2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米中的消解動態(tài)及最終殘留研究

王 博，侯志廣，方 楠，劉良月，張中北，王 碩，逯忠斌

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，長春 130118）

2-(乙酰氧基)苯甲酸又稱乙酰水楊酸、阿司匹林，在農(nóng)業(yè)上通常作為植物生長調(diào)節(jié)劑使用，其能減輕活性氧對農(nóng)作物葉面細(xì)胞膜的傷害[1-4]。其不僅可減少農(nóng)作物中水分蒸騰，調(diào)節(jié)氣孔擴(kuò)張，增強(qiáng)光合作用，增加葉綠素含量，延緩葉片衰老，還可延長作物產(chǎn)量形成的有效期，提高小麥、水稻等的灌漿速度，延長灌漿時間，增加千粒重和穗粒數(shù)[5-9]。目前，2-(乙酰氧基)苯甲酸已被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2-(乙酰氧基)苯甲酸的殘留分析方法主要有液相色譜法[10-12]、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[13]、氣相色譜法[14]和氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[15]等。目前，尚未見2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米中消解規(guī)律的研究報道，我國也尚未制定2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米中的最大殘留限量值[16]。針對上述問題，2013—2014年在吉林、黑龍江、山東等3地開展田間試驗(yàn)，并采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定玉米樣品中2-(乙酰氧基)苯甲酸的消解動態(tài)和最終殘留量，為評價2-(乙酰氧基)苯甲酸的環(huán)境安全性提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)藥劑

30%2-(乙酰氧基)苯甲酸可溶粉劑，湖南省海洋生物工程有限公司；2-(乙酰氧基)苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)品（99.5%），Chen Service公司；甲醇、乙腈（色譜級）；甲酸、磷酸、PSA、無水硫酸鎂、氯化鈉（分析級）；助濾劑為進(jìn)口分裝產(chǎn)品。

1.1.2 供試玉米品種及土壤類型

2013年消解動態(tài)試驗(yàn)：吉林、黑龍江試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種為墾粘一號；山東試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種為魯單981。2014年消解動態(tài)試驗(yàn)：吉林、黑龍江試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種為先玉335；山東試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種為魯單981。

吉林試驗(yàn)地土壤為草甸黑土，pH值為6.8，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.8%；黑龍江試驗(yàn)地土壤為黑土，pH值為7.0，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%；山東試驗(yàn)地土壤為砂壤土，pH值為6.9，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%。

1.1.3 儀器

安捷倫1260-6460液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；FW-100型谷物粉碎機(jī)；DS-1型組織搗碎機(jī)；SHZ-88型恒溫水浴振蕩機(jī)；YXJ-A型離心機(jī)；KQ-250DE型超聲波清洗器。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2013—2014年，消解動態(tài)試驗(yàn)和最終殘留試驗(yàn)在吉林省長春市吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)試驗(yàn)站、黑龍江省海倫市長發(fā)鄉(xiāng)長宏村和山東省濟(jì)南市歷城區(qū)遙墻鎮(zhèn)大辛村等3地進(jìn)行。試驗(yàn)參照《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》和《農(nóng)藥登記田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》。試驗(yàn)設(shè)2個劑量處理：低劑量處理900 g/hm2（有效成分用量270 g/hm2）、高劑量處理1 350 g/hm2（有效成分用量405 g/hm2）。

1.2.1 消解動態(tài)試驗(yàn)

采用30%2-(乙酰氧基)苯甲酸可溶粉劑，在玉米生長期（玉米植株高45 cm以上）對玉米植株均勻噴霧，制劑用量為1 350 g/hm2（有效成分用量405 g/hm2），用水量為450 kg/hm2。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，另設(shè)清水空白對照處理，小區(qū)間設(shè)保護(hù)行或田埂，小區(qū)面積30 m2。分別于施藥后0（施藥后藥液基本風(fēng)干的2 h內(nèi)）、1、3、7、14、20、30、40、60 d，以及收獲期采集玉米植株樣品。

另選30 m2地塊，采用30%2-(乙酰氧基)苯甲酸可溶粉劑均勻噴霧于土壤表面，施藥量為1 350 g/hm2（有效成分用量405 g/hm2），用水量為450 kg/hm2。分別于施藥后0（施藥后藥液基本風(fēng)干的2 h內(nèi)）、1、3、7、14、20、30、40、60 d，以及收獲期采集玉米田土壤，另設(shè)清水空白對照處理。

1.2.2 最終殘留試驗(yàn)

最終殘留試驗(yàn)設(shè)2個施藥劑量：低劑量900 g/hm2、高劑量1 350 g/hm2。每個劑量設(shè)4次和5次施藥處理，施藥間隔期7 d，小區(qū)面積30 m2。每個處理重復(fù)3次，處理間設(shè)保護(hù)行或田埂。采樣時間距最后1次施藥分別間隔7 d和14 d。收獲時分別采集玉米植株、土壤和玉米籽粒樣本。

1.3 分析方法

1.3.1 樣本提取

準(zhǔn)確稱取玉米植株樣品20.0 g，放入組織搗碎機(jī)中，加入80 mL乙腈和20 mL 0.3%磷酸水溶液，組織搗碎約2 min。分別準(zhǔn)確稱取土壤和磨碎的玉米樣品20.0 g，置于具塞三角瓶中，加入80 mL乙腈和20 mL 0.3%磷酸水溶液，振蕩提取1 h。減壓抽濾提取物，將上述植株、土壤、玉米濾液分別收集于裝有5～7 g NaCl的具塞量筒中，振搖150次，靜置分層，再次振搖100次，靜置使乙腈層和水層充分分離，乙腈層待凈化。

1.3.2 凈化

分別移取4 mL上述乙腈層至裝有150 mg無水硫酸鎂和50 mg PSA的5 mL離心管中，充分振蕩100次，8 000 r/min離心5 min，取上層清液過0.22 μm濾膜，待液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測。

1.3.3 檢測條件

色譜柱：Agilent Zorbax RRHD Eclipse Plus C18（100 mm×3.0 mm，1.8 μm）；流動相：乙腈（A）、0.1%甲酸水溶液（B）；流速：0.3 mL/min；進(jìn)樣體積：5 μL；柱溫：30℃。梯度洗脫條件：0～2 min，40%（體積分?jǐn)?shù)，下同）A；2～5 min，40%A～60%A；5～8 min，60%A～70%A；8～10 min，70%A～60%A；10～12 min，60%A～40%A；12～15 min，40%A。

電離源模式：電噴霧電離；離子化方式：ESI-；多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）；毛細(xì)管電壓：3 500 V；霧化氣：氮?dú)?；霧化氣壓力：2.4×105Pa；干燥氣溫度：300℃；鞘氣溫度：300℃；干燥氣流速：7 L/min；鞘氣流速：7 L/min。其他質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 質(zhì)譜參數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的線性關(guān)系

準(zhǔn)確稱取2-(乙酰氧基)苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)品0.010 2 g，用甲醇定容至10 mL，配制成1 000 mg/kg標(biāo)樣母液，待使用時用甲醇將其稀釋成100、10 mg/kg的標(biāo)樣儲備液，于-18℃避光保存，備用。取空白樣品基質(zhì)提取液，將標(biāo)樣儲備液稀釋成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/kg的系列基質(zhì)標(biāo)樣溶液。按照上述液相色譜質(zhì)譜條件進(jìn)行測定，進(jìn)樣量5 μL。以進(jìn)樣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，以其對應(yīng)的色譜峰峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2-(乙酰氧基)苯甲酸的線性回歸方程為y=250 019x＋831.08，相關(guān)系數(shù)為0.999 8。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.002～1.0 mg/kg時，2-(乙酰氧基)苯甲酸基質(zhì)標(biāo)樣溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其對應(yīng)的峰面積間呈良好的線性關(guān)系。

2.2 方法的準(zhǔn)確度和精密度

分別準(zhǔn)確稱取空白植株、土壤和玉米樣品20.0 g，進(jìn)行5次平行添加試驗(yàn)。2-(乙酰氧基)苯甲酸添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.01、0.1、0.5 mg/kg，按照上述前處理方法和儀器條件測定該方法回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見表2。

從表2可看出，在添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01～0.5 mg/kg時，2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米植株、土壤和玉米籽粒中的平均回收率分別為74.4%～84.1%、78.8%～87.1%和91.9%～99.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.1%～7.7%、6.4%～15.1%和4.4%～5.2%。在所設(shè)定的儀器條件下，2-(乙酰氧基)苯甲酸的最小檢出量為2.0×10-3ng，在植株、土壤和玉米籽粒中的最低檢測質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01 mg/kg。

表2 2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米中的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=5）

2.3 2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米植株和土壤中的消解動態(tài)

2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米植株和土壤中的消解動態(tài)試驗(yàn)結(jié)果見表3。2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米植株和土壤中的殘留量隨時間的延長逐漸降低，其消解過程符合一級動力學(xué)方程Ct=C0e-kt。其中Ct中為t時的農(nóng)藥殘留量，C0為施藥后原始沉積量，t為施藥后時間，k為消解系數(shù)。2013年，2-(乙酰氧基)苯甲酸在吉林、黑龍江和山東玉米植株中的0 d殘留量和半衰期差異較?。?014年，黑龍江玉米植株中的0 d殘留量顯著低于吉林和山東玉米植株中的0 d殘留量。這與2014年黑龍江降雨情況、溫度以及光照條件等有關(guān)。吉林、黑龍江和山東2013年玉米植株中的半衰期較2014年半衰期長，這與2年的降雨量、光照時長、植株長勢以及樣品采集方式等相關(guān)。2-(乙酰氧基)苯甲酸在土壤中的0 d殘留量差異相對較小。2013—2014年，2-(乙酰氧基)苯甲酸在山東土壤中半衰期較長，試驗(yàn)期間土壤pH值相差較小，而山東土壤中有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。2-(乙酰氧基)苯甲酸在土壤中的半衰期與土壤中水分、氣候條件、土壤類型以及土壤中微生物群落等有關(guān)。

表3 2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米植株、土壤中的殘留消解動態(tài)

2.4 2-(乙酰氧基)苯甲酸的最終殘留量

由最終殘留試驗(yàn)得出，30%2-(乙酰氧基)苯甲酸可溶粉劑的施藥次數(shù)與施藥劑量不同，其在玉米植株、土壤及玉米籽粒中的殘留量也不同，結(jié)果見表4。2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米植株中的最終殘留量為0.031～0.706 mg/kg，在土壤中的最終殘留量為0.010～0.120 mg/kg，在玉米籽粒中的最終殘留量均小于0.01 mg/kg。

表4 2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米中的最終殘留量 mg/kg

3 結(jié)論

本試驗(yàn)中玉米植株、土壤、玉米籽粒樣品經(jīng)乙腈和0.3%磷酸水溶液共同提取，PSA凈化，并采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法檢測2-(乙酰氧基)苯甲酸殘留量。前處理方法操作簡單、快捷，檢測方法線性關(guān)系良好，靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度均符合農(nóng)藥殘留分析要求。2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米植株和土壤中的半衰期分別為1.1～6.6 d、0.1～11.2 d，說明2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米植株和土壤中屬于易降解農(nóng)藥（T1/2＜30 d）。收獲期玉米植株和土壤中2-(乙酰氧基)苯甲酸的最終殘留量分別為0.031～0.706 mg/kg和0.010～0.120 mg/kg；收獲期玉米籽粒中2-(乙酰氧基)苯甲酸的殘留量均小于0.01 mg/kg。根據(jù)2年3地試驗(yàn)結(jié)果，推薦30%2-(乙酰氧基)苯甲酸可溶粉劑最高使用劑量為900 g/hm2（有效成分用量270 g/hm2），最多施藥4次，安全間隔期為7 d。目前，我國尚未制定2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米中的最大殘留限量，根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，推薦2-(乙酰氧基)苯甲酸在玉米中的最大殘留限量為0.1 mg/kg。