑛2，楊 芳2，李治軍2
（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.湖南省植物保護研究所，湖南 長沙 410125）

摘 要：建立了甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯和溴氰菊酯4種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在苧麻和土壤中的多殘留分析方法，并通過田間試驗研究了這4種農(nóng)藥在苧麻和土壤中的殘留消解動態(tài)和最終殘留量。樣品采用乙腈提取，PSA、GCB分散固相萃取凈化，經(jīng)氣相色譜儀-電子捕獲檢測器（GC-μECD）測定，外標法定量。在0.05、0.5和5 mg/kg添加水平范圍內(nèi)，4種農(nóng)藥在苧麻中平均回收率為86.5%～108.3%，相對標準偏差≤5.4%，最低檢測濃度為0.05 mg/kg；在0.002、0.02和0.2 mg/kg添加水平范圍內(nèi)，4種農(nóng)藥在土壤中平均回收率為89.0%～106.7%，相對標準偏差≤5.9%，最低檢測濃度為0.002 mg/kg。消解動態(tài)試驗表明：4種農(nóng)藥在苧麻和土壤中的消解行為符合一級降解動力學(xué)方程，苧麻中半衰期在10.6～15.1 d之間，土壤中在11.0～23.2 d之間。最終殘留結(jié)果表明，在15～112.5 g/hm2施藥水平下，施藥1～2次，施藥間隔期5 d，收獲期距末次施藥間隔5、10、15、20 d時，4種農(nóng)藥在苧麻中的殘留量在0.281～4.628 mg/kg之間，土壤中殘留量在＜0.002～0.196 mg/kg之間。

關(guān)鍵詞：苧麻；擬除蟲菊酯類農(nóng)藥；消解動態(tài)；農(nóng)藥殘留

苧麻（Boehmeria nivea）是我國特產(chǎn)的纖維作物之一，是紡織工業(yè)的重要原料。同時，由于苧麻的蛋白質(zhì)含量較高，營養(yǎng)成分結(jié)構(gòu)合理，年生物產(chǎn)量大，這使其成為一種重要的飼料來源。20世紀中葉國外就有相關(guān)研究表明苧麻是很理想的飼料或者補充飼料，其蛋白質(zhì)含量和利用率都相對較高［1-3］。我國也有用苧麻葉飼喂牛、羊、豬等動物的歷史，將苧麻粉混入其他飼料中喂豬養(yǎng)雞，成本較低，經(jīng)濟效益較高［4］。近年來，苧麻逐漸成為產(chǎn)業(yè)化優(yōu)質(zhì)飼料的開發(fā)熱點［5-6］。國內(nèi)外對飼用苧麻品質(zhì)營養(yǎng)成分和養(yǎng)殖應(yīng)用上的研究報道較多［7-8］。

苧麻栽培過程中，主要通過施用有機磷和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥防治蟲害［9-11］。周勇等［12］報道了有機磷類農(nóng)藥在苧麻及土壤中的殘留研究，而擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在苧麻中的殘留研究還未見報道。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥是一類廣譜殺蟲劑，由于其高效、低毒、低殘留和易于降解等特點而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林、衛(wèi)生害蟲防治等領(lǐng)域，但由于大量使用，以及農(nóng)藥的蓄積性仍會導(dǎo)致環(huán)境污染，甚至威脅人畜健康［13-14］。

畜禽產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留是危害人體健康的途徑之一。畜禽體內(nèi)農(nóng)藥殘留主要來自于飼料中農(nóng)藥殘留的轉(zhuǎn)移［15］。蔡永瑞等［16］報道了承德地區(qū)的畜牧產(chǎn)品中六六六、滴滴涕和六氯苯殘留主要來源于飼料。José等［17］對不同品牌牛奶進行檢測，39.6%的樣品檢出了施用在飼料上的有機磷農(nóng)藥，其中8個樣品中含有的農(nóng)藥超過最大殘留限量。Rabinder等［18］研究表明家禽飼料是雞和蛋中農(nóng)藥殘留的主要來源。因此，當苧麻作為飼料時，準確檢測其中的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留，并給出合理的施用建議，具有重要的現(xiàn)實意義。筆者選擇甲氰菊酯等4種比較常見的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥作為研究對象，通過田間試驗研究其在苧麻植株和土壤中的消解動態(tài)情況，以期為飼用苧麻的科學(xué)用藥提供指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1試劑和儀器

1.1.1試驗藥劑 標準品：甲氰菊酯（99.0%），高效氯氟氰菊酯（98.0%），高效氯氰菊酯（98.0%），溴氰菊酯（99.5%），均購于Dr Ehrenstorfer GmbH。農(nóng)藥：20%甲氰菊酯乳油（浙江省東陽市金鑫化學(xué)工業(yè)有限公司），2.5%高效氯氟氰菊酯水乳劑（安徽省國家農(nóng)藥劑型工程技術(shù)中心），4.5%高效氯氰菊酯乳油（河北華靈農(nóng)藥有限公司），25 g/L溴氰菊酯乳油（德國拜耳作物科學(xué)公司）。試劑：乙腈（分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司），乙酸乙酯（色譜純，德國默克公司），氯化鈉（分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司），PSA、GCB（天津博納艾杰爾科技有限公司）。1.1.2 試驗儀器 GC6890N型氣相色譜儀（配電子捕獲檢測器，美國安捷倫科技有限公司）；飛利浦攪拌機，HR2006（飛利浦電子香港有限公司）；漩渦混合器，XW-80A（上海精科實業(yè)有限公司）；電子天平，CPA225D（德國賽多利斯股份公司）；微量移液器（法國吉爾森公司）；低速臺式離心機，TDL-40B（上海安亭科學(xué)儀器廠）；高速離心機，Centrituge5424（德國艾本德公司）；數(shù)顯水浴恒溫振蕩器，SHA-C（江蘇金壇市億通電子有限公司）。

1.2田間試驗方法

1.2.1試驗設(shè)計 選擇未施用過甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯且長勢良好的苧麻地劃分小區(qū)，每小區(qū)30 m2，小區(qū)之間設(shè)保護行。共設(shè)低、高兩種施藥劑量，以農(nóng)藥產(chǎn)品的最大推薦使用劑量為4種農(nóng)藥施藥低劑量，分別為：20%甲氰菊酯乳油75 g/hm2（有效成分劑量，下同），2.5%高效氯氟氰菊酯水乳劑15 g/hm2，4.5%高效氯氰菊酯乳油22.5 g/hm2，25 g/L溴氰菊酯乳油15 g/hm2；以低劑量的1.5倍為施藥高劑量，分別為：20%甲氰菊酯乳油112.5 g/hm2，2.5%高效氯氟氰菊酯水乳劑22.5 g/hm2，4.5%高效氯氰菊酯乳油33.75 g/hm2，25 g/L溴氰菊酯乳油22.5 g/hm2。同時設(shè)空白對照小區(qū)。各小區(qū)每次施藥用水量為2.25 L，4種農(nóng)藥在藥箱中對水混合均勻后用電動噴霧器噴施，空白對照噴施等量清水。

1.2.2消解動態(tài)試驗 苧麻：設(shè)3個重復(fù)小區(qū)，高劑量藥液施藥一次，均勻噴施在植株表面。每小區(qū)于施藥后2 h、1 d、2 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、45 d，在隨機分散的10個點采集不小于150 g的苧麻葉。土壤：在試驗地選擇一塊無植被的30 m2平整地塊，高劑量藥液施藥一次，均勻噴至土壤表面。于施藥后2 h、1 d、2 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、55 d在隨機分散的10個點采集0～10 cm深土壤約2 kg，混勻過篩后留樣200 g。

1.2.3最終殘留試驗 設(shè)4個處理：低劑量施藥1次、2次，高劑量施藥1次、2次，兩次施藥處理的施藥間隔期為5 d，每個處理3個平行小區(qū)。施藥時均勻噴施在植株表面，不特意對土壤進行噴施。每小區(qū)分別于末次施藥后5、10、15、20 d在隨機分散的10個點采集不小于300 g的苧麻葉和0～15 cm深土壤約2 kg，土壤混勻過篩后留樣200 g。

1.3分析方法

1.3.1樣品預(yù)處理與提取、凈化 （1）苧麻：將采集的苧麻田間樣品放入攪拌機中并摻入適量干冰進行低溫粉碎，制備成實驗室樣品；稱取經(jīng)過粉碎后的苧麻樣品5 g于50 mL離心管中，加入25 mL乙腈渦旋提取2 min，再加入0.5 g 氯化鈉和2 g無水硫酸鎂，渦旋1 min后4 000 r/min離心5 min；取上清液2 mL于50 mL的燒杯中，在65℃水浴條件下蒸至近干，用2 mL乙酸乙酯洗脫，取洗脫液約1 mL至裝有40 mg PSA和20 mg Carb的2 mL微量離心管中，渦旋30 s；12 000 r/min離心5 min；上清液過0.22 μm有機系濾膜于自動進樣瓶中，待測。（2）土壤：稱取土壤樣品10 g于100 mL離心管中，加入10 mL蒸餾水渦旋混勻，加入20 mL乙腈渦旋提取2 min，再加入2 g氯化鈉和4 g無水硫酸鎂，渦旋1 min后4 000 r/min離心5 min；取上清液2 mL于50 mL的燒杯中，在65℃水浴條件下蒸至近干，用2 mL乙酸乙酯洗脫，取洗脫液約1 mL至裝有40 mg PSA的2 mL微量離心管中；12 000 r/min離心5 min；上清液過0.22 μm有機系濾膜于自動進樣瓶中待測，外標法定量。

1.3.2氣相色譜儀器條件 HP-5色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；電子捕獲檢測器（μ-ECD）；進樣口溫度220℃；檢測器溫度300℃；柱溫箱程序升溫：初始溫度120℃，保持1 min，以20℃/min的速度升到200℃，再以10℃/min的速度升到280℃，保持10 min，共運行23 min。載氣為高純氮（純度≥99.999%）；恒流模式1 mL/min；自動進樣體積為1 μL，不分流。

1.3.3標準工作曲線 分別稱取標準品甲氰菊酯10.10 mg、高效氯氟氰菊酯10.20 mg、高效氯氰菊酯10.20 mg、溴氰菊酯10.05 mg（精確到0. 01 mg），用乙酸乙酯準確定容至10 mL，制成1 000 mg/L的母液。再用乙酸乙酯稀釋成濃度分別為0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001 mg/L的系列混合標準溶液。按1.3.2節(jié)的儀器條件進樣檢測。以進樣的濃度為X軸、響應(yīng)值為Y軸得出標準工作曲線。

1.3.4檢測方法可靠性 取苧麻和土壤空白對照樣品，添加3個系列濃度的混合標準溶液，每個濃度重復(fù)5次，測定回收率。

2　結(jié)果與分析

2.1方法靈敏度及線性范圍

在該研究條件下，4種農(nóng)藥的儀器最小檢出量均為1×10-3ng。在0.001～0.500 mg/L的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，線性方程和相關(guān)系數(shù)見表1。由表1可知，4種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在0.001～0.500 mg/L的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，儀器響應(yīng)值與質(zhì)量濃度呈良好的線性關(guān)系。高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯的測得值均為異構(gòu)體之和。

表1　4種農(nóng)藥檢測時的保留時間、線性方程及相關(guān)系數(shù)

2.2方法的準確度、精密度與最低檢測濃度

結(jié)果如表2所示，在0.05～5.00 mg/kg添加水平下，4種農(nóng)藥在苧麻中的平均回收率為86.5%～108.3%，相對標準偏差≤5.4%，最低檢測濃度為0.05 mg/kg；在0.002～0.200 mg/kg添加水平下，4種農(nóng)藥在土壤中的平均回收率在89.0%～106.7%之間，相對標準偏差≤5.9%，最低檢測濃度為0.002 mg/kg。這說明該方法的準確度和精密度都較好，相關(guān)色譜圖見圖1。

表2　苧麻和土壤中4種農(nóng)藥的平均添加回收率及相對標準偏差（n=5）

表3　苧麻和土壤中4種農(nóng)藥的殘留動態(tài)　（mg/kg）

2.3消解動態(tài)試驗

消解動態(tài)試驗結(jié)果（表3）表明，所選4種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在苧麻和土壤中的殘留量隨著時間的延長而呈降低趨勢。

對試驗結(jié)果數(shù)據(jù)進行回歸分析，得到消解動態(tài)方程、相關(guān)系數(shù)和半衰期（表4）。由表4可知，甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯和溴氰菊酯在苧麻中的半衰期分別為10.6、13.6、15.1和14.6 d，在土壤中的半衰期分別為12.0、23.2、11.0和12.4 d。

圖1　4種農(nóng)藥在苧麻和土壤中的色譜圖

表4　4種農(nóng)藥在苧麻中的消解動態(tài)方程、相關(guān)系數(shù)及半衰期

2.4最終殘留試驗

由最終殘留試驗結(jié)果（表5）可得出：4種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在苧麻和土壤中的殘留量與施藥劑量、施藥次數(shù)呈正相關(guān)，與采收間隔期呈負相關(guān)。低劑量、高劑量分別施藥1次、2次時，甲氰菊酯在苧麻中的殘留量為0.773～3.981 mg/kg之間，在土壤中的殘留量為0.004～0.196 mg/kg之間；高效氯氟氰菊酯在苧麻中的殘留量在0.281～2.474 mg/kg之間，在土壤中的殘留量在0.002～0.045 mg/kg之間；高效氯氰菊酯在苧麻中的殘留量在0.419～3.372 mg/kg之間，在土壤中的殘留量在0.001～0.045 mg/kg之間；溴氰菊酯在苧麻中的殘留量在0.464～2.679 mg/kg之間，在土壤中的殘留量在0.001～0.040 mg/kg之間。土壤中的殘留量相比苧麻中的要低很多，主要原因是由于最終殘留小區(qū)施藥時沒有對土壤進行專門的噴施。

3　結(jié)論與討論

研究建立了一種同時測定4種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在苧麻和土壤中殘留量方法，相比于一些國標方法［19-20］操作簡便，沒有諸如石油醚分次提取、過凈化柱等繁瑣步驟，易于批量操作。

試驗結(jié)果表明：在對甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯的檢測分析中，檢測方法的靈敏度、線性范圍、準確度、精密度與最低檢測濃度均符合農(nóng)藥殘留分析要求［21］。

消解動態(tài)試驗結(jié)果表明，4種農(nóng)藥在苧麻上的殘留量呈降解趨勢，各消解曲線符合一級動力學(xué)方程。甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯和溴氰菊酯在苧麻中的半衰期分別為10.6、13.6、15.1和14.6 d，在土壤中的半衰期分別為12.0、23.2、11.0和12.4 d。

對于飼料用途的作物和成品飼料及輔料，我國還沒有專門的標準來限定其中的農(nóng)藥殘留含量，僅《飼料衛(wèi)生標準》［22］中規(guī)定了六六六和滴滴涕在一些飼料當中的限量。參照《食品中農(nóng)藥殘留最大限量》［23］中4種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在其他作物上的最大殘留限量值，建議作為飼料用途的苧麻中甲氰菊酯的最大殘留限量暫定為1 mg/kg，高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯均為0.5 mg/kg。以在苧麻中的殘留量低于所建議的最大殘留限量為準，結(jié)合試驗的最終殘留量數(shù)據(jù)推薦4種農(nóng)藥的安全間隔期、施用劑量和次數(shù)如下：甲氰菊酯75 g/hm2施藥1次，安全間隔期20 d；高效氯氟氰菊酯15 g/hm2施藥1次，安全間隔期15 d；高效氯氰菊酯22.5 g/hm2施藥1次，安全間隔期20 d；溴氰菊酯15 g/hm2施藥1次，安全間隔期20 d。

表5　4種農(nóng)藥在苧麻和土壤中的最終殘留

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（責(zé)任編輯：成 平）

Residual Dynamics and Final Residues of 4 Pyrethroids Pesticides in Ramie and Soil

WANG Pu1，HE Ming-yuan1，LIU Yong2，ZHANG De-yong2，ZHU Chun-hui2，CHEN Wu-ying2，YANG Fang2，LI Zhi-jun2
（1.College of Plant Protection ， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC；2. Hunan Institute of Plant Protection， Changsha 410125， PRC）

Abstract：A method for the determination of 4 pyrethroids pesticides （fenpropathrin， lambda-cyhalothrin， beta-cypermethrin and deltamethrin） residues in ramie and soil had been established. Residual decline and final residues in ramie and soil samples under field conditions were determined. The samples were extracted with acetonitrile， cleaned up with PSA and GCB， and then determined by GC-μECD and external standard method. The average fortified recoveries of 4 pesticides in ramie were 86.5% ～ 108.3% and the relative standard deviation （RSD） was equal to or less than 5.4% at 3 spiked levels （0.05， 0.5 and 5 mg/kg）. The limit of quantification of 4 pesticides was 0.05 mg/kg in ramie. The average fortified recoveries in soil were 89.0%～106.7% and the RSD was equal to or less than 5.9% at 3 spiked levels （0.002， 0.02 and 0.2 mg/kg）. The limit of quantification of 4 pesticides was 0.002 mg/kg in soil. The study of residue dynamics indicated that the curve of decline accorded with the first-order kinetics equation， and the half-life of 4 pesticides in ramie and soil were 10.6～15.1 d and 11.0～23.2 d， respectively. The final residues study showed that when spraying for 1～2 successive times at application dosage of 15～112.5 g/hm2at interval time of 5 d， the final residues of 4 pesticides were in a range of 0.281～4.628 mg/kg in ramie and below 0.002～0.196 mg/kg in soil at 5， 10， 15， 20 d after the last spray.

Key words：ramie； pyrethroids pesticides； residue dynamics； pesticide residue

中圖分類號：TQ450.263

文獻標識碼：A

文章編號：1006-060X（2016）03-0085-05

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.03.026

收稿日期：2016-01-12

基金項目：國家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系線蟲與病毒防控崗位資助項目（CARS-19-E11）

作者簡介：王 璞（1989-），男，湖南常德市人，碩士研究生，主要從事農(nóng)藥殘留研究。

通訊作者：張德詠