農(nóng)藥沉積利用率噴霧指示劑誘惑紅的酶標(biāo)儀測定方法

石 鑫，高賽超，楊代斌，袁會珠，閆曉靜

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京 100193）

我國是一個農(nóng)業(yè)有害生物頻發(fā)、重發(fā)的國家。近年來，年均病蟲草鼠害發(fā)生面積70多億畝次，防治面積達(dá)85億畝次左右，年均使用農(nóng)藥量（折百量）30萬噸左右[1-2]。我國的農(nóng)藥品種90%以上通過施藥機(jī)械進(jìn)行葉面噴施，所以施藥機(jī)械質(zhì)量、噴霧技術(shù)直接影響到農(nóng)藥的利用率。此外作物種類、施藥時作物所處的生長階段，以及施藥組織方式等也影響農(nóng)藥的利用率[3-4]。我國在20世紀(jì)90年代開始關(guān)注農(nóng)藥利用率的問題，我國農(nóng)藥利用率主要依據(jù)作物靶標(biāo)農(nóng)藥沉積量占施藥總量的比率來測算[5]。

在葉面噴霧施藥過程中，測定作物靶標(biāo)上農(nóng)藥沉積量的方法主要有化學(xué)測定法和指示劑法[6]?；瘜W(xué)測定法需針對不同藥劑采用不同的提取和分析方法，樣品處理繁瑣，且需要有專門的專用分析儀器和試劑。指示劑法就是把染色劑或熒光劑加入藥液體系中，通過測定指示劑的沉積量來表征農(nóng)藥在靶標(biāo)作物上的沉積量。然而很多熒光指示劑的光穩(wěn)定性差，需要噴霧后快速進(jìn)行試驗，否則熒光劑降解會對試驗結(jié)果產(chǎn)生較大影響。因此指示劑法的關(guān)鍵就是選擇對光穩(wěn)定、易從靶標(biāo)洗脫并且安全的示蹤劑。

誘惑紅具有良好的光穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性，易從靶標(biāo)作物上洗脫，并且作為一種食品添加劑，其具有很高的安全性，因此我們選擇誘惑紅作為農(nóng)藥沉積利用率測定的示蹤劑[7]。

目前誘惑紅常用的檢測方法為高效液相色譜法和可見分光光度計法。高效液相色譜法需要專門的分析儀器，價格昂貴，且不適宜田間快速高效測定。紫外可見分光光度法相對于高效液相色譜法成本大大降低，但是其操作繁瑣，每次只能測定幾個樣品，而且試劑用量很大，耗時很長，顯然不適合田間大量試驗樣品的測定。酶標(biāo)儀法和紫外可見分光光度法對物質(zhì)含量測定具有相同的理論基礎(chǔ)，均服從朗伯比爾定律。利用酶標(biāo)儀測定物質(zhì)含量時通過采用24孔、48孔或96孔酶標(biāo)板來進(jìn)行測定，每個樣品管只需添加200 μL的待測溶液。很顯然，酶標(biāo)儀法具有更高效，試劑用量少的特點，適用于大批量樣品的快速檢測[8]。考慮到農(nóng)藥沉積率測定的場景多樣化，樣品量大，采用酶標(biāo)儀進(jìn)行誘惑紅測定具有十分重要的現(xiàn)實意義。筆者發(fā)展了誘惑紅的酶標(biāo)儀測定方法，并對方法進(jìn)行了驗證和應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

85%誘惑紅，浙江吉高德色素科技有限公司；蒸餾水、FlexStation 3多功能酶標(biāo)儀，美谷分子儀器有限公司；T-16大疆植保無人機(jī)，深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司；AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.2 誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線

準(zhǔn)確稱取0.02 g（精確至0.0001 g）誘惑紅于100 mL容量瓶中，用蒸餾水溶解并定容，作為標(biāo)準(zhǔn)儲備液。用蒸餾水把上述標(biāo)準(zhǔn)儲備液進(jìn)行梯度稀釋，得到0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0和50.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用酶標(biāo)儀于波長514 nm 處檢測其吸光度值，每個濃度連續(xù)測定3次取平均值，以誘惑紅濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 精密度和準(zhǔn)確度測定

配置5.0、10.0和25.0 mg/L的誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，用酶標(biāo)儀于波長514 nm處檢測其吸光度值，通過誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線計算配置溶液濃度，每個濃度平行測定6次。根據(jù)6次平行測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）和回收率，評價誘惑紅酶標(biāo)儀測定方法的精密度和準(zhǔn)確度。

1.4 誘惑紅酶標(biāo)儀測定方法的實際應(yīng)用

本研究將誘惑紅酶標(biāo)儀測定方法應(yīng)用于華北玉米田植保無人飛機(jī)噴霧場景下農(nóng)藥霧滴在玉米冠層的沉積利用率測定，具體試驗方法如下。實驗地點：河北省石家莊市藁城區(qū)韓家洼村（海拔54 m，北緯40°16′5″，東經(jīng)117°2′37″）；植保無人飛機(jī)型號：T-16；飛行參數(shù)：速度為4 m/s，高度為2 m（距離作物），施藥量：15 L/hm2。進(jìn)行每個試驗處理時，將10.0 g誘惑紅作為指示劑加入到藥液中進(jìn)行噴霧，根據(jù)設(shè)定的飛行參數(shù)進(jìn)行噴施。噴霧結(jié)束后，每個小區(qū)隨機(jī)選取10個點，每點取1株玉米植株，加入100 mL的水洗滌玉米植株上的誘惑紅，洗滌液用酶標(biāo)儀測得吸光度值。根據(jù)誘惑紅的標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品的吸光度計算出洗滌液中誘惑紅的濃度，從而計算出試驗區(qū)誘惑紅在單位面積玉米植株上的沉積量，然后除以試驗區(qū)單位面積的施用總量。農(nóng)藥沉積利用率按式（1）計算。

式中：樣品中誘惑紅濃度，μg/mL；洗脫液體積，mL；種植密度，株/m2；單位面積施用總量，μg/m2。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測波長的選擇

在本次試驗中，取100 mg/L誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，用UV2100型紫外-可見分光光度計進(jìn)行全波長掃描。經(jīng)掃描后發(fā)現(xiàn)，波長掃描范圍為190～700 nm，紫外-可見光吸收光譜見圖1。誘惑紅在514 nm處具有較強吸收，考慮到大多數(shù)農(nóng)藥在514 nm處基本無吸收峰，因此選擇514 nm作為誘惑紅酶標(biāo)儀測定的檢測波長。

圖1 誘惑紅紫外-可見光吸收光譜圖

2.2 分析方法的線性相關(guān)試驗

將1.2中配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液在選定的514 nm下進(jìn)行測定，并繪制誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖2）。結(jié)果表明，誘惑紅在0.5～50.0 mg/L內(nèi)，具有良好的線性關(guān)系，其吸光度值對濃度的回歸方程為y=0.0251 x＋0.0394，R2=0.9999，符合定量要求。

圖2 誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3 分析方法的精密度和準(zhǔn)確度

分別取5.0、10.0和25.0 mg/L的誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，用酶標(biāo)儀于波長514 nm處檢測其吸光度值，通過誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線計算配置溶液濃度。6次平行測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在2.51%～3.76%，回收率在102.87%～105.93%（表1），說明發(fā)展的誘惑紅酶標(biāo)儀測定方法是準(zhǔn)確可靠的，符合定量分析的要求。

表1 誘惑紅酶標(biāo)儀測定精密度和準(zhǔn)確度結(jié)果

2.4 誘惑紅酶標(biāo)儀測定方法的實際應(yīng)用

為考察誘惑紅酶標(biāo)儀測定方法的實際應(yīng)用價值，筆者將該方法應(yīng)用于玉米田植保無人飛機(jī)噴霧場景下農(nóng)藥霧滴在玉米冠層的沉積利用率測定。典型的植保無人飛機(jī)施藥場景見圖3。按照1.4描述的方法進(jìn)行沉積在玉米冠層誘惑紅的收集及沉積利用率測定。在不添加助劑、畝施藥液量為1 L且植保無人飛機(jī)飛行速度為4 m/s時，誘惑紅在玉米田冠層的農(nóng)藥沉積利用率為39.3%。

圖3 華北玉米無人機(jī)施藥典型場景

3 結(jié)論

誘惑紅作為農(nóng)藥示蹤劑被廣泛應(yīng)用，其具有水溶性好，對藥劑黏度、表面張力、密度、霧滴譜及沉積無顯著影響等優(yōu)點[7]。發(fā)展的誘惑紅酶標(biāo)儀測定方法簡單方便快捷，可批量檢測多個樣品，且準(zhǔn)確度和精密度高，線性關(guān)系良好，514 nm檢測波長下不受其他農(nóng)藥影響。相較于高效液相色譜儀，酶標(biāo)儀更容易普及且適用于田間樣品的快速高效測定，可為不同施藥場景下農(nóng)藥沉積利用率的測定提供準(zhǔn)確高效的方法。