甘蔗葉片莠滅凈和敵草隆的檢測及其殘留降解

趙勇，羅志明，朱建榮，昝逢剛，趙麗萍，方志存，劉家勇*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 甘蔗研究所，云南 開遠(yuǎn) 661699； 2.屏邊縣農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)局，云南 屏邊 661200)

甘蔗是世界上的主要糖料作物，甘蔗葉是食糖工業(yè)的副產(chǎn)品。蔗葉還田[1-3]、蔗葉飼料生產(chǎn)和儲存[4-5]、蔗葉生物能源再生[6-7]、蔗葉生產(chǎn)木糖醇[8]，以及其他以蔗葉為原料的加工技術(shù)[9-11]的出現(xiàn)，為蔗葉的多元化利用創(chuàng)造了現(xiàn)實途徑。在甘蔗大田生產(chǎn)中，雜草不僅會與甘蔗爭水、爭肥，還會蔭蔽甘蔗幼苗，爭光、爭熱，直接影響甘蔗的產(chǎn)量和品質(zhì)[12-13]。化學(xué)除草技術(shù)具有工效高、見效快、防治徹底等優(yōu)勢，在蔗區(qū)廣泛應(yīng)用。但是，除草劑在防除雜草的同時，也會對甘蔗生長造成一定的影響[14-15]。同時，由除草劑噴施造成的農(nóng)藥殘留問題也越來越嚴(yán)重，植物污染[16]、土壤污染[17]、地下水污染[18]、河流污染[19]等一系列問題相繼產(chǎn)生。其中，蔗葉污染直接影響以蔗葉為原料的一系列產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工與利用，同時間接造成其他方面的藥物污染。因此，建立一種檢測蔗葉中除草劑殘留的化學(xué)檢測方法刻不容緩。

莠滅凈是一種三氮苯類選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑，對植物的光合作用有抑制作用，屬選擇性除草劑。莠滅凈殺草作用迅速，可被0—5 cm土壤吸附，形成藥層，使雜草萌發(fā)出土?xí)r接觸藥劑，對剛萌發(fā)的雜草防效最好，可用于甘蔗田里馬唐、狗尾草等一年生田間雜草。敵草隆為取代脲類除草劑，屬光合作用抑制劑，用于防除非耕作區(qū)一般雜草，可防雜草重新蔓延。這2種除草劑為目前蔗區(qū)主要使用的除草劑類型。檢測莠滅凈和敵草隆殘留的方法很多，其中使用最廣泛的是利用現(xiàn)代色譜法進(jìn)行檢測分析[20-21]。其中，常見的有氣相色譜法、高效液相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法等。姚菊仙[22]建立了莠滅凈的氣相色譜分析方法；平立鳳等[23]建立了超高效液相色譜測定甘蔗和土壤中敵草隆殘留的方法；王天順等[24]建立了用氣相色譜-質(zhì)譜法同時測定蔗汁中莠去津與莠滅凈殘留量的方法。本實驗擬建立用液相色譜/串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜儀同時檢測蔗葉中莠滅凈和敵草隆的檢測方法，分析莠滅凈和敵草隆在蔗葉中的殘留動態(tài)，以期為蔗葉的利用提供檢測方法和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

甘蔗品種為新臺糖22號(ROC22)，系目前云南種植面積最廣的甘蔗生產(chǎn)品種，遍布云南各大蔗區(qū)。

80%莠滅凈可濕性粉劑，廣西易多收生物科技有限公司生產(chǎn)；80%敵草隆可濕性粉劑，安徽廣信農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)。二者系云南蔗區(qū)主要應(yīng)用的除草劑。

1.2 樣品田間管理

除草劑噴施方法：于蔗苗6～8葉期，按雜草防治要求，一次性噴施2種除草劑。根據(jù)濃度要求兌水后直接噴灑于甘蔗葉面，均勻噴霧，以藥液不滴為度。

取樣方法：于噴施除草劑2、15、30、60、90 d后，定點20株甘蔗，每次取正二葉片500 g，送檢。

1.3 藥品和試劑

敵草隆、莠滅凈的標(biāo)準(zhǔn)品，購自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所。乙腈(色譜純)，Dima；氯化鈉(分析純)，西隴化工；無水硫酸鎂(分析純)，西隴化工；無水硫酸鈉(分析純)，西隴化工；PSA(N-丙基乙二胺)，博納艾杰爾；C18，美國Agilent公司。

1.4 儀器與設(shè)備

Agilent 1290/6460液相色譜/串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜儀(配自動進(jìn)樣器)，美國Agilent公司；Agilent SB-C18色譜柱(50 mm×2.1 mm，1.8 μm)，HP-35MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)色譜柱，美國Agilent公司；Sigma 4-16 K高速離心機，德國Sigma公司；KQ500-DB超聲波清洗儀，江蘇昆山超聲儀器有限公司；AB204-S型電子天平(感量0.000 1 g)，瑞士Mettler-Toledo公司；Milli-Q超純水儀，美國Millipore公司。

1.5 方法

1.5.1 殘留提取

將甘蔗葉切成小塊后用均質(zhì)機粉碎。準(zhǔn)確稱取5.00 g粉碎的甘蔗葉于50 mL具塞離心管中，準(zhǔn)確加入50 mL乙腈均質(zhì)90 s，超聲提取30 min，加入3 g氯化鈉，渦旋振蕩1 min，6 000 r·min-1離心5 min。

1.5.2 凈化

取5 mL上清液于凈化管(PSA填料100 mg，C18填料100 mg，無水硫酸鎂30 mg)中，振蕩混合5 min，靜置5 min，有機相濾膜過濾，待液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。

1.6 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀條件

色譜條件。流動相A為0.02 mol·L-1乙酸銨溶液，流動相B為乙腈。洗脫梯度：0～7 min：80%～0流動相A，20%～100%流動相B；7.1～9.0 min：100%流動相B；9.1～12 min：80% A，20% B。流速0.2 mL·min-1，柱溫30 ℃，進(jìn)樣體積2 μL。

質(zhì)譜條件：離子源，電噴霧電離源(ESI)；掃描方式，正離子和負(fù)離子掃描；檢測方式，多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)；電噴霧電壓，500 V；鞘氣、干燥氣體，氮氣；干燥氣溫度，325 ℃；干燥氣流量，6 L·min-1；鞘氣溫度，380 ℃；鞘氣流量，10 L·min-1；毛細(xì)管電壓，4 000 V。2種除草劑的檢測參數(shù)：敵草隆，[M+H]離子峰233，錐孔電壓88 V，定量離子(m/z)72.2，碰撞能17 V，定性離子(m/z)46.1，碰撞能13 V；莠滅凈，[M+H]離子峰228，錐孔電壓120 V，定量離子(m/z)186，碰撞能10 V，定性離子(m/z)158，碰撞能21 V。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜柱及升溫條件的選擇

對比SB-C18色譜柱和HP-35MS色譜柱對敵草隆和莠滅凈的分離效果，結(jié)果表明，敵草隆、莠滅凈在Agilent SB-C18色譜柱上的分離效果優(yōu)于HP-35MS色譜柱。選取Agilent SB-C18色譜柱，在1.6節(jié)實驗條件下，敵草隆和莠滅凈的保留時間分別為3.925 min和3.075 min，空白蔗葉樣品和加標(biāo)樣品的色譜圖見圖1。

圖1 蔗葉空白樣品(A)及加標(biāo)樣品(B)的檢測色譜

2.2 方法的準(zhǔn)確度、精密度和回收率

以空白基質(zhì)提取液配制2種除草劑不同濃度的混合標(biāo)樣溶液，上樣，得出2種除草劑的工作曲線線性方程及其決定系數(shù)(表1)，2種除草劑在20～400 ng·mL-1范圍內(nèi)線性良好，莠滅凈和敵草隆的定量限為0.003 mg·kg-1。選用空白蔗葉樣品分別添加莠滅凈、敵草隆進(jìn)行回收實驗，3種除草劑分別按0.02、0.04、0.10 mg·kg-1的水平添加，重復(fù)進(jìn)行6次平行實驗。敵草隆的回收率為87.6%～97.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.8%～4.2%；莠滅凈的回收率為89.3%～101.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.6%～4.6%。以上結(jié)果表明，本實驗方法檢測蔗葉中敵草隆和莠滅凈有較好的精密度和回收率。

表1 檢測方法的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限

2.3 除草劑在蔗葉中的殘留動態(tài)

檢測新臺糖22號樣品中2種除草劑的殘留量(表2)。結(jié)果表明，90 d內(nèi)除草劑殘留量呈明顯下降趨勢。在噴施除草劑后2～30 d，蔗葉中的敵草隆、莠滅凈殘留量大幅降低，60 d內(nèi)基本降解，至90 d時莠滅凈殘留量已低于檢測限。

表2 莠滅凈和敵草隆殘留量

3 小結(jié)與討論

本研究建立了液相色譜/串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜檢測甘蔗葉片中敵草隆和莠滅凈的方法，并研究了2種除草劑在蔗葉中的殘留動態(tài)。結(jié)果表明，本文建立的實驗方法用于檢測蔗葉中的敵草隆和莠滅凈時有較好的精密度和回收率。敵草隆和莠滅凈在蔗葉噴施90 d內(nèi)基本降解完畢。

液相色譜/串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜法因具有檢測范圍廣、精密度高等特點而廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等方面。在甘蔗敵草隆和莠滅殘留檢測方面：壽林飛等[25]利用高效液相色譜法研究了甘蔗及土壤中敵草隆殘留；劉彬等[26]利用高效液相色譜法測定了甘蔗及土壤中莠滅凈與敵草隆的殘留。但是，目前還沒有利用液相色譜/串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜法測定甘蔗葉片中敵草隆和莠滅凈的相關(guān)文獻(xiàn)報道，本實驗建立了此方法，并取得了良好的效果。

影響莠滅凈和敵草隆衰減的因素有多種，如施藥劑量、吸附劑、生物降解等。本實驗結(jié)果表明，在15 d內(nèi)，莠滅凈和敵草隆的殘留量呈明顯下降趨勢，60～90 d消解殆盡。但是，由于云南開遠(yuǎn)地區(qū)的甘蔗生長期也是雨季到來期，在蔗葉噴施敵草隆和莠滅凈后，雨水可能會影響除草劑的殘留狀況。今后有必要對這2種除草劑的消解機理及多因素影響下的除草劑降解動態(tài)作進(jìn)一步深入研究。