玉米異丙草胺和莠去津殘留檢測(cè)分析

倪 奎

(安徽新聞出版職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230061)

玉米是中國(guó)的重要糧食作物[1]，雜草危害一直是限制玉米產(chǎn)量提高的關(guān)鍵因素[2]。因此，適當(dāng)?shù)脑谟衩滋飮娛┻m量除草劑可降低雜草對(duì)玉米產(chǎn)量的危害[3]。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，玉米田除草劑應(yīng)用面積逐年擴(kuò)大，在有效控制草害方面發(fā)揮了重要作用[4]，然而因使用濃度和方法不當(dāng)，除草劑對(duì)作物造成一定的藥害[5]。所以，除草劑的選擇、噴施的方法、劑量時(shí)間以及殘留檢測(cè)在當(dāng)前顯得尤為重要[6]。

玉米田除草劑有單劑種類(lèi)和混劑種類(lèi)兩種。單劑種類(lèi)就是只含有某一種化學(xué)成分，如異丙草胺、莠去津、二甲四氯鈉鹽等，而混劑種類(lèi)則是兩種或兩種以上化學(xué)成分按照一定的比例混合在一起使用，如撲草津+莠去津混劑、異丙草胺+莠去津混劑、煙嘧磺隆+莠去津混劑等。本課題實(shí)驗(yàn)所用除草劑為異丙草胺+莠去津混劑。異丙草胺+莠去津能有效地防除稗草、馬唐、鱧腸、莎草等單、雙子葉雜草，在夏玉米整個(gè)生育期間可有效地控制田間雜草的危害，且對(duì)玉米較為安全，優(yōu)于目前旱作物上普遍應(yīng)用的除草劑。

本實(shí)驗(yàn)在原有傳統(tǒng)檢測(cè)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)最終殘留試驗(yàn)，對(duì)最終殘留試驗(yàn)中的青玉米和玉米進(jìn)行采樣，以提高檢測(cè)的科學(xué)性。通過(guò)采用GC、氮吹儀、旋轉(zhuǎn)濃縮蒸發(fā)器等儀器以及柱層析凈化等方法，對(duì)所采樣品中異丙草草胺+莠去津除草劑中兩種農(nóng)藥同時(shí)進(jìn)行提取和純化并檢測(cè)，即同柱分析，達(dá)到較高的檢測(cè)效率。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用材料品種為安徽省舒城縣棠樹(shù)鄉(xiāng)和河南省鄭州市辛店鎮(zhèn)兩地栽種的玉米。試驗(yàn)農(nóng)藥為37%異丙草胺+莠去津可分散油懸浮劑。異丙草胺標(biāo)準(zhǔn)品純度95.8%，莠去津標(biāo)準(zhǔn)品純度97.4%，由山東一松生化有限公司提供；無(wú)水硫酸鈉、二氯甲烷、正己烷、石油醚、丙酮、氯化鈉均為分析純;活性炭、中性氧化鋁(550 ℃烘4 h，使用前5%水減活)[6]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)置2個(gè)處理，在每個(gè)處理中設(shè)計(jì)3個(gè)重復(fù)小區(qū)，目的是為了保證試驗(yàn)的客觀性和科學(xué)性。每小區(qū)面積不小于30 m2，以30 m2為最佳，且在各小區(qū)之間設(shè)保護(hù)行。在設(shè)計(jì)各試驗(yàn)小區(qū)時(shí)還應(yīng)該注意各小區(qū)在此之前應(yīng)未施用過(guò)異丙草胺和莠去津混劑除草劑[7]。選用低劑量和高劑量?jī)蓚€(gè)施藥劑量，其中低劑量為1 110 g/hm2(有效成分用量)，而高劑量為1 665 g/hm2(有效成分用量)。

按照劑量由低劑量到高劑量的順序用噴霧器進(jìn)行均勻噴霧，且在噴施除草劑的過(guò)程中應(yīng)該保持勻速，目的是為了使噴施的除草劑盡可能均勻地分布，反而則會(huì)影響試驗(yàn)的客觀性和準(zhǔn)確性，噴施除草劑的時(shí)間為玉米3～7葉期(雜草2～3葉期)[8]。選在這個(gè)時(shí)期是因?yàn)樵谟衩酌缙?，其氣候正處于高溫多雨季?jié)，雜草發(fā)生最大，生長(zhǎng)迅速，一般在播后10 d雜草即達(dá)出苗高峰，15 d出苗90%，30 d達(dá)97%。而玉米在中后期會(huì)逐漸形成密閉的高大的群體，此時(shí)的雜草生長(zhǎng)會(huì)受到抑制，對(duì)產(chǎn)量的影響不嚴(yán)重。然后用噴霧器進(jìn)行均勻噴霧施藥1次即可，不需要再專(zhuān)門(mén)對(duì)土壤進(jìn)行噴施。最后于收獲前采集青玉米，收獲時(shí)采集玉米[9]。

1.3 試驗(yàn)地點(diǎn)氣候條件和土壤類(lèi)型

本試驗(yàn)所用材料品種分別選自于2014年和2015年在安徽省舒城縣棠樹(shù)鄉(xiāng)和河南省鄭州市辛店鎮(zhèn)兩地栽種的玉米。其中安徽點(diǎn)在2014和2015年試驗(yàn)期間降雨量為294.2 mm左右，氣溫為15.1～32.3 ℃。土壤類(lèi)型為黃白土，有機(jī)質(zhì)含量為2.10%，pH值為6.6。河南點(diǎn)在2011～2012年試驗(yàn)期間降雨量為293 mm左右，氣溫為15～34 ℃。土壤類(lèi)型為壤質(zhì)土，有機(jī)質(zhì)含量1.05 %，pH值為7.1。

1.4 采集最終殘留樣品

在各個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)多點(diǎn)采集生長(zhǎng)正常的青玉米和成熟玉米樣品，各采集6～12個(gè)即可。除去采集的玉米樣品的苞葉和花絲，且保證玉米取樣量應(yīng)該不少于2 kg。對(duì)所采集的玉米樣品進(jìn)行脫粒，且籽粒應(yīng)不少于1 kg。對(duì)采集的玉米籽粒進(jìn)行充分混勻后，用四分法縮分，然后取300 g裝入封口容器中。注意應(yīng)在容器內(nèi)外各加上標(biāo)簽且應(yīng)該保存在-20 ℃冰箱中。

1.5 玉米中異丙草胺和莠去津殘留檢測(cè)方法

方法原理簡(jiǎn)述：選用合適的溶劑對(duì)樣品進(jìn)行提取，然后柱層析凈化，最后GC測(cè)定。

提取:將采集的玉米籽粒樣品解凍，然后用粉碎機(jī)對(duì)其粉碎，稱取10 g。向粉碎后的玉米籽粒樣品中加入50 mL丙酮∶水=4∶1溶液，然后用振蕩機(jī)振蕩1 h。振蕩1 h后，過(guò)濾，收集濾液。用丙酮∶水=4∶1溶液10 mL對(duì)殘?jiān)M(jìn)行洗滌，收集濾液，重復(fù)2次，最后將收集的濾液合并于分液漏斗中。向分液漏斗中加入50 mL 10%NaCl溶液，然后用50 mL石油醚對(duì)其進(jìn)行萃取，重復(fù)3次。最后將萃取所得溶液用旋轉(zhuǎn)濃縮蒸發(fā)器濃縮至3 mL。

凈化:選擇玻璃層析柱，其長(zhǎng)為20 cm，內(nèi)徑為1 cm。在進(jìn)行柱層析凈化前對(duì)玻璃層析柱進(jìn)行裝柱。首先在玻璃層析柱底端裝入適量脫脂棉，以防裝柱時(shí)試劑漏出來(lái)，然后加2 cm無(wú)水Na2SO4，其上再加入已經(jīng)混勻的0.1 g活性碳與6 g中性氧化鋁(5%水減活)，最后再加入2 cm無(wú)水Na2SO4。裝柱結(jié)束后應(yīng)用玻璃棒對(duì)玻璃層析柱的外壁進(jìn)行輕輕的敲打，目的是再層析時(shí)保證層析效果和液體不滯留。裝好柱后，先用20 mL二氯甲烷進(jìn)行預(yù)淋，待預(yù)淋液即將預(yù)淋完時(shí)棄去淋洗液，再轉(zhuǎn)移樣品溶液至柱上，然后用70 mL二氯甲烷對(duì)裝有樣品液的燒瓶進(jìn)行溶解，再淋洗。收集淋洗液，然后用旋轉(zhuǎn)濃縮蒸發(fā)器對(duì)其進(jìn)行濃縮至近干，加5 mL石油醚，再用旋轉(zhuǎn)濃縮蒸發(fā)器對(duì)其進(jìn)行濃縮，然后N2吹干，最后用正己烷定容至5 mL。待測(cè)。

一個(gè)企業(yè)如果想要很好的發(fā)展，僅僅只是做出一份市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)策略是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。企業(yè)需要引導(dǎo)自己相關(guān)的企業(yè)部門(mén)不斷對(duì)自己企業(yè)的具體情況展開(kāi)深入的分析與研究。不同時(shí)期的企業(yè)所面臨的企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)是不同的，不同階段的企業(yè)實(shí)力也是不同的。所以，只有隨時(shí)對(duì)企業(yè)實(shí)力和其所面臨的市場(chǎng)狀況進(jìn)行研究，才可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)企業(yè)的問(wèn)題并加以整改，從而促進(jìn)企業(yè)不斷地完善自己的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)策略，提高自己企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，借此來(lái)全面的推廣自己企業(yè)的產(chǎn)品，為企業(yè)自身帶來(lái)更為客觀的收益［4］。

1.6 玉米中異丙草胺和莠去津殘留分析測(cè)定

氣相色譜儀器為美國(guó)安捷倫公司GC7890，配ECD檢測(cè)器。DB-5毛細(xì)管柱為110 m×0.25 mm× 0.25 μm。進(jìn)樣口溫度為250 ℃。檢測(cè)器溫度為300 ℃。載氣為高純氮，流速為10 mL/min，不分流。進(jìn)樣量為1 μL。柱溫(程序升溫)：初始溫度為100 ℃，保持1 min后，以10 ℃/min升至200 ℃后再以2 ℃/min升至220 ℃，保持4 min。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線有兩個(gè)目的，一是說(shuō)明所測(cè)異丙草胺和莠去津在所測(cè)質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好；一是通過(guò)對(duì)異丙草胺和莠去津單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，得到異丙草胺和莠去津在色譜圖上的相對(duì)保留時(shí)間。

1.6.1 異丙草胺標(biāo)準(zhǔn)曲線 將配制好的1 000 μg/mL異丙草胺母液用正己烷逐級(jí)稀釋?zhuān)謩e配制成0.1、0.2、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。在2.5.1節(jié)的儀器條件(氣相色譜檢測(cè)條件)下對(duì)6個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，以測(cè)得的峰面積(Hz﹡S)為縱坐標(biāo)，以濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

所得異丙草胺標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：y=20 565.718 0x-1 207.201 1，R=0.999 8，說(shuō)明異丙草胺在0.1～10.0 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(圖1)。

1.6.2 莠去津標(biāo)準(zhǔn)曲線 將1 000 μg/mL莠去津母液用正己烷逐級(jí)稀釋?zhuān)謩e配制成0.1、0.2、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。在2.5.1節(jié)的儀器條件(氣相色譜檢測(cè)條件)下對(duì)6個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，以測(cè)得的峰面積(Hz﹡S)為縱坐標(biāo)，以濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

所得莠去津標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：y=2 235.023 0x+524.063 1，R=0.999 1，說(shuō)明莠去津在0.1～10.0 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(圖2)。

圖1 異丙草胺標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

圖2 莠去津標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

異丙草胺和莠去津最小檢出量、最低檢測(cè)濃度：儀器對(duì)異丙草胺和莠去津的最小檢出量分別為2.0×10-12、2.0×10-11g。玉米籽粒(青籽?；蚴熳蚜?中異丙草胺和莠去津最低檢測(cè)濃度為0.005 mg/kg。

異丙草胺和莠去津相對(duì)保留時(shí)間：在上述節(jié)儀器條件(氣相色譜檢測(cè)條件)下，異丙草胺的相對(duì)保留時(shí)間為9.6 min，莠去津的相對(duì)保留時(shí)間為6.8 min。

異丙草胺、莠去津添加回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：無(wú)論是用何種方法去測(cè)定農(nóng)藥殘留量抑或是進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)，首先應(yīng)該要證明該實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性(準(zhǔn)確度)和精密性(精密度)。只有建立在準(zhǔn)確度和精密度較好的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)方法所得數(shù)據(jù)或結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題。故對(duì)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了添加回收試驗(yàn)，測(cè)其添加回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

稱取空白籽粒樣品，并將其用粉碎機(jī)粉碎，稱取10 g，然后分別添加0.005、0.05、0.5 mg/kg的異丙草胺標(biāo)準(zhǔn)溶液和莠去津標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法學(xué)考察

圖3 籽?？瞻滋砑踊厥兆V圖

圖4 籽粒添加0.5 mg/kg除草劑加樣回收譜圖

圖5 籽粒添加0.05 mg/kg除草劑加樣回收譜圖

圖6 籽粒添加0.005 mg/kg除草劑加樣加樣回收譜圖

添加濃度/(mg/kg)回收率/%RSD/%0.00587.38±4.445.080.0589.26±5.065.670.597.39±1.681.72

表2 籽粒中莠去津添加回收

式中:R為樣本中農(nóng)藥殘留量(mg/kg)；C標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(μg/mL)；V標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣體積(μL)；S樣為注入樣本溶液的峰面積(HZ*S)；V終為樣本最終定容體積(mL)；V樣為樣本溶液進(jìn)樣體積(μL)；S標(biāo)為注入標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積(HZ*S)；W為樣品重量(g)。

2.2 異丙草胺最終殘留檢測(cè)分析

2014～2015年安徽省舒城縣棠樹(shù)鄉(xiāng)和河南省鄭州市辛店鎮(zhèn)兩地最終殘留檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果如圖7-10和表3所示，37%異丙草胺+莠去津莠可分散油懸浮劑分別以低劑量1 110 g/hm2(有效成分用量)和高劑量1 665g/hm2(有效成分用量)施藥1次，于收獲前采收到的青玉米籽粒中異丙草胺的殘留量平均值為0.013 9～0.035 9 mg/kg，于收獲期采收的熟籽粒中異丙草胺的殘留量平均值為0.007 9～0.016 1 mg/kg。

目前，中國(guó)規(guī)定玉米籽粒中異丙草胺的農(nóng)藥最高殘留限量值為0.1 mg/kg，本實(shí)驗(yàn)于收獲前采收到的青玉米籽粒中異丙草胺的殘留量平均值為0.013 9～0.035 9 mg/kg，于收獲期采收的熟籽粒中異丙草胺的殘留量平均值為0.007 9～0.016 1 mg/kg，均未超過(guò)最高殘留限量值。

2.3 莠去津最終殘留檢測(cè)分析

2014～2015年安徽省舒城縣棠樹(shù)鄉(xiāng)和河南省鄭州市辛店鎮(zhèn)兩地最終殘留檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果如圖7～10和表3所示，37%異丙草胺+莠去津莠可分散油懸浮劑分別以低劑量1 110 g/hm2和高劑量1 665 g/hm2(有效成分用量)施藥1次，于收獲前采收到的青玉米籽粒中莠去津的殘留量平均值為0.016 4～0.034 0 mg/kg，于收獲期采收的熟籽粒中莠去津的殘留量平均值為0.008 1～0.033 5 mg/kg。

中國(guó)規(guī)定玉米籽粒中莠去津的農(nóng)藥最高殘留限量值為0.05 mg/kg，本實(shí)驗(yàn)于收獲前采收到的青玉米籽粒中莠去津的殘留量平均值為0.016 4～0.034 0 mg/kg，于收獲期采收的熟籽粒中莠去津的殘留量平均值為0.008 1～0.033 5 mg/kg，均未超過(guò)最高殘留限量值。

圖7 安徽熟籽粒終殘高濃度最終殘留譜圖

圖8 安徽青籽粒終殘高濃度最終殘留譜圖

圖9 河南熟籽粒終殘低濃度最終殘留譜圖

圖10 河南青籽粒終殘高濃度最終殘留譜圖

時(shí)間/地點(diǎn)劑量/(g/hm2)次數(shù)采收間隔期/d殘留量/(mg/kg)2014年安徽省舒城縣棠樹(shù)鄉(xiāng)1 1101收獲前收獲期0.013 9±0.002 20.007 9±0.003 51 6651收獲前收獲期0.018 1±0.003 60.013 4±0.003 32015年安徽省舒城縣棠樹(shù)鄉(xiāng)1 1101收獲前收獲期0.014 2±0.001 00.008 1±0.001 51 6651收獲前收獲期0.017 0±0.001 60.016 1±0.002 02014年河南省鄭州市辛店鎮(zhèn)1 1101收獲前收獲期0.014 3±0.005 30.010 5±0.002 61 6651收獲前收獲期0.033 6±0.002 50.013 6±0.003 02015年河南省鄭州市辛店鎮(zhèn)1 1101收獲前收獲期0.014 8±0.004 00.010 7±0.001 61 6651收獲前收獲期0.035 9±0.010 20.013 0±0.001 0

從表3可以看出2011～2012年棠樹(shù)鄉(xiāng)和辛店鎮(zhèn)噴施高劑量除草劑1次，于收獲前采收到青玉米樣品異丙草胺最大檢測(cè)量為0.035 9 mg/kg，于收獲期采收到熟籽粒樣品異丙草胺最大檢測(cè)量為0.016 1 mg/kg。

表4 籽粒中莠去津的最終殘留量

從表4中可以看出2014～2015年安徽省和山東省噴施高劑量莠去津一次，于收獲前采收到青玉米樣品莠去津最大檢測(cè)量為0.034 0 mg/kg，于收獲期采收到熟籽粒樣品莠去津最大檢測(cè)量為0.033 5 mg/kg。

3 結(jié)論與討論

由于本試驗(yàn)所用除草劑農(nóng)藥為兩種成分混合除草劑，所以在檢測(cè)的時(shí)候如何達(dá)到同步和高效的檢測(cè)是其關(guān)鍵。GC法的分離原理是使混合物中各組分在兩相間進(jìn)行分配，其中不動(dòng)的相為固定相，另一相為攜帶混合物流過(guò)此固定相的流體，稱為流動(dòng)相。當(dāng)流動(dòng)相中所含混合物經(jīng)過(guò)固定相時(shí)，就會(huì)與固定相發(fā)生作用[10]。由于各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相發(fā)生作用的大小、強(qiáng)弱也有差異，因此在同一推動(dòng)力作用下，不同組分在固定相中滯留時(shí)間有長(zhǎng)有短，從而按先后不同次序從固定相中流出。通過(guò)這個(gè)原理就可以通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，在一張色譜圖上得到兩種藥的檢測(cè)結(jié)果，從而達(dá)到同時(shí)、高效的檢測(cè)。

從異丙草胺和莠去津?qū)嶒?yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)以及最終殘留分析可以得出，無(wú)論是異丙草胺還是莠去津，噴施高劑量的除草劑所測(cè)最終殘留量均未超過(guò)農(nóng)藥最高殘留限量值，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)噴施農(nóng)藥合理，按規(guī)定在玉米田噴施低、高劑量的異丙草胺+莠去津除草劑是安全的，對(duì)于玉米田噴施除草劑農(nóng)藥起到一定的參考價(jià)值。