馬鈴薯中戊唑醇和吡唑醚菌酯的殘留行為

姚 杰,蘭 豐,柳 璇,周國虎,王志新,王雪景,

段小娜1,王春曉1,劉傳德1,周先學(xué)1*,鹿?jié)蓡?*

(1.山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(煙臺),農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品及苗木質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心 (煙臺),煙臺 265500;2.山東省威海市文登區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村事務(wù)服務(wù)中心,威海 264400)

馬鈴薯是全球第四大重要的糧食作物,僅次于小麥、稻谷和玉米,也常作為蔬菜和飼料,在促進(jìn)農(nóng)民增收、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等諸多方面具有重要意義[1-3]。隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的深入推進(jìn),對馬鈴薯病蟲害防治極其重要。早疫病是馬鈴薯較為常見的病害之一,由茄鏈格孢Alternariasolani引起的馬鈴薯早疫病可對馬鈴薯造成20%～25%的產(chǎn)量損失,嚴(yán)重時可達(dá)70%～80%[4-5]。目前防治馬鈴薯早疫病常用的農(nóng)藥有戊唑醇和吡唑醚菌酯等。戊唑醇是一種高效、廣譜、內(nèi)吸性三唑類殺菌劑,是留醇脫甲基化抑制劑,具有保護(hù)、治療、鏟除三大功能,持效期長[6]。吡唑醚菌酯為新型廣譜殺菌劑,具有保護(hù)、治療、葉片滲透傳導(dǎo)作用[7]。戊唑醇和吡唑醚菌酯均屬低毒農(nóng)藥,但如果使用不當(dāng),會造成農(nóng)產(chǎn)品殘留超標(biāo),從而對人體健康造成危害。我國規(guī)定了吡唑醚菌酯在馬鈴薯中的最大殘留限量為0.02 mg/kg[8],暫無戊唑醇在馬鈴薯中的最大殘留限量,歐盟規(guī)定戊唑醇在馬鈴薯的最大殘留限量值為0.02 mg/kg[9-10]。

目前,關(guān)于戊唑醇或吡唑醚菌酯在玉米、水稻、黃瓜、蘋果等作物上的殘留研究已有報道[11-14],檢測方法主要有氣相色譜、液相色譜、液質(zhì)聯(lián)用等,但尚未見馬鈴薯中戊唑醇和吡唑醚菌酯的同時檢測以及兩者復(fù)配使用后在馬鈴薯中消解動態(tài)的相關(guān)報道。為明確戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯中的殘留狀態(tài),評價這兩種農(nóng)藥在馬鈴薯上的使用安全性,建立了同時檢測馬鈴薯植株和馬鈴薯塊莖中戊唑醇和吡唑醚菌酯殘留的分析方法,樣品經(jīng)乙腈提取,超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測,利用該方法對山東煙臺、天津武清、四川成都、重慶九龍坡、湖南長沙、安徽宿州、陜西榆林、貴州貴陽、寧夏銀川和黑龍江綏化10地田間試驗樣品進(jìn)行檢測分析,明確了戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株中的消解動態(tài)規(guī)律和馬鈴薯塊莖中的殘留狀況,旨在為戊唑醇和吡唑醚菌酯防治馬鈴薯早疫病的安全合理施用提供重要依據(jù),為馬鈴薯的質(zhì)量安全提供保障。

1 材料與方法

1.1 儀器與藥劑

島津三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀 LCMS-8040,島津(中國)有限公司;UWV-1多管漩渦混合器,青云儀器設(shè)備有限公司;TD5A-WS高速離心機(jī),上海盧湘儀;MX-F快速混勻器,美國SCILOGEX。

戊唑醇(tebuconazole)和吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)標(biāo)準(zhǔn)品均為100 μg/mL,由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所提供,用甲醇配制5個濃度梯度(0.005、0.02、0.1、0.2、0.5 μg/mL)的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,于4℃保存?zhèn)溆?32%戊唑醇·吡唑醚菌酯懸浮劑(SC)(戊唑醇24%、吡唑醚菌酯8%),績溪農(nóng)華生物科技有限公司;定制QuEChERS凈化管(150 mg MgSO4,50 mg PSA),山東青云實驗耗材有限公司;甲醇為色譜純,乙腈、氯化鈉及其他試劑均為市售分析純;試驗用水為重蒸餾水。

1.2 田間試驗

田間試驗按照《農(nóng)藥登記殘留田間試驗標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》[15]進(jìn)行。于2016年和2017年在山東煙臺和天津武清(天津點2017年田間試驗因天氣原因,試驗失敗,2018年補(bǔ)做最終殘留試驗)進(jìn)行田間試驗;另外,根據(jù)農(nóng)藥登記殘留試驗區(qū)域指南進(jìn)行了補(bǔ)點試驗:2018年在四川成都、重慶九龍坡、湖南長沙、安徽宿州、陜西榆林、貴州貴陽、寧夏銀川和黑龍江綏化共8個試驗點進(jìn)行戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯上的田間試驗。供試藥劑為32%戊唑醇·吡唑醚菌酯懸浮劑。

1.2.1消解動態(tài)試驗

2016年和2017年在山東煙臺和天津武清進(jìn)行。施藥劑量為有效成分273.6 g/hm2(制劑量:57 mL/667 m2)。于馬鈴薯早疫病發(fā)生初期施藥,莖葉噴霧施藥1次,另設(shè)清水空白對照。分別于施藥后2 h，1、3、7、10、14、21、28、45 d采樣。每次采樣隨機(jī)在試驗小區(qū)內(nèi)采集20株以上(不少于2 kg)生長正常的植株樣品,切碎、混勻,四分法留樣200 g,于-20℃保存,待測。

1.2.2最終殘留試驗

2016年和2017年山東煙臺和天津武清2個試驗點按推薦劑量182.4 g/hm2(制劑量:38 mL/667 m2)，按推薦施藥次數(shù)施藥3次,施藥間隔7 d;2018年在四川成都、重慶九龍坡、湖南長沙、安徽宿州、陜西榆林、貴州貴陽、寧夏銀川和黑龍江綏化進(jìn)行補(bǔ)點試驗。每個處理3次重復(fù),小區(qū)面積30 m2。處理間設(shè)保護(hù)帶,另設(shè)清水空白對照。距離最后一次施藥后7、14 d和21 d采集馬鈴薯塊莖樣品(補(bǔ)點試驗為最后一次施藥后14 d和21 d采集馬鈴薯塊莖樣品),隨機(jī)在試驗小區(qū)內(nèi)采集9個點,用鐵鍬將地下部塊莖翻出,抖落塊莖上的泥土,采集不少于2 kg馬鈴薯塊莖樣品,切碎、混勻,四分法留樣200 g,于-20℃保存,待測。

1.3 分析方法

1.3.1樣品前處理

準(zhǔn)確稱取10.0 g樣品于100 mL塑料離心管中,加入10.0 mL乙腈,在多管漩渦混合器上漩渦振蕩10.0 min,然后向離心管中加入3.0 g NaCl,劇烈振蕩5.0 min,3 000 r/min離心5 min,使乙腈相和水相分層,用QuEChERS前處理凈化管吸入上層待凈化液,混勻器混勻1 min,經(jīng)0.22 μm微膜過濾,待測。

1.3.2液相色譜檢測條件

采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜。色譜柱:shim-pack XR-ODS色譜柱(2.0 mm×75 mm,1.6 μm);柱溫:40℃;流速:0.4 mL/min;進(jìn)樣量:1 μL;流動相A:0.05%甲酸+2 mmol/L 醋酸銨,流動相B:甲醇;梯度洗脫程序:1.0 min 10%B,3.0 min 95%B,7.0 min 95%B,7.1 min 10%B;質(zhì)譜條件:ESI+電離模式;多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)掃描;DL管溫度250℃;加熱模塊溫度400℃;干燥氣流速15 L/min,碰撞氣壓 230 kPa。吡唑醚菌酯:388.15/194.15定量離子對,388.15/163.0定性離子對;戊唑醇:308.15/70.05定量離子對,308.15/147.0定性離子對。在上述條件下,戊唑醇和吡唑醚菌酯保留時間均在7.1 min左右。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性范圍

用甲醇稀釋戊唑醇和吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)溶液配得0.005、0.02、0.1、0.2、0.5 μg/mL,用建立的戊唑醇和吡唑醚菌酯檢測方法進(jìn)行測定,外標(biāo)法定量。戊唑醇和吡唑醚菌酯的質(zhì)量濃度分別與對應(yīng)的峰面積呈良好的線性關(guān)系,戊唑醇標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y=2×107X+697 30,相關(guān)系數(shù)r=0.999 8;吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y=6×107X+248 625,相關(guān)系數(shù)r=0.999 4,圖1為色譜圖。

圖1 戊唑醇和吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖(0.1 mg/L)Fig.1 Chromatograms of tebuconazole and pyraclostrobin standard samples(0.1 mg/L)

2.2 回收率和定量限

分別在空白馬鈴薯植株、馬鈴薯塊莖中添加戊唑醇和吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)溶液,添加水平分別為0.005、0.02 mg/kg和0.5 mg/kg,設(shè)空白對照,每個添加水平重復(fù)5次。結(jié)果(表1)表明:在0.005、0.02 mg/kg和0.5 mg/kg添加水平下,戊唑醇在馬鈴薯植株和塊莖中的平均回收率分別為90%～99%和94%～102%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.8%～5.3%和5.3%～9.2%;吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株和塊莖中的平均回收率分別為98%～104%和89%～96%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為4.0%～8.7%和3.0%～8.0%。馬鈴薯植株和塊莖中戊唑醇和吡唑醚菌酯殘留的定量限均為0.005 mg/kg。表明該方法準(zhǔn)確度和精密度符合NY/T 788-2018《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則》[16]的要求。

表1 戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯中的平均添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)Table 1 Average recoveries and RSDs of tebuconazole and pyraclostrobin in potato(n=5)

2.3 戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株中的消解動態(tài)

戊唑醇和吡唑醚菌酯在山東煙臺和天津武清2個試驗點馬鈴薯植株中的殘留消解動態(tài)見表2和表3(2017年天津試驗點田間試驗失敗,2018年補(bǔ)做最終殘留試驗,沒有做馬鈴薯植株動態(tài)試驗)。戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株中的降解均符合一級反應(yīng)動力學(xué)方程(ct=c0e-kt),屬易消解型農(nóng)藥。施藥后,戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株中的原始沉積量分別為0.46～1.1 mg/kg和0.27～0.49 mg/kg,戊唑醇和吡唑醚菌酯在不同試驗點馬鈴薯植株中原始沉積量均有差異,這可能是由于施藥時的天氣條件,如溫濕度、風(fēng)速等原因造成的。隨著采樣時間的延長,戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株中的含量均不同程度地降低。施藥后21 d,戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株中的消解率均在89%以上,殘留消解動態(tài)表明,戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株中降解較快。

表2 戊唑醇在馬鈴薯植株的消解動力學(xué)方程Table 2 Dissipation equations of tebuconazole in potato plants

表3 吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株的消解動力學(xué)方程Table 3 Dissipation equations of pyraclostrobin in potato plants

2.4 戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯塊莖中的最終殘留量

2016年和2017年戊唑醇在山東煙臺和天津武清馬鈴薯塊莖中的最終殘留量分別為7 d:<0.005～0.031 mg/kg,14 d:<0.005～0.018 mg/kg,21 d:<0.005～0.005 8 mg/kg;吡唑醚菌酯在上述2地馬鈴薯塊莖中的最終殘留量分別為7 d:<0.005～0.005 8 mg/kg,14 d:<0.005 mg/kg,21 d:<0.005 mg/kg。2018年8個試驗點的補(bǔ)點試驗,結(jié)果表明,戊唑醇在1年8地馬鈴薯塊莖中的最終殘留量分別為14 d:<0.005,21 d:<0.005 mg/kg～0.006 4 mg/kg;吡唑醚菌酯在1年8地馬鈴薯塊莖中的最終殘留量分別為14 d:<0.005 mg/kg,21 d:<0.005 mg/kg;各期空白對照樣品均未檢出戊唑醇和吡唑醚菌酯。在相同的施藥劑量和施藥次數(shù)條件下,隨著采樣間隔期的延長,各試驗點馬鈴薯塊莖中戊唑醇和吡唑醚菌酯的殘留量均隨之下降。

表4 藥后不同時期馬鈴薯塊莖中戊唑醇和吡唑醚菌酯的平均殘留量(n=3)Table 4 Average residue amounts of tebuconazole and pyraclostrobin in potato tubers at different time after application (n=3)

表5 藥后不同時期馬鈴薯塊莖中戊唑醇和吡唑醚菌酯的平均殘留量(補(bǔ)點試驗)(n=3)Table 5 Average residue amounts of tebuconazole and pyraclostrobin in potato tubers at different time after application (patch test)(n=3)

續(xù)表5 Table 5(Continued)

3 結(jié)論與討論

目前,未見有戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯中同時分析的報道,本研究利用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜研究并建立了戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯植株和馬鈴薯塊莖中的殘留分析方法,樣品經(jīng)乙腈提取,用QuEChES前處理凈化管凈化,高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜定性定量檢測,最終確定的殘留分析方法在準(zhǔn)確度和靈敏度方面均符合殘留分析的要求。

2016年-2017年戊唑醇和吡唑醚菌酯在山東煙臺和天津武清兩地馬鈴薯植株中的消解動態(tài)結(jié)果顯示,這兩種農(nóng)藥的殘留量均隨時間的推移而逐漸減少,符合一級反應(yīng)動力學(xué)方程。消解半衰期分別為6.4～6.5 d和5.0～7.2 d，在馬鈴薯植株中的消解速率較快。目前,未見有戊唑醇和吡唑醚菌酯在相關(guān)薯類作物上的消解動態(tài)研究,只有在其他作物中的消解研究報道。毛江勝等[11]研究了戊唑醇和吡唑醚菌酯在玉米上的殘留消解情況,結(jié)果表明,戊唑醇和吡唑醚菌酯在玉米植株上的半衰期分別為4.8～10.0 d和6.3～9.2 d,這顯示同一種農(nóng)藥在不同作物上的消解速率存在一定差異,可能與生長系數(shù)、天氣條件等因素有關(guān)。根據(jù)農(nóng)藥登記殘留試驗區(qū)域指南要求,2018年在四川成都、重慶九龍坡、湖南長沙、安徽宿州、陜西榆林、貴州貴陽、寧夏銀川和黑龍江綏化8個試驗點進(jìn)行補(bǔ)點試驗。在推薦施藥劑量和施藥次數(shù)條件下,戊唑醇在上述10地馬鈴薯塊莖中的最終殘留量分別為14 d:<0.005～0.018 mg/kg,21 d:<0.005～0.006 4 mg/kg;吡唑醚菌酯在10地馬鈴薯塊莖中的最終殘留量分別為14 d:<0.005 mg/kg,21 d:<0.005 mg/kg。馬鈴薯塊莖中戊唑醇和吡唑醚菌酯14、21 d的殘留量均分別低于歐盟規(guī)定的戊唑醇在馬鈴薯中的最大殘留限量值(0.02 mg/kg)和我國規(guī)定的吡唑醚菌酯在馬鈴薯的最大殘留限量值(0.02 mg/kg)。在田間試驗條件下,32%戊唑醇·吡唑醚菌酯懸浮劑(戊唑醇24%、吡唑醚菌酯8%)按照推薦的施藥劑量(182.4 g/hm2),推薦的施藥次數(shù)(3次),安全間隔期為14 d。

本研究結(jié)果探明了戊唑醇和吡唑醚菌酯在馬鈴薯上的消解動態(tài)規(guī)律與最終殘留量,為戊唑醇和吡唑醚菌酯制劑在馬鈴薯上使用后的生態(tài)環(huán)境效益和食用安全性及其MRL值的制定提供了科學(xué)依據(jù)。