植煙土壤二氯喹啉酸殘留檢測(cè)及對(duì)煙株的安全性評(píng)估

劉詠松 李磊 楊森 李揚(yáng) 羅優(yōu) 張易成 劉文濤 李榮玉 尹顯慧

摘要：二氯喹啉酸在土壤中殘留易使后茬煙草產(chǎn)生藥害。為初步摸清畢節(jié)地區(qū)植煙土壤中二氯喹啉酸的殘留狀況，通過高效液相色譜法，測(cè)定了煙區(qū)土壤中二氯喹啉酸殘留量，并觀察二氯喹啉酸土壤殘留致煙草藥害癥狀及測(cè)定其致害臨界值，對(duì)采樣煙區(qū)進(jìn)行植煙安全性評(píng)估。結(jié)果表明：在添加水平為0.05～0.5 mg/kg范圍內(nèi)，土壤中二氯喹啉酸的平均回收率為89.61%～93.08%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.46%～7.65%。采用該方法對(duì)大方縣不同煙區(qū)土壤樣品進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)5個(gè)煙區(qū)中黃泥塘鎮(zhèn)黃泥村五里組所采土樣二氯喹啉酸的殘留量最大，為0.506 mg/kg，高于試驗(yàn)所確定的二氯喹啉酸致害臨界值0.1 mg/kg，在烤煙生產(chǎn)中存在二氯喹啉酸藥害風(fēng)險(xiǎn)的可能性較大。

關(guān)鍵詞：二氯喹啉酸;殘留;高效液相色譜;植煙土壤;安全性評(píng)估

Determination of Auinclorac Residues in Tobacco-planting Soil and Safety Assessment of Tobacco Plants

LIU Yong?song，LI Lei，YANG Sen，LI Yang，LUO You，ZHANG Yi?cheng，LIU Wen?tao，LI Rong?yu，YIN Xian?hui*

（Institute of Crop Protection， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract：The residue of quinclorac in the soil tends to cause phytotoxicity in the post-mortem tobacco. In order to find out the residual condition of quinclorac in tobacco-planting soil in Bijie area，the detection method of quinclorac was established by high performance liquid chromatography to determine theresidue of quinclorac in soil. Symptoms of the tobacco phytotoxicity caused by the residualquincloracwere observed and the threshold value of damage by quincloracwas tested. According to the test results， safety assessment of the tobacco-planting soil was carried out in the sample area. The results showed that the average recovery rate of quinclorac in soil ranged from 89.61% ～ 93.08% and the relative standard deviation was 3.46%～7.65% in the range of 0.05～0.5 mg/kg. ?The method was applied todetect soil samples from different tobacco areas in Dafang County. Among the five tobacco areas，the maximum residue of quinclorac in the soil was 0.506 mg/kg， samples collected from Huangni Village，Huangnitang Town. This was higher than the threshold value of damageof 0.1 mg/kg determined by the test. The risk of phytotoxicity from quincloracis more likely to present in flue-cured tobacco production.

Key words：quinclorac; residue; high performance liquid chromatography（HPLC）; tobacco-planting soil; safety assessment.

二氯喹啉酸（Quinclorac），3，7-二氯喹啉-8-羧酸，俗名快殺稗、稗草凈、神鋤和Facet等。德國(guó)巴斯夫公司針對(duì)稗草、馬唐等單子葉雜草和部分闊葉雜草進(jìn)行研發(fā)的一類選擇性除草劑，屬激素型內(nèi)吸式喹啉羧酸類除草劑。具有用量少、殘效期長(zhǎng)、對(duì)稗草具有特效等特點(diǎn)，易導(dǎo)致后茬敏感作物產(chǎn)生藥害[1-2]。二氯喹啉酸因價(jià)格便宜、用量少、藥效好等特點(diǎn)，在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)稻田稗草及其他雜草的防除使用較為普遍[3-4];其殘留會(huì)導(dǎo)致自然生態(tài)平衡受到破壞[5-7]，且二氯喹啉酸的過量使用將會(huì)對(duì)作物或后茬輪作作物產(chǎn)生極為嚴(yán)重的藥害，并會(huì)導(dǎo)致煙草畸形生長(zhǎng)[8]。如在小麥-煙草輪作地區(qū)，由于前茬麥田使用二氯喹啉酸進(jìn)行除草，在土壤中的殘留會(huì)導(dǎo)致后茬煙草出現(xiàn)植株畸形生長(zhǎng)，新葉向葉背面內(nèi)卷皺縮，并逐漸發(fā)展成為線型狀鼠尾狀葉形[9-10]。二氯喹啉酸殘留極易對(duì)后茬種植的煙草造成藥害，嚴(yán)重影響煙草的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而給煙農(nóng)造成損失[11-12]。

近年來，國(guó)內(nèi)外主要研究二氯喹啉酸的殘留檢測(cè)方法包括液相色譜法、氣相色譜法、液質(zhì)聯(lián)用法以及毛細(xì)管電泳法等。通過這些檢測(cè)方法對(duì)于二氯喹啉酸的藥害進(jìn)行深入的探究，Zhen Mei L等[12]研究表明， pH值在7～8的范圍內(nèi)可有效提高細(xì)菌對(duì)二氯喹啉酸的降解速率。然而，國(guó)內(nèi)外還鮮有研究報(bào)道關(guān)于二氯喹啉酸藥害煙草植株的安全性評(píng)估。本研究通過高效液相色譜法建立二氯喹啉酸殘留量檢測(cè)分析方法，觀察二氯喹啉酸土壤殘留致煙草藥害癥狀及測(cè)定致害臨界值，并對(duì)煙株的安全性進(jìn)行評(píng)估，探索二氯喹啉酸殘留量對(duì)煙草生長(zhǎng)情況的影響，以期為二氯喹啉酸的安全合理使用提供參考。

1材料與方法

1.1樣品的采集與制備

供試土壤采自貴州省畢節(jié)市大方縣，采集土壤為煙區(qū)調(diào)查中出現(xiàn)煙株藥害現(xiàn)象的植煙土壤，采樣時(shí)已發(fā)生嚴(yán)重藥害。使用取土器隨機(jī)采集5點(diǎn)土壤，混合均勻，進(jìn)行碎石風(fēng)干處理，剔除去可見有機(jī)物及其他雜物，過 2 mm孔徑分樣篩，放入-20℃冰箱內(nèi)保存，用于土壤中二氯喹啉酸殘留檢測(cè)。

1.2儀器與試劑

Waters 600E液相色譜儀（美國(guó) Waters）;YS-02型高速粉碎機(jī)（北京燕山正德機(jī)械設(shè)備有限公司）;TG 18M型高速離心機(jī)（廈門中村光學(xué)儀器廠）;DHG-9023A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科技有限公司）;JA2003電子天平（上海良平儀器儀表有限公司）;HIS10260D超聲波清洗機(jī)（天津恒奧科技發(fā)展有限公司）。二氯喹啉酸標(biāo)準(zhǔn)品（99.07%，國(guó)家農(nóng)藥質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）、甲醇（色譜純）、磷酸（分析純）、純凈水、50%二氯喹啉酸可濕性粉劑（江蘇快達(dá)農(nóng)化股份有限公司）。

1.3分析方法

1.3.1提取

稱取10 g土壤樣品于250 mL具塞錐形瓶中，加入30 mL甲醇/0.01%磷酸水溶液（3∶1，V/V），浸泡2 h后轉(zhuǎn)至恒溫振蕩器中震蕩提取1 h，將提取液轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，5000 r/min離心機(jī)離心5 min，濾紙過濾，取上清液30 mL旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行蒸發(fā)，使用10 mL色譜純進(jìn)行定容后用0.45 ?μm的有機(jī)膜過濾，待高效液相色譜測(cè)定。

1.3.2高效液相色譜檢測(cè)條件

色譜柱：Agilent 300SB-C18（4.6×250 mm，5 μm）;檢測(cè)器：Waters 2487紫外檢測(cè)器;流動(dòng)相：甲醇/水（50∶50，V/V），使用前用0.45 μm的濾膜過濾;流速：1.0 mL/min;柱溫：27℃;檢測(cè)波長(zhǎng)：220 nm;進(jìn)樣量：10 μL。

1.4二氯喹啉酸土壤殘留致煙草藥害癥狀及其致害臨界值

試驗(yàn)設(shè)計(jì)二氯喹啉酸濃度梯度如下表1所示。

育苗：選取顆粒飽滿的煙草種子，先用0.5%CuSO4溶液浸泡15 min，再用蒸餾水沖洗數(shù)次，并用MS培養(yǎng)液進(jìn)行浸泡并置于光照培養(yǎng)箱中，進(jìn)行催芽，12 h光照12 h黑暗，溫度為26℃，催芽時(shí)間48 h。待種子露白時(shí)，進(jìn)行土表播種，采用漂浮育苗。待其長(zhǎng)至三葉期進(jìn)行移栽。

施藥：稱取無二氯喹啉酸殘留的供試土壤若干份，分別向其噴灑不同濃度的二氯喹啉酸溶液，使其在土壤中的濃度符合設(shè)定的濃度，并保持土壤含水量在60%左右。

移栽：對(duì)于每一種濃度的二氯喹啉酸，選取長(zhǎng)勢(shì)相近的健壯煙苗進(jìn)行移栽至花盆（d=25 cm，h=20 cm）中。定期觀察煙株長(zhǎng)勢(shì)情況并測(cè)量煙株株高，以及從下到上數(shù)第4～5片葉的葉寬、葉長(zhǎng)，計(jì)算株高、葉長(zhǎng)、葉寬抑制率。

臨界值取值：株高抑制率、葉長(zhǎng)抑制率及葉寬抑制率為10%～15%時(shí)的施藥濃度，以株高抑制率作為主要參考標(biāo)準(zhǔn)。

1.5煙葉藥害標(biāo)準(zhǔn)

煙葉藥害標(biāo)準(zhǔn)參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T526-2015。按照藥害的嚴(yán)重程度分為6級(jí)。 0級(jí)：全株無畸形;1級(jí)：心葉輕微皺縮或變形，葉寬抑制率5%以下，其他葉平展;3級(jí)：全株三分之一以下葉片出現(xiàn)葉緣、葉尖向葉背輕微卷曲，葉寬抑制率6%～10%;5級(jí)：全株三分之一至二分之一葉片出現(xiàn)葉緣向葉背卷曲或葉面扭曲，葉寬抑制率11%～30%;7級(jí)：全株二分之一以上葉緣嚴(yán)重向葉背面翻卷，葉寬抑制率在31%～50%;9級(jí)：所有葉片葉面向葉背嚴(yán)重翻卷，葉寬抑制率在50%以上。

2結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將二氯喹啉酸標(biāo)準(zhǔn)品用甲醇配制成質(zhì)量濃度分別為0.1、0.5、1、5、10 mg/L系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在最佳色譜條件下進(jìn)行測(cè)定，得到不同濃度下標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積。以色譜峰面積為縱坐標(biāo)，進(jìn)樣質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。質(zhì)量濃度為1 mg/L二氯喹啉酸標(biāo)樣的色譜圖如圖1所示，其保留時(shí)間為4.1 min。在0.1～10 mg/L范圍內(nèi)，二氯喹啉酸色譜峰面積和進(jìn)樣質(zhì)量濃度間均呈良好的線性關(guān)系（見圖2），所得回歸方程為：y=23446x-181.7，相關(guān)系數(shù)r為0.9995。

2.2最低檢出濃度

在上述最佳檢測(cè)條件下，二氯喹啉酸的最低檢出量為1.0×10-10 g，土壤中的最低檢出濃度為0.05 mg/kg。

2.3準(zhǔn)確度和精密度

準(zhǔn)確稱取10 g土壤，分別添加二氯喹啉酸0.05 mg/kg、0.1 mg/kg、0.5 mg/kg三個(gè)水平，重復(fù)3次，按照上述處理方法和儀器條件進(jìn)行測(cè)定，得到不同質(zhì)量濃度下的回收率（見表2）。在0.05～0.5 mg/kg添加濃度范圍內(nèi)，土壤中二氯喹啉酸的平均回收率為89.61%～93.08%，相對(duì)偏差為3.46%～7.65%。

2.4二氯喹啉酸施用量對(duì)煙草生長(zhǎng)的影響

通過圖3可以看出，60天后土壤中常規(guī)含量的葉長(zhǎng)的抑制率為9.65%;葉寬的抑制率為15.93%;株高抑制率為5.47%。隨著二氯喹啉酸使用濃度的升高，葉長(zhǎng)、葉寬、株高的抑制率升高?？梢姡揉嵬寥罋埩糁聼煵菟幒εR界值為0.1 mg/kg，因此，只要土壤中二氯喹啉酸含量超過臨界值，二氯喹啉酸就會(huì)對(duì)煙株產(chǎn)生藥害，影響煙苗的生長(zhǎng)，特別是對(duì)煙株的葉寬有顯著影響。當(dāng)濃度為1 mg/kg時(shí)，即常規(guī)濃度的10倍，農(nóng)藝性狀抑制率最高，植株的所有葉片嚴(yán)重往葉背翻卷，葉寬的抑制率為82.24%。

2.5測(cè)定結(jié)果

從貴州省畢節(jié)市大方煙區(qū)采集到的不同植煙土壤樣品，按照樣品的提取方法進(jìn)行提取，后用液相色譜檢測(cè)。分別測(cè)定了5 份植煙土壤樣品，檢測(cè)結(jié)果見表3。由表3可以看出，植煙土壤樣品中二氯喹啉酸的殘留量在0.190～0.506 mg/kg之間。其中采集于黃泥塘鎮(zhèn)黃泥村五里組的土壤樣品中二氯喹啉酸的檢出量最高，為0.506 mg/kg;采集自黃泥塘鎮(zhèn)黃泥村六合組的土壤樣品次之，為0.362 mg/kg;采集自黃泥塘鎮(zhèn)化聯(lián)村的土壤樣品二氯喹啉酸的檢出含量最低，為0.190 mg/kg。根據(jù)試驗(yàn)所確定的二氯喹啉酸致害臨界值為0.1 mg/kg，可知采樣區(qū)域不適宜種植煙草，在該區(qū)域種植煙草會(huì)產(chǎn)生不同程度的殘留藥害。

3結(jié)論與討論

目前對(duì)二氯喹啉酸的研究主要集中在藥效試驗(yàn)、在稻田上的殘留動(dòng)態(tài)和降解等方面。二氯喹啉酸的測(cè)定方法主要有液相色譜法[13-16]、氣相色譜法[17]、毛細(xì)管電泳法[18]等。相對(duì)而言，液相色譜法的測(cè)定更為廣泛，樣品前處理較為簡(jiǎn)單。

通過對(duì)貴州省畢節(jié)市大方縣煙草種植基地的植煙土壤進(jìn)行采樣檢測(cè)分析，采樣地區(qū)植煙土壤中的二氯喹啉酸殘留量均超過了二氯喹啉酸對(duì)煙草的致害臨界值。因此，在該地區(qū)進(jìn)行煙草種植會(huì)產(chǎn)生藥害，而在該地區(qū)進(jìn)行煙草種植的藥害風(fēng)險(xiǎn)程度也各不相同，部分殘留嚴(yán)重的地塊可能會(huì)出現(xiàn)線狀或鼠尾狀葉型。另一方面由于試驗(yàn)的局限性，各地域小氣候不同，仍需對(duì)該地區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步的探討，如土壤中二氯喹啉酸殘留的降解方法，能否使該地區(qū)二氯喹啉酸的殘留量趨近于甚至低于其致害臨界值以減小發(fā)生藥害的可能性，盡可能的降低在該地區(qū)種植煙草發(fā)生除草劑藥害的風(fēng)險(xiǎn)，這些問題還有待研究。

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