噁草酮在水稻、稻田水和土壤中的消解動態(tài)及殘留

?左 暉，何代進(jìn)，劉建宇，邵麗群，張戰(zhàn)泓?

（1.湖南省生物機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410127；2.湖南省植物保護(hù)研究所，湖南 長沙 410125；3.湖南省蔬菜研究所，湖南 長沙 410125）

噁草酮在水稻、稻田水和土壤中的消解動態(tài)及殘留

左 暉1，何代進(jìn)1，劉建宇2，邵麗群2，張戰(zhàn)泓3

（1.湖南省生物機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410127；2.湖南省植物保護(hù)研究所，湖南 長沙 410125；3.湖南省蔬菜研究所，湖南 長沙 410125）

為了評價噁草酮在水稻上使用的安全性，在湖南、海南和山東3地通過田間試驗和氣相色譜-質(zhì)譜分析方法研究了噁草酮在水稻、稻田水及土壤中的消解動態(tài)和最終殘留。添加回收試驗結(jié)果表明：在0.01～1.0 mg/kg 添加水平下，稻米、稻殼、水稻植株、稻田水和土壤中噁草酮的添加平均回收率為85%～100%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.9%～4.5%。田間試驗結(jié)果表明：噁草酮在水稻植株、田水和土壤中的殘留消解動態(tài)規(guī)律均符合一級動力學(xué)反應(yīng)模型，其消解半衰期分別為6.6～12.4、5.5～12.8和7.9～15.4 d，屬于易降解農(nóng)藥；噁草酮在稻米中的最終殘留量均小于定量限（LOQ）0.02 mg/kg，低于噁草酮在糙米上的最高殘留限量（MRL）0.05 mg/kg，建議10%噁草酮懸浮劑在水稻上施藥1次，施藥劑量4 500 g/hm2（1 350 a.i.g/hm2）。

噁草酮；水稻；土壤；殘留；消解動態(tài)；氣相色譜

噁草酮（Oxadiazon）商品名為農(nóng)思它、噁草靈，化學(xué)名稱為5-特丁基-3-（2,4-二氯-5-異丙氧苯基）-1,3,4-噁二唑-2（3H）-酮，主要用于稻田除草，防治對象有稗草、千金子、雀稗、異型莎草、鴨舌草、節(jié)節(jié)菜、球花堿草、瓜皮草等，對莧科、藜科、大戟科、酢醬草科、旋光科雜草有良好防效[1-2]。該除草劑是一種選擇性觸殺性芽前期除草劑，主要通過雜草幼芽和莖葉吸收起作用，在有光的條件下對萌芽期雜草有良好的除草活性，對已長大的雜草基本無效[3]。

目前，噁草酮殘留量的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法有國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.183和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SN/T1115，國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)報道的噁草酮殘留檢測方法有氣相色譜法、氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法等[4-6]。

杜紅霞等[7]報道了噁草酮在棉花中的殘留降解，為噁草酮在棉花上的安全使用提供了科學(xué)依據(jù)，王鑫宏等[8]研究了噁草酮在水稻田及水稻植株中的殘留及消解動態(tài)。但有關(guān)10%噁草酮懸浮劑在水稻上的殘留消解動態(tài)及殘留污染行為鮮見文獻(xiàn)報道。研究通過田間試驗，系統(tǒng)研究了10%噁草酮懸浮劑在水稻植株、稻田水及土壤中的消解動態(tài)及其殘留規(guī)律，為噁草酮在水稻上的安全、科學(xué)合理使用提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗方法

1.1.1供試水稻及藥劑 試驗于2013～2014年分別在湖南、海南和山東進(jìn)行。供試作物為水稻，湖南品種為盛泰優(yōu)9712和株兩優(yōu)06，海南品種為博Ⅱ優(yōu)767；山東品種為鹽豐47。供試農(nóng)藥為10%噁草酮懸浮劑（吉林省通化農(nóng)藥化工股份有限公司）。

1.1.2試驗試劑 乙腈、正己烷、乙酸乙酯、氯化鈉（分析純）；正己烷（色譜純）；99%噁草酮標(biāo)準(zhǔn)品（農(nóng)業(yè)部天津環(huán)?？蒲斜O(jiān)測所）；凈化劑中性Al2O3、PSA、Carb（天津博納艾杰爾科技有限公司）。

1.1.3主要儀器設(shè)備 Agilent GC 7890A-5975C（安捷倫科技有限公司）；CPA 225D電子天平（德國賽多利斯股份公司）；TDL-40B型離心機（上海安亭科學(xué)儀器廠）；eppendorf離心機（Centrifuge，eppendorf公司）；XW-80A型旋渦混合器（上海精科實業(yè)有限公司）；RE-52B型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海博通經(jīng)貿(mào)有限公司）；T-25 basic ULTRA-TURRAX高速植物組織搗碎機（德國IKA公司）; MILLI-Q超純水儀（美國Millipore公司）。

1.2田間試驗

1.2.1水稻植株消解動態(tài)試驗 按1次施藥多次取樣方法進(jìn)行。施藥劑量為制劑量6 750 g/hm2（2 025 a.i.g/ hm2）（推薦高劑量的1.5倍），施藥方法為毒土法，用土量300 kg/hm2，于水稻分蘗期時施藥，將定量農(nóng)藥加到細(xì)土中充分拌勻，人工撒施到每個小區(qū)，每個小區(qū)撒施3遍以上，并且小區(qū)內(nèi)保留淺水層（下同），小區(qū)面積30 m2，重復(fù)3次。施藥后2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d采集植株樣品。

1.2.2稻田水、土壤消解動態(tài)試驗 在試驗地附近選一塊未種植作物的田塊，單獨施藥，與水稻植株上消解動態(tài)試驗同時施藥1次，施藥劑量為制劑量6 750 g/hm2（2 025 a.i.g/hm2）（推薦高劑量的1.5倍），小區(qū)面積30 m2，重復(fù)3次。施藥后2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d采集田水、土壤樣品。

1.2.3最終殘留試驗 設(shè)兩個施藥劑量：低劑量和高劑量。低劑量按制劑量4 500 g/hm2（1 350 a.i.g/hm2）、高劑量按制劑量6 750 g/hm2（2 025 a.i.g/hm2）施藥。于水稻苗期施藥1次，小區(qū)面積30 m2，每個處理重復(fù)3次。收獲期采樣。

1.2.4樣品的制備 （1）最終殘留稻穗樣品：在小區(qū)中采取隨機方式剪取稻穗，采集12點以上，每小區(qū)取樣量不少于2 kg，將所采的稻穗樣品晾干后，用出糙機脫殼，然后將糙米和稻殼分別混勻后，取約250 g的糙米和足量的稻殼分裝兩份，貼好標(biāo)簽，封袋保存在-20℃冰箱中待測。（2）植株樣品：在小區(qū)內(nèi)按隨機方法，采集土表以上的生長正常的植株（去根的全株）4～12株，每小區(qū)取樣量不少于1 kg，將水稻植株剪成1 cm以下的小段，充分混勻后，用四分法縮分，取約500 g分裝兩份，貼好標(biāo)簽，封袋保存在-20℃低溫冰柜中待測。（3）田水樣品：在試驗小區(qū)中，隨機選取10個點用水杯取水樣5 L，倒入盆中混合均勻后，取500 mL稻田水樣分裝兩份，貼好標(biāo)簽，樣品瓶保存在-20℃低溫冰柜中待測，盆中剩余的水倒回小區(qū)。（4）土壤樣品：在試驗小區(qū)中隨機取樣，選擇8個以上采樣點，消解動態(tài)試驗取土深度為0～10 cm（終殘為0～15 cm），每小區(qū)采樣量不少于2 kg，除去土壤中的碎石、雜草和植物根莖等雜物，在不銹鋼盆中混合均勻后用四分法縮分，取約500 g土樣分裝兩份，貼好標(biāo)簽，封袋保存在-20℃低溫冰柜中待測。

1.3分析方法

1.3.1樣品的提取方法 準(zhǔn)確稱取10.0 g土壤、稻米制備樣品（水稻植株、稻殼5.0 g樣品，稻田水樣10.0 mL）于100 mL聚四氟乙烯離心管中，加入10 mL水（稻田水樣除外），渦旋混勻，土壤和稻田水樣品加入20 mL乙腈，稻殼樣品加入40 mL乙腈，植株樣品加入40 mL正已烷，稻米樣品加入20 mL乙酸乙酯，渦旋提取2 min，再加入3.5 g NaCl，渦旋30 s后于4 000 r/min離心5 min，土壤和稻田水樣品取上清液4 mL、稻米取上清液2 mL、稻殼和植株取上清液8 mL于旋蒸瓶中，40℃于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸至近干，均用正己烷定容至2 mL，待凈化。

1.3.2樣品的凈化 取上述土壤和田水樣品的定容液轉(zhuǎn)入裝有30 mg PSA、稻米定容液轉(zhuǎn)入裝有40 mg PSA、稻殼和植株定容液轉(zhuǎn)入裝有30 mg中性Al2O3和10 mg Carb的2 mL微量離心管中，渦旋混勻，12 000 r/min離心4 min，上清液過0.2 μm有機系濾膜于自動進(jìn)樣瓶中，待測。

1.3.3檢測條件 色譜柱：HP-5 MS柱（φ0.25 μm×0.25 mm×30 m）；載氣：氦氣，純度≥99.999%，恒流1 mL/min；檢測溫度：汽化室，280℃，離子源EI，230℃；檢測方式：選擇離子檢測；選擇離子檢測：定量175，定性258、302；溶劑延遲：3 min；柱溫：100℃保持1 min，以15℃/min的升溫速率至190℃，再以10℃/min的升溫速率至260℃保持5 min；進(jìn)樣量：1 μL；不分流進(jìn)樣。

1.3.4標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 用正己烷配制成0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、1.0和2.0 mg/L系列的的噁草酮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，分別準(zhǔn)確移取1 mL空白稻米、稻殼、植株、田水和土壤基質(zhì)溶液于自動進(jìn)樣瓶中，氮氣吹干，再分別準(zhǔn)確移取0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5和1 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，配制成0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5和1 mg/L的噁草酮基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工作液系列，并制作成基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線。在上述檢測條件下進(jìn)行分析測定，以峰面積為縱坐標(biāo)，與之相對應(yīng)的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)作線性回歸曲線

1.3.5添加回收和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 分別稱取空白的稻米、稻殼、植株、田水和土壤，添加噁草酮標(biāo)準(zhǔn)溶液，稻米、田水和土壤添加濃度分別為0.02、0.1和0.5 mg/kg，水稻植株和稻殼添加濃度為0.02、0.1和1 mg/kg。每個樣品做5次重復(fù)，同時設(shè)置不加藥的空白樣。按上述方法進(jìn)行樣品前處理，按儀器條件進(jìn)行測定，計算添加回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。

1.3.6殘留量計算公式

式中，R為樣品中農(nóng)藥殘留濃度（mg/kg）；Q為標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度（mg/kg）；S1為樣本溶液的峰面積；S2為標(biāo)準(zhǔn)樣品的峰面積；Vz為樣品的定容體積（mL）；W為稱樣重（g）。

2　結(jié)果與分析

2.1檢測方法的準(zhǔn)確度、精密度及檢出限

噁草酮稻米基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程為y=1 413 568.6x +320.0，相關(guān)系數(shù)r= 1.000；噁草酮稻殼基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程為y= 396 765.8x +67.2，相關(guān)系數(shù)r = 1.000，x為稻殼基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度；噁草酮植株基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程為y= 246 919.9x + 5 862.0，相關(guān)系數(shù)r =1.000；噁草酮田水基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程為y= 259 716.0x-1 098.5，相關(guān)系數(shù)r =1.000；噁草酮土壤基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程為y= 236 866.1x + 817.8，相關(guān)系數(shù)r = 0.999 9。

表1為噁草酮在稻米、稻殼、植株、田水和土壤中的添加回收率。由表1可知，對于5種試驗樣品的3個添加濃度5個平行樣本，噁草酮在稻米、稻殼、植株、田水和土壤中的平均添加回收率分別為 97%～100%、85%～98%、94%～97%、95%～97%和94%～100%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.9%～4.5%、3.4%～4.6%、1.1%～2.5%、3.4%～4.0%和 1.7%～2.8%，能滿足噁草酮在稻米、稻殼、植株、田水和土壤中殘留測定的要求。當(dāng)儀器信噪比為3，噁草酮在稻米、稻殼、植株、田水和土壤中最低檢出量均為5×10-3ng，在稻米基質(zhì)中最低檢出量為1×10-3ng。該方法在稻米、稻殼和植株中的最低檢出濃度均為0.02 mg/ kg，在稻田水和土壤中的最低檢出濃度為0.01 mg/kg。相關(guān)色譜圖如圖1所示，在1.3.3的檢測條件下進(jìn)樣，噁草酮溶劑標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時間為12.22 min，噁草酮稻米基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時間為12.31 min，噁草酮植株基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時間為12.25 min，噁草酮稻殼、稻田水和土壤基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時間均為12.20 min。

表1　噁草酮在稻米、稻殼、水稻植株、稻田水和土壤中的添加回收率（n=5）

2.2噁草酮在水稻植株、稻田水和土壤中的消解動態(tài)

當(dāng)按照1.5倍最高推薦劑量（噁草酮有效成分2 025 a.i.g/hm2）施藥，噁草酮在植株中的原始沉積量：湖南為1.2～1.9 mg/kg，半衰期為6.6～12.4 d，施藥42 d，消解率達(dá)到95.7%以上；海南為1.9～2.1 mg/kg，半衰期為8.3～9.5 d，施藥42 d，消解率達(dá)到96.6%以上；山東為0.80～1.0 mg/kg，半衰期為10.3 d，施藥42 d，消解率達(dá)到87.9%以上。噁草酮在稻田水中的原始沉積量：湖南為0.13～0.15 mg/kg，半衰期為10.0～12.8 d，施藥35 d，消解率達(dá)到91.9%以上；海南為0.099～0.11 mg/kg，半衰期為6.5～8.4 d，施藥28 d，消解率達(dá)到84.3%以上；山東為0.063～0.10 mg/kg，半衰期為5.5～9.5 d，施藥14 d，消解率達(dá)到91.8%以上。噁草酮在土壤中的原始沉積量：湖南為1.6～1.9 mg/kg，半衰期為12.0 d，施藥42 d，消解率達(dá)到69.4%以上；海南為1.7～1.9 mg/kg，半衰期為7.9～8.4 d，施藥42 d，消解率達(dá)到98.0%以上；山東為1.1～1.2 mg/kg，半衰期為15.4 d，施藥42 d，消解率達(dá)到86.9%以上（見表2、圖2～圖4）。

從表2可以看出，噁草酮在水稻植株、稻田水及土壤中的消解半衰期分別為6.6～12.4 d、5.5～12.8 d和7.9～15.4 d，且在水稻植株和田水中的降解速度快于土壤。在湖南、海南和山東兩年三地的消解率存在差異，可能與試驗地的氣候條件、土壤類型及田水理化性質(zhì)等因素有關(guān)。

2.3噁草酮在稻米、稻殼、植株和土壤中的最終殘留量

當(dāng)按照最高推薦劑量（噁草酮有效成分1 350 a.i.g/hm2）和 1.5倍最高推薦劑量（噁草酮有效成分2 025 a.i.g/hm2）施藥，稻米樣品殘留分別為：湖南、海南和山東試驗點均＜0.02 mg/kg；稻殼樣品殘留分別為：湖南試驗點0.02～0.021 mg/kg，海南、山東試驗點均＜0.02 mg/kg；植株樣品殘留分別為：湖南試驗點0.017～0.056 mg/kg，海南試驗點0.02～0.035 mg/ kg，山東試驗點0.02～0.11 mg/kg；土壤樣品殘留量分別為：湖南試驗點0.01～0.27mg/kg，海南試驗點0.045～0.24 mg/kg，山東試驗點0.017～0.18 mg/kg。噁草酮在水稻田各基質(zhì)中的最終殘留量大小順序為：植株＞稻殼 ＞土壤 ＞糙米。根據(jù)最終殘留試驗結(jié)果，收獲期嗯草酮在糙米中的最終殘留量最大值＜0.02 mg/ kg，低于我國規(guī)定的最高殘留限量值0.05 mg/kg。

圖1　噁草酮基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液、稻米、稻殼、水稻植株、田水及土壤中的添加色譜圖

表2　噁草酮在植株、稻田水和土壤中的消解動態(tài)方程

圖2　噁草酮在水稻植株上的殘留消解曲線

圖3　噁草酮在稻田水中的殘留消解曲線

圖4　噁草酮在土壤中的殘留消解曲線

3　結(jié) 論

研究建立了噁草酮在水稻和土壤中的殘留量氣相色譜-質(zhì)譜測定方法，該方法快速、準(zhǔn)確、靈敏度高和精確度好。

在湖南、海南和山東的兩年三地田間試驗結(jié)果表明，噁草酮在水稻植株和田水中的消解速度快于土壤，在水稻植株、稻田水及土壤中的消解半衰期分別為6.6～12.4 d、5.5～12.8 d和7.9～15.4 d，由半衰期可見，噁草酮屬于易降解農(nóng)藥[9]；我國制定的噁草酮在糙米上的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)（MRL）為0.05 mg/kg，噁草酮在糙米上的最終殘留均小于定量限0.02 mg/kg，低于其MRL值，表明在推薦劑量和推薦使用次數(shù)情況下用藥是安全的。

[1]農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥鑒定所.農(nóng)藥電子手冊[DB/OL].http：//www.nv100.cn，2008-07-21，2008-09 -09.

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（責(zé)任編輯：成 平）

Dynamic?and?Residue?of?Oxadiazon?in?Rice,?Paddy?Field?Water?and?Paddy?Field?Soil

ZUO Hui1，HE Dai-jin1，LIU Jian-yu2，SHAO Li-qun2，ZHANG Zhan-hong3
（1.Hunan Biological Electromechanical Vocational Technical College, Changsha 410127, PRC; 2.Hunan Institute of Plant Protection, Changsha 410125, PRC; 3.Hunan Vegetable Research Institute, Changsha 410125, PRC）

To evaluate the use security of oxadiazon on rice, its degradation dynamics and final residues in rice, paddy field water and paddy field soil were studied by field experiment and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) in Hunan, Hainan, and Shandong.The results showed that the average recovery rates of oxadiazon in rice, rice husk, rice plant, paddy field water, paddy field soil were in the range of 85%-100%, with their relative standard deviations of 0.9%-4.5%.The field experiments revealed that the residual dissipation dynamics of oxadiazon in rice plant, paddy water and soil conformed to the first order kinetics reaction model, and they belong to easily degradable pesticide.Dispelling the half-life of oxadiazon in rice plant, paddy field water and paddy field soil were 6.6-12.4 d, 5.5-12.8 d and 7.9-15.4 d.The final residual mass fraction of oxadiazon in rice was lower than the limit of quantitation (LOQ) of 0.02 mg/kg and the maximum residue limit (MRL) of 0.05 mg/kg.It was suggested to use oxadiazon 1 time with the dosage of 4 500 g/hm2in rice field.

oxadiazon; rice; soil; residue; dissipation dynamics; gas chromatography-mass spectrometry

TQ450.2

A

1006-060X（2016）11-0071-05

10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.011.022

2016-09-11

國家重點研發(fā)計劃（2016ZY06003823）

左 暉（1969-），女，江西永新縣人，實驗師，主要從事食品檢測工作。

張戰(zhàn)泓