高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯和土壤中的殘留消解動態(tài)及殘留量

毛 佳，梁 林，金 杰，潘金菊，齊曉雪，劉 偉，馮義志*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南 昆明 650205；2.山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院 山東省化學(xué)農(nóng)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250033)

高效氟吡甲禾靈(haloxyfop-P-methyl)又名高效蓋草能，是美國陶氏益農(nóng)公司開發(fā)的一種芳氧苯氧丙酸類除草劑，具有殺草快、內(nèi)吸作用強(qiáng)及對作物高度安全等特點(diǎn)，對白菜、油菜、大豆、棉花和花生等闊葉作物田的一年生禾本科雜草有很好的防效[1]。其作為一種苗后選擇性除草劑，通過抑制植株體內(nèi)乙酰輔酶A羧化酶而影響雜草的脂肪酸合成[2-3]，進(jìn)而抑制根、莖分生組織的生長，使受藥雜草逐漸枯萎死亡。高效氟吡甲禾靈結(jié)構(gòu)中丙酸α-碳為不對稱碳原子，故存在R和S兩種光學(xué)異構(gòu)體，其中S體沒有除草活性，高效氟吡甲禾靈是除去了非活性部分(S體)的精制品(R體)[4]。隨著高效氟吡甲禾靈的廣泛使用，其在環(huán)境和農(nóng)作物中的殘留問題也日益受到人們關(guān)注。黃雪等[1]建立了高效液相色譜測定土壤中高效氟吡甲禾靈殘留量的分析方法，其中方法定量限為0.05mg/kg。謝勇波等[5]建立了檢測土壤、煙草和油菜中高效氟吡甲禾靈的分析方法。吳祥為和武秀停等[6-7]分別建立了氣相色譜法測定了大豆和穿心蓮中高效氟吡甲禾靈的分析方法。馬恒麟等[8]研究了蓋草能(氟吡甲禾靈)在棉花上的殘留量及消解動態(tài)。以上有關(guān)高效氟吡甲禾靈的研究主要以殘留分析方法為主，尚未涉及馬鈴薯中消解動態(tài)及殘留量的研究，并且只檢測了高效氟吡甲禾靈而未對其代謝物進(jìn)行檢測。目前，我國和歐盟對高效氟吡甲禾靈的殘留物定義同氟吡甲禾靈一樣都是以氟吡甲禾靈、氟吡禾靈及其共軛物之和，以氟吡甲禾靈表示。本文建立了GC-MS法測定氟吡甲禾靈及氟吡禾靈在馬鈴薯和土壤中殘留的分析方法，研究了高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯和土壤中消解規(guī)律及其殘留量。研究結(jié)果為該藥在馬鈴薯上的科學(xué)合理使用及限量研究提供了技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試農(nóng)藥：28%高效氟吡甲禾靈微乳劑(某公司產(chǎn)品)。氣質(zhì)聯(lián)用儀(QP2010ultra)，Shimadzu公司；多功能食品加工機(jī)(XBLL-25A)，上海帥佳電子科技有限公司；電子天平(JA21002)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；離心機(jī)(TDL-5-A)，上海安亭科學(xué)儀器廠。無水硫酸鎂(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；98%硫酸(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；甲醇、正己烷、苯(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；弗羅里硅土小柱(1 000mg/6mL，天津博納艾杰爾科技有限公司)；氟吡甲禾靈標(biāo)準(zhǔn)品(純度為99%，Sigma-Aldrich公司)；氟吡禾靈(純度為98%，Sigma-Aldrich公司)。

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2015～2016年在山東省濟(jì)南市、吉林省雙遼市，試驗(yàn)用地田間管理精細(xì)，灌溉方便。山東和吉林馬鈴薯品種分別為荷蘭1號和荷蘭7號，所有試驗(yàn)小區(qū)的栽培條件一致，栽培管理按照試驗(yàn)田統(tǒng)一生產(chǎn)規(guī)范進(jìn)行，符合當(dāng)?shù)亓己棉r(nóng)業(yè)規(guī)范(GAP)，試驗(yàn)過程參考《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》[9]和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[10]。28%高效氟吡甲禾靈微乳劑在馬鈴薯上防治一年生雜草的推薦使用制劑量：10～15g/667m2(42～63g a.i/hm2)。施藥方法：莖葉噴霧；施藥1次。

1.2.1 消解動態(tài)試驗(yàn) 消解動態(tài)按制劑量337.5 g/hm2(94.5 g a.i/hm2)，于馬鈴薯苗期施藥。施藥后2h、1、3、5、7、14、21、28、35、42d分別采集馬鈴薯植株樣品。植株樣品采集方法：在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)采集2.5 kg，切碎、混勻后用四分法留樣500 g。土壤動態(tài)試驗(yàn)在另一空地噴霧施藥，施藥濃度按制劑量337.5 g/hm2(94.5 g a.i/hm2)，施藥后2h、1、3、5、7、14、21、28、35、42d采集土壤樣本。土壤樣本的采集方法：用土鉆隨機(jī)采集0～10 cm深度土壤6～12點(diǎn)，除去土壤中的碎石、雜草和植物根莖等雜物，混勻后采用四分法留樣500 g。所有樣品貯存于～20℃冰柜中保存。另設(shè)清水空白對照。每處理重復(fù)3次，處理間設(shè)保護(hù)間隔區(qū)。

1.2.2 最終殘留試驗(yàn) 設(shè)2個(gè)施藥劑量：低劑量按制劑量225 g/hm2(63 g a.i/hm2)，高劑量按制劑量337.5 g/hm2(94.5 g a.i/hm2)，各設(shè)1次施藥。收獲期分別采集馬鈴薯和土壤樣品。土壤采集0～15 cm深土層，去除雜草、石塊等，每次隨機(jī)取3份，縮分后留樣，于-20℃低溫冷凍保存。

1.3 分析方法

1.3.1 色譜條件 TG-1701MS毛細(xì)管柱(30m × 0.25 mm × 0.25 μm)；載氣：He(純度>99.999%)；柱流量1.6 mL/min；柱頭壓143.6kPa；進(jìn)樣體積1μL；不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度250℃；氣-質(zhì)接口溫度250 ℃。柱升溫程序：初始溫度150℃保持5min，20℃/min升至250℃，保持5min；檢測器電壓1 kV；離子源溫度200℃；溶劑延遲時(shí)間4 min；定性離子m/z 375、288，定量離子m/z 316，目標(biāo)峰保留時(shí)間11.0min左右，(圖1)。

圖1 氟吡甲禾靈定量離子色譜圖(0.01mg/L)

1.3.2 樣品前處理方法 準(zhǔn)確稱取搗碎馬鈴薯和植株樣品10.0g于50mL具塞塑料離心管中，加入1mL 20%NaOH水溶液和20mL甲醇，振蕩提取2h，靜置過夜，4 000 r/min離心5min，取全部上清液至另一50mL具塞塑料離心管中，再加入1mL 20%NaOH水溶液和20mL甲醇渦旋提取5min，4 000 r/min離心5min，合并所有上清液，加入8g無水MgSO4，劇烈振蕩1min，靜置1h，4 000 r/min離心5min，取10mL上清液至另一50mL具塞塑料離心管中，依次加入20mL飽和食鹽水，2mL 3mol/L的H2SO4水溶液和10mL苯，振蕩萃取2min，4 000 r/min離心5min。取上清液8mL至50mL雞心瓶中，旋蒸濃縮至近干，吹干，待用。馬鈴薯樣品直接進(jìn)行甲基化反應(yīng)，用1mL甲醇溶解并轉(zhuǎn)移至15mL具塞離心管中，加入50μL 98%濃硫酸，混勻后放入30℃水浴鍋中水浴30min，每10min晃動1次。甲基化完成后向離心管中加入5mL蒸餾水和1mL正己烷，振蕩萃取30s，取正己烷相進(jìn)行檢測；植株樣品先凈化后甲基化反應(yīng)，用2mL正己烷溶解殘留物至5mL正己烷活化過的弗羅里硅土小柱，分別用5mL正己烷、5mL乙酸乙酯淋洗雜質(zhì)，棄去。擠干小柱內(nèi)乙酸乙酯，用10mL 0.5% NaOH水溶液洗脫并收集到15mL具塞試管中。向具塞試管中加入1g NaCl，50μL 98%濃硫酸，2mL正己烷，振蕩萃取1min，取1mL正己烷至50mL雞心瓶旋蒸近干。甲基化同馬鈴薯。

準(zhǔn)確稱土壤樣品10.0g于50mL具塞塑料離心管中，加入1mL 20%NaOH水溶液和20mL甲醇，振蕩提取2h，靜置過夜，加入2g無水MgSO4，劇烈振蕩1min，靜置1h，4 000 r/min離心5min，取10mL上清液至另一50mL具塞塑料離心管中，依次加入20mL飽和食鹽水，1mL 3mol/L的H2SO4水溶液和10mL苯，振蕩萃取2min，4 000 r/min離心5min。取上清液8mL至50mL雞心瓶中，旋蒸濃縮至近干，吹干。甲基化同馬鈴薯。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作 準(zhǔn)確稱取0.050 5g氟吡甲禾靈標(biāo)準(zhǔn)品于50 mL容量瓶中，用正己烷溶解并定容，配制成質(zhì)量濃度為1 000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)品母液，再用正己烷分別稀釋成質(zhì)量濃度為10、5、1、0.5、0.1、0.01 mg/L系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在1.3.1節(jié)色譜條件下進(jìn)行測定。

1.3.4 添加回收率測定 分別在空白土壤、馬鈴薯樣品中按照0.01、0.1、1 mg/kg水平添加氟吡禾靈標(biāo)準(zhǔn)溶液，在空白馬鈴薯植株中按照0.02、0.1、1 mg/kg水平添加氟吡禾靈標(biāo)準(zhǔn)溶液每個(gè)濃度5次平行試驗(yàn)。分別在空白土壤、馬鈴薯樣品中按照0.01、0.1、1 mg/kg水平添加氟吡甲禾靈標(biāo)準(zhǔn)溶液，在空白馬鈴薯植株中按照0.02、0.1、1 mg/kg水平添加氟吡甲禾靈標(biāo)準(zhǔn)溶液每個(gè)濃度5次平行試驗(yàn)。按1.3.2節(jié)方法進(jìn)行提取、凈化，按1.3.1節(jié)色譜條件進(jìn)行檢測，測定回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，添加典型譜圖(圖2、3、4)。

圖2 土壤添加氟吡甲禾靈(0.01mg/kg)和土壤空白譜圖

圖3 馬鈴薯添加氟吡甲禾靈(0.01mg/kg)和馬鈴薯空白譜圖

圖4 植株添加氟吡甲禾靈(0.02mg/kg)和植株空白譜圖

2 結(jié)果與分析

2.1 線性范圍及檢出限 以氟吡甲禾靈定量離子峰面積y為縱坐標(biāo)、進(jìn)樣質(zhì)量濃度x為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明，在0.01～10 mg/L范圍內(nèi)，氟吡甲禾靈定量離子峰面積與進(jìn)樣質(zhì)量濃度間呈良好的線性關(guān)系，線性方程為y=37 215x-3 243.6，相關(guān)系數(shù)r=0.999 8。通過最小添加水平得到氟吡甲禾靈在馬鈴薯和土壤中的定量限(LOQ)為0.01 mg/kg，植株中的定量限(LOQ)為0.02 mg/kg。

2.2 添加回收率和精密度 在馬鈴薯、土壤和植株空白樣品中，分別單獨(dú)添加3個(gè)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氟吡甲禾靈和氟吡禾靈標(biāo)準(zhǔn)品溶液。結(jié)果表明(表1)：氟吡甲禾靈在馬鈴薯等3種基質(zhì)中平均回收率83.9%～101.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差1.9%～9.9%；氟吡禾靈在馬鈴薯等3種基質(zhì)中平均回收率79.5%～100.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差1.5%～8.7%，符合農(nóng)藥殘留分析標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 氟吡甲禾靈和氟吡禾靈在馬鈴薯、土壤和植株中添加回收率試驗(yàn)結(jié)果

2.3 高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯植株和土壤中的消解動態(tài) 消解動態(tài)試驗(yàn)結(jié)果表明：高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯植株和土壤中降解動態(tài)符合一級動力學(xué)方程(表2)，山東和吉林2年馬鈴薯植株中的半衰期為4.8～8.9 d；土壤中的半衰期為8.3～14.2 d。表明高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯植株及其土壤中降解均較快。

表2 高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯植株和土壤中的消解動力學(xué)方程

2.4 高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯和土壤中的最終殘留 高效氟吡甲禾靈最終殘留試驗(yàn)低劑量按制劑量225 g/hm2(63 g a.i/hm2)，高劑量按制劑量337.5 g/hm2(94.5 g a.i/hm2)，各施1次藥，收獲期采樣。結(jié)果馬鈴薯中高效氟吡甲禾靈殘留量均<最低檢測濃度(0.01mg/kg)，土壤中高效氟吡甲禾靈殘留量在<0.01～0.025 9mg/kg之間。

3 結(jié)論和討論

本試驗(yàn)參考JMPR報(bào)告用堿性甲醇溶液提取轉(zhuǎn)化高效氟吡甲禾靈代謝物，凈化后，用甲醇濃硫酸進(jìn)行甲基化，建立了檢測馬鈴薯和土壤中高效氟吡甲禾靈的殘留分析方法。結(jié)果表明：添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01～1.0 mg/kg時(shí)，氟吡甲禾靈和氟吡禾靈在馬鈴薯、馬鈴薯植株和土壤中添加回收率為79.5%～101.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%～9.9%。本試驗(yàn)中高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯和土壤中的最低檢出質(zhì)量分?jǐn)?shù)都為0.01 mg/kg，在植株中最低檢出質(zhì)量分?jǐn)?shù)都為0.02mg/kg。方法的重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度、精密度及檢出限均可滿足該農(nóng)藥的殘留分析要求。

高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯植株和土壤中的殘留消解均符合一級動力學(xué)方程，其在馬鈴薯植株和土壤中的半衰期分別為4.8～8.9 d和8.3～14.2 d，表明高效氟吡甲禾靈在馬鈴薯植株和土壤中的降解速率均較快。目前，我國食品安全農(nóng)藥最大殘留限量(GB2763—2016)[11]規(guī)定馬鈴薯中高效氟吡甲禾靈的最大殘留限量為0.1mg/kg。試驗(yàn)結(jié)果表明：28%高效氟吡甲禾靈微乳劑在馬鈴薯上防治一年生雜草按照63～94.5 g a.i/hm2劑量施藥1次，收獲期馬鈴薯中高效氟吡甲禾靈殘留量均低于最低檢測濃度(0.01mg/kg)低于我國規(guī)定的農(nóng)藥最高殘留限量值(0.1mg/kg)。所以按推薦劑量使用28%高效氟吡甲禾靈微乳劑防治馬鈴薯田一年生雜草，是安全的。