稻田環(huán)境中嘧菌酯的消解動態(tài)

曹俊麗，郭平毅，宋喜娥

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801)

稻田環(huán)境中嘧菌酯的消解動態(tài)

曹俊麗，郭平毅，宋喜娥*

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801)

[目的]為評價嘧菌酯使用后在稻田環(huán)境中的消解動態(tài)及環(huán)境安全性。[方法]建立了氣相色譜～質(zhì)譜(GC～MS)檢測水稻水、土壤和植株中嘧菌酯殘留的方法；并通過田間試驗研究了嘧菌酯在水稻水、土壤、植株中的消解動態(tài)。[結(jié)果]結(jié)果表明，3種基質(zhì)中嘧菌酯添加濃度在0.05～5 mg·kg-1范圍內(nèi)線性良好，平均回收率為75.96～114.73%；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.3%～11.8%；水、土壤和植株中定量限(LOQ)均為0.05mg·kg-1，檢出限(LOD)分別為0.010 5 mg·kg-1和0.012 3、0.015 2 mg·kg-1符合農(nóng)藥分析要求；田間試驗結(jié)果表明：169.2 g·hm-2施藥一次，嘧菌酯在水稻水、土壤和植株中的殘留消解動態(tài)符合一級動力學(xué)方程，水中半衰期為2.99～7.97 d，土壤中半衰期為2.00～8.44 d，植株中半衰期為2.01～7.27 d。[結(jié)論]嘧菌酯為易降解農(nóng)藥。

氣相色譜-質(zhì)譜； 嘧菌酯； 水稻； 消解動態(tài)

嘧菌酯(azoxystrobin)是甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，常用于水稻、禾谷類作物、果樹、馬鈴薯等，殺菌譜廣，對穎枯病、稻瘟病等有很好的防效[1～4]。作為稻田常用殺菌劑，嘧菌酯在稻田中殘留方法的建立對指導(dǎo)其安全使用有重要意義。

目前國內(nèi)外關(guān)于嘧菌酯殘留檢測方法主要為氣相色譜法[5～8]、液相色譜法[9]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測法[10]、氣相色譜-質(zhì)譜檢測法[11]。色譜-質(zhì)譜聯(lián)用可以提高靈敏度，減少雜志干擾，降低前處理難度。嘧菌酯不易離子化，熱穩(wěn)定性好，因此選擇氣相色譜-質(zhì)譜作為檢測儀器。

農(nóng)藥在防治病蟲草害的同時也帶來了環(huán)境風(fēng)險，快速、簡便檢測環(huán)境中農(nóng)藥殘留方法的建立對于合理使用農(nóng)藥、降低環(huán)境風(fēng)險具有重要意義。用丙酮提取，PSA(N-丙基乙二胺)和GCB(炭黑)凈化，氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)檢測嘧菌酯在水稻水、土壤、植株中的殘留，方法簡便，適用于大批量的殘留樣品檢測，可以為農(nóng)藥安全使用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

99.1%嘧菌酯標(biāo)準(zhǔn)品，購于國家農(nóng)藥質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(沈陽)； 4%嘧菌酯-噻呋酰胺展油膜劑(4%Azoxystrobin-Thifluzamide Spreading Oil)，購于中國農(nóng)科院植保所廊坊農(nóng)藥中試廠；PSA(N-丙基乙二胺)、GCB(炭黑)、無水硫酸鎂、氯化鈉，購于天津博納艾杰爾公司。

氣相色譜儀-質(zhì)譜儀(GC-MS,Trace GC Ultra Polaris Q)，Thermo Fisher；XW-80A渦旋混合器，美國Scientific industries公司；TG16-WS臺式離心機(jī)，長沙湘儀離心機(jī)有限公司；Filter Unit 0.22 μm濾膜，Agela Technologies公司。

1.2 分析方法

色譜柱:HP-5ms(30 m×0.25 mm×0.25 μm);電子能量70 ev；溶劑延遲：5 min；不分流進(jìn)樣：2 μL；載氣：高純He，流速1 ml·min-1；離子源溫度：230 ℃；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；傳輸線溫度：250 ℃；升溫程序：初溫120 ℃，保持3 min，40 ℃·min-1升溫到280 ℃，保持10 min；多反應(yīng)離子檢測掃描(EI-SRM)：m/z 344(M+)>329(定量離子)，273(定性離子)。

1.3 田間試驗設(shè)計

1.3.1 消解動態(tài)試驗

于2014、2015年在北京昌平、安徽繁昌和廣西南寧進(jìn)行田間試驗。在具有代表性的水稻田設(shè)置試驗小區(qū)，每小區(qū)30 m2，長方形，種植5行水稻，小區(qū)間設(shè)保護(hù)行。在水稻分蘗至抽穗期，水田保水3～5 cm，保水5～7 d，將4%嘧菌酯-噻呋酰胺展油膜劑兌水噴霧，施藥劑量為169.2 g·hm-2(推薦劑量的1.5倍)施藥一次。于施藥后2小時、1、2、4、7、14、21和28天取水稻水、土壤、植株樣品2 kg，四分法留樣500 g，三次重復(fù)。另設(shè)空白對照。

1.3.2 樣品采集

水樣本:試驗小區(qū)內(nèi)隨機(jī)取點3個，用干凈礦泉水瓶裝水樣品，除去水中的雜質(zhì)，貯存于-20 ℃冰箱備用。

土壤樣本:隨機(jī)取點3個，將管形取土器深入10 cm左右土層，取出土鉆，采集2 kg泥漿置于塑料盆中，攪拌均勻，除去土壤中的植物根莖和石塊等雜物，四分法留樣500 g。采集的土壤置于自封袋中，貯存于-20 ℃冰箱中備用。

水稻樣本:試驗小區(qū)內(nèi)隨機(jī)取點3個，采取無病害、正常生長的水稻植株，將水稻植株切碎、混勻，四分法留樣約500 g，貯存于-20 ℃冰箱備用。邊行水稻不采集。

1.4 樣品提取和凈化

薄海波等比較了乙腈、乙酸乙酯、石油醚和丙酮等不同的溶劑對嘧菌酯的提取效果[12]，得出乙酸乙酯和環(huán)己烷混合提取效果最好。但是試驗過程中發(fā)現(xiàn)混合提取劑提取農(nóng)藥的同時也提取出來許多不同種類的雜質(zhì)，因此實驗選擇單一提取劑丙酮提取。前處理的整體思路參考了美國農(nóng)業(yè)部Anastassiades 教授開發(fā)的QuECHERS方法，并進(jìn)行了改良，以達(dá)到回收率要求。現(xiàn)將前處理方法詳述如下：

1.4.1 水樣品

準(zhǔn)確稱取水樣(10±1) g于50 mL離心管，加入10 mL丙酮，振蕩5 min后加入3 g NaCl，振蕩5 min，以4 000 r·min-1離心3 min；取1.5 mL上清液，加入稱有75 mg PSA和150 mg無水MgSO4的2 mL離心管中，4 000 r·min-1離心3 min；注射器取上清，0.22 μm濾膜過濾，待GC-MS檢測。

1.4.2 土壤樣品

準(zhǔn)確稱取水稻土壤(10±1) g于50 mL離心管，加入10 mL丙酮，振蕩5 min后加入3 g NaCl，振蕩5 min，以4 000 r·min-1離心3 min；取1.5 mL上清液，加入稱有50 mg PSA+10 mg GCB和150 mg無水MgSO4的2 mL離心管中，4 000 r·min-1離心3 min；注射器取上清，0.22 μm濾膜過濾，待GC-MS檢測。

1.4.3 植株樣品

準(zhǔn)確稱取植株(5±1) g于50 mL離心管中，加入5 mL水渦旋1 min混勻，加入10 mL丙酮，振蕩提取5 min；加入1 g NaCl和4 g無水MgSO4，振蕩5 min，4 000 r·min-1離心5 min；取1.5 mL上清液，加入稱有50 mg PSA+25 mg GCB和150 mg無水MgSO4的2 mL離心管中，渦旋1 min，4 000 r·min-1離心3 min；取上清液，待GC-MS檢測。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

稱取嘧菌酯標(biāo)準(zhǔn)品，丙酮為溶劑，配成500 mg·L-1的嘧菌酯母液。

將上述混合溶液稀釋成0.05、0.1、0.5、1、5 mg·L-1的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,按上述條件測定,以峰面積為縱坐標(biāo)Y，質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)X(mg·L-1)得到嘧菌酯的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程。

1.6 準(zhǔn)確度和精密度

取空白處理的水稻植株、水和土壤10 g，添加0.05、0.5 mg·kg-1和5 mg·kg-1三個水平嘧菌酯，5次重復(fù)，做添加回收實驗，按照1.2節(jié)方法進(jìn)行樣品處理，用GC-MS測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

嘧菌酯在0.05～5 mg·L-1濃度范圍內(nèi)峰面積Y與進(jìn)樣濃度X具有良好的線性，回歸方程為y=85 920x-10 577(r=0.998 8)，線性良好，滿足分析要求。

2.2 準(zhǔn)確度和精密度

水稻水、土壤、植株中添加嘧菌酯混合標(biāo)準(zhǔn)品后在1.2所描述的色譜條件進(jìn)樣，得到的色譜圖峰形良好，無雜峰干擾(圖1)。

A．嘧菌酯標(biāo)準(zhǔn)品；水稻水(B)、土壤(C)、植株(D)中添加0.5 mg·kg-1嘧菌酯A.Standard chromatogram of azoxystrobin. Water(B),soil(C),plant(D) sample fortified with azoxystrobin(0.5 mg·kg-1)圖1 嘧菌酯色譜圖Fig.1 Chromatogram of azoxystrobin

添加回收試驗結(jié)果表明(表1)：嘧菌酯在水稻三種基質(zhì)中的平均回收率為75.96～114.73%，變異系數(shù)為2.3～11.8%，定量限(LOQ)為0.05 mg·kg-1，檢出限(LOD)分別為0.010 5、0.012 3 mg·kg-1和0.015 2 mg·kg-1，靈敏度和準(zhǔn)確度均符合農(nóng)藥殘留分析試驗的要求，可作為測定嘧菌酯在稻田中殘留檢測的常規(guī)方法。

2.3 消解動態(tài)

用建立的分析方法對安徽、北京、廣西三地2014、2015年水稻水、土壤、植株樣品進(jìn)行分析，結(jié)果表明(表2)，嘧菌酯在水稻水、土壤、植株中降解均符合一級動力學(xué)方程。嘧菌酯半衰期t1/2<30 d，屬于易降解農(nóng)藥。以169.2 g·ha-1濃度施藥，28天后水稻水、水稻土壤和水稻植株中嘧菌酯的殘留量低于我國規(guī)定的嘧菌酯在糙米中的最大殘留限量(MRL)值5 mg·kg-1，因此，嘧菌酯可在稻田安全使用。

3 討論與結(jié)論

嘧菌酯為水稻田常用殺菌劑，其在稻田環(huán)境中殘留檢測方法的建立十分必要。洪文英等[13]用乙腈提取了黃瓜中的嘧菌酯；張志勇等[14]用乙酸乙酯提取了牧草和土壤中的嘧菌酯。乙腈毒性較大，乙酸乙酯有刺激性氣味，因此試驗不考慮用這兩種溶劑提取。劉艷萍、尹豐平[15,16]等用丙酮提取了不同基質(zhì)中的嘧菌酯，丙酮作為常用的提取溶劑，可直接用于GC-MS分析，因此試驗用丙酮為提取劑，PSA和GCB為凈化劑，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測，與已有的提取方法相比，過程更簡單，操作更方便，同時能滿足分析要求，可用于多種水稻基質(zhì)的殘留檢測，能作為水稻中嘧菌酯檢測的常用方法。

表1 嘧菌酯在不同樣品中的添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)

表2 嘧菌酯在水稻水(A)、土壤(B)、植株(C)中的動力學(xué)方程

Table 2 The kinetic equations of azoxystrobin residue in water、soil、plant

樣本Sample地點Site消解動態(tài)方程Degradationkineticsequation(Ct=C0e-kt)相關(guān)系數(shù)Correlationcoefficient(r)半衰期Half?lives(d)稻田水安徽Ct=01163e～01984t0995647PaddywaterAnhuiCt=01118e～0114t0996532北京Ct=00483e～00896t0956797BeijingCt=00284e～00559t0824299廣西Ct=01419e～03324t0957356GuangxiCt=02137e～03945t0945444稻田土安徽Ct=00521e～01676t0995413PaddysoilAnhuiCt=00664e～01866t0963844北京Ct=00077e～00503t0868742BeijingCt=00109e～00892t0964273廣西Ct=0068e～03606t0984287GuangxiCt=00855e～03894t0996200水稻植株安徽Ct=00688e～04118t0980201RiceplantAnhuiCt=00639e～0402t0962287北京Ct=00313e～0058t0686209BeijingCt=00564e～00641t0720727廣西Ct=00158e～00846t0873209GuangxiCt=01088e～0157t0952209

圖2 嘧菌酯在水(A)、土壤(B)和植株(C)中的動力學(xué)曲線Fig.2 The kinetic curves of azoxystrobin in water(A), soil(B) and plant(C)

用所建立的方法測定嘧菌酯在水稻中的消解動態(tài)結(jié)果表明：嘧菌酯在安徽、北京、廣西三地水稻水、水稻土壤、水稻植株中的降解行為符合一級動力學(xué)方程。其在水稻水中的半衰期為2.99～7.97 d；土壤中的半衰期為2.00～8.44 d；植株中的半衰期為2.01～7.27 d。說明嘧菌酯為易降解農(nóng)藥，環(huán)境風(fēng)險小。

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(編輯：張貴森)

Degradation dynamics of azoxystrobin in rice field

Cao Junli, Guo Pingyi，Song Xi’e*

(CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801，China)

[Objective]In order to evaluate the degradation dynamics and environmental safety of azoxystrobin used in rice field. [Methods]a gas chromatography-mass method was used for determining there residues in water,soil，rice，plant and rice hulls in rice field. And field study was performed to monitor azoxystrobin degradation in paddy water, soil and plant. [Results]The results showed that the linearity of azoxystrobin in three substrates between 0.05～5 mg·kg-1were good, the average recovery of fortified were 75.96～114.73%,the relative standard deviation(RSD) were 2.3%～11.8%; Two years(2014-2015) field study in Anhui, Beijing, Guangxi showed that dissipation dynamics of azoxystrobin residued in three substrates fitted the first～order kinetic equation, and dissipation half～life of three substrated in the water was 2.99～7.97 d, in the soil was 2.00～8.44 d, in the plant was 2.01～7.27 d. [Conclusion]Azoxystrobin was easily degradable.

Gas chromatography mass spectrometry， Azoxystrobin， Paddy， Degradation dynamics

2016-10-23

2016-12-20

曹俊麗(1992-)，女(漢)，山西長治人，在讀碩士，研究方向：作物栽培學(xué)與農(nóng)藥殘留

*通信作者：宋喜娥，副教授，碩士生導(dǎo)師，Tel:0354-6286991,E-mail:sxndsxe@163.com

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201503107)

0657.63

A

1671-8151(2017)05-0335-05