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摘要 [目的]评价虫酰肼在水稻及稻田中的残留动态和生态安全性。[方法]采用田间试验方法,研究了虫酰肼在稻田水、土壤和水稻植株中的消解动态,测定了虫酰肼在水稻和土壤中的最终残留量。样品用乙腈提取,提取液用二氯甲烷萃取,经弗罗里硅土-活性炭柱净化,采用HPLC-UVD测定。[结果]在稻米、稻田水、土壤、水稻植株和稻壳的空白样品中分别添加3个质量水平虫酰肼的平均回收率为86.79%~110.47%,平行测定的变异系数为1.39%~6.08%;虫酰肼在稻田水、土壤和水稻植株中的消解半衰期分别为3.73~9.05、7.76~13.32、3.14~7.31 d;用20%虫酰肼悬浮剂210 g/hm2(推荐使用剂量)和315 g/hm2(高剂量)间隔7 d分别施用2次和3次,稻米中虫酰肼的最高残留量为0.103 mg/kg,低于我国规定的虫酰肼在糙米中的最大残留限量(MRL)2 mg/kg。[结论]在水稻移栽田施用20%虫酰肼悬浮剂210 g/hm2,间隔7 d,最多施药2次,距末次施药21 d以上,收获的糙米食用是安全的。
关键词 虫酰肼;水稻;消解;残留;合理使用方法
中图分类号 S482.3+7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)35-12501-04
虫酰肼(Tebufenozide),商品名为米满,是双酰肼类昆虫生长调节剂,通过诱使害虫过早蜕皮从而快速抑制昆虫进食[1],对昆虫幼虫有特效,主要应用于棉花、大豆、烟草、果树、蔬菜、水稻等作物防治鳞翅目夜蛾科和螟蛾科上百种害虫。虫酰肼具有杀虫活性高、选择性强、低毒性等特点,对眼睛和皮肤无刺激性,对高等动物无致畸、致癌、致突变作用,对人、哺乳动物、鱼类、鸟类和蚯蚓均十分安全[2]。
目前,关于虫酰肼残留分析方法的研究较多,主要有HPLC[2-6]、HPLC-MS/MS[7]和UPLC-MS/MS[8-9]方法,而关于虫酰肼在作物上的消解动态研究较少[10],且国内尚未见虫酰肼在水稻上的消解规律和最终残留研究的报道。为此,笔者对虫酰肼在水稻及稻田环境中的消解动态及残留规律进行了系统研究,旨在为虫酰肼在水稻上的合理使用及其环境安全性评价提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试农药。20%虫酰肼悬浮剂由农业部农药检定所提供。该农药的推荐使用剂量为165~210 g/hm2,试验以210 g/hm2作为低剂量,以其1.5倍即315 g/hm2作为高剂量进行最终残留试验。
1.1.2 供试品种。湖南长沙试验水稻品种为“先农1号”,浙江杭州为“II优343”,河北石家庄为“冀粳14”。
1.1.3 仪器。LC-20AT高效液相色谱仪(日本岛津公司生产,带紫外检测器和LCsolution工作站);KYC-1102C恒温双层培养摇床(上海福玛实验设备有限公司);RE-2000旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);DLSB-5L/25低温水循环泵(河南省巩义市予华仪器厂);SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵(河南省巩义市予华仪器有限责任公司);FW80高速万能粉碎机(北京市永光明医疗仪器厂)。
1.1.4 试剂。虫酰肼标准品(纯度98.1%),由农业部农药检定所提供;乙腈为色谱纯;乙腈、二氯甲烷、氯化钠、无水硫酸钠、弗罗里硅土(100~200目)、活性炭均为分析纯。
1.2 试验设计
虫酰肼在水稻上的田间试验于2011、2012年分别在湖南省长沙、浙江杭州和河北石家庄进行。试验分为消解动态试验和最终残留试验。
1.2.1 消解动态试验。
选择近2年未施用过虫酰肼的水稻田,于水稻生长期,按20%虫酰肼悬浮剂315 g/hm2对水750 L/hm2在水稻移栽区对水稻植株施药1次,420 g/hm2对水750 L/hm2在未移栽水稻的稻田区对稻田施药1次。每个小区面积为30 m2,每个处理3次重复,小区间设保护隔离区,同时设空白对照区。于施药后2 h和1、2、3、5、7、10、14、21、28、35、45 d每小区随机取6~12个点,在水稻种植区采集水稻植株1 kg左右,在未插秧的稻田区采集0~10 cm深土壤2 kg左右和稻田水1 L左右,同时采集空白对照样品。
1.2.2 最终残留试验。
选择近2年未施用过虫酰肼的水稻田,于水稻生长期,分别按20%虫酰肼悬浮剂210 g/hm2(低剂量)和315 g/hm2(高剂量)对水750 L/hm2在水稻移栽区施药2~3次,施药间隔期为7 d,每个小区面积为30 m2,每个处理3次重复,小区间设保护隔离区,同时设空白对照区。于末次施药后第7、14、21天在每小区随机选取6~12个点,取稻秆5 kg左右(保证晒干脱壳后获得的稻谷不少于2 kg)和0~15 cm深土壤2 kg左右,同时采集空白对照样品。
1.3 分析方法
1.3.1 样品预处理。
稻田水:将采集的稻田水样用定性快速滤纸过滤后,取500 ml作为待测样品;土壤:将采集的土壤样品中的动植物残体、石砂等去除,充分混匀后过20目筛,采用四分法取500 g作为待测样品;水稻植株:将采集的植株样品捣碎、混匀后,采用四分法取200 g作为待测样品;稻草:将采集的稻草样品晒干,剪成1 cm以下的小段混匀后,采用四分法取200 g作为待测样品;稻壳:将采集的稻谷晒干并用砻谷机脱壳,取200 g作为待测样品;稻米:将脱壳后的稻米粉碎并过40目筛,取200 g作为待测样品。待测样品要尽快测定,不能马上测定的样品贮存于-20 ℃冰柜中。
1.3.2 样品提取。
1.3.2.1稻田水样。量取已制备的稻田水样50 ml,转入加有100 ml 20 g/L氯化钠水溶液的500 ml分液漏斗中,分别用50、30、20 ml 二氯甲烷萃取3次,合并二氯甲烷相于具塞三角瓶中,在旋转蒸发仪上(45 ℃)浓缩至近干,用乙腈定容至2 ml,过0.45 μm膜,待HPLC测定。 1.3.2.2 稻田土壤、水稻植株或稻草、稻壳、稻米样品。称取已制备的稻田土壤样品50 g(水稻植株或稻草样品10 g、稻壳样品5 g、稻米样品10 g)于250 ml具塞三角瓶中,加入50 ml(分别加60、50、50 ml)乙腈溶液,35 ℃恒温振荡50 min,经布氏漏斗减压抽滤,用10 ml二氯甲烷分3次洗涤残渣和抽滤瓶,合并滤液转入加有100 ml 20 g/L氯化钠水溶液的500 ml分液漏斗中,分别用50、30、20 ml 二氯甲烷萃取3次,合并二氯甲烷相于具塞三角瓶中,在旋转蒸发仪上(45 ℃)浓缩至近干。土壤样品用乙腈定容至2 ml,过0.45 μm膜,待HPLC测定,水稻植株或稻草、稻壳、稻米样品待净化。
1.3.3 样品净化。
待净化的水稻植株或稻草、稻壳、稻米浓缩提取液,加少量乙腈溶解后,无损转移至已制备好的层析柱[从下至上依次装填有少量脱脂棉、3 g无水硫酸钠、4 g弗罗里硅土+0.3 g活性炭(装柱前先混合均匀)、3 g无水硫酸钠,在弗罗里硅土-活性炭层析柱装好后,先用15 ml乙腈预淋洗],再用20 ml乙腈淋洗,收集全部洗脱液于具塞三角瓶,在旋转蒸发仪上(45 ℃)浓缩至近干,用乙腈定容至2 ml,过0.45 μm膜,待HPLC测定。
1.3.4 色谱条件。
色谱柱:Agilent Extend-C18柱,5 μm,4.6 mm×250 mm;流动相:甲醇-水(75∶25,V/V);流速:1.0 ml/min;紫外检测波长:230 nm;柱温:40 ℃;进样量:20 μl。在上述色谱条件下,虫酰肼的相对保留时间为6.9 min;外标法LCsolution工作站定量。
2 结果与分析
2.1 方法的线性范围
准确称取虫酰肼标准品,配制成浓度为500 mg/L的虫酰肼母液,再采用梯度稀释法配制浓度为0.01、0.05、0.10、0.50、1.00 mg/L的标准溶液,在“1.3.4”色谱条件下依次进样测定,以标准溶液质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标绘制标准曲线,线性方程为y=187 018x+333.39,相关系数R2=0.999 9。
2.2 方法的灵敏度、精密度和准确度
在“1.3.4”色谱条件下,以3倍信噪比计,虫酰肼的最小检出量为2×10-10 g。
按照3个添加质量水平分别对稻米等空白样品进行加标回收试验,每个质量水平重复试验5次。稻米、稻田水和土壤中虫酰肼添加浓度为0.02、0.04、0.20 mg/kg,水稻植株和稻壳中虫酰肼添加浓度为0.02、0.20、2.00 mg/kg时,平均回收率为86.79%~110.47%,变异系数在1.39%~6.08%。根据添加回收试验,虫酰肼在稻米等样品中的最低检测浓度均为0.02 mg/kg。
2.3 消解动态
于水稻生长期,按20%虫酰肼悬浮剂420 g/hm2对水750 L/hm2对稻田施药1次,虫酰肼在稻田水和土壤中的消解动态曲线分别见图1和图2。虫酰肼在我国南方的稻田水中较北方的稻田水中消解速率快。2011年虫酰肼在湖南、浙江和河北三地稻田水样品中的半衰期分别为3.73、4.77和9.05 d,2012年三地样品中的半衰期分别为4.09、7.33和7.78 d,2年样品由南往北半衰期均呈递增趋势,这可能跟南方气温较高有关。在一定条件下,温度越高,农药降解速率越快[11]。在浙江和河北的稻田土壤中,2011和2012年试验的消解速率差别不大,但在湖南的稻田土壤中2011和2012年试验的消解速率差异较大,2011年湖南土壤样品消解半衰期为8.40 d,2012年为13.32 d。原因可能与2012年湖南稻田消解动态试验施药后的降雨和气温有关。
于水稻生长期,按20%虫酰肼悬浮剂315 g/hm2对水750 L/hm2对水稻植株施药1次,虫酰肼在水稻植株中的消解动态曲线见图3。虫酰肼在水稻植株上的消解速率也在2011和2012年的湖南样品中呈现出较大差异,其半衰期分别为7.31和4.67 d。在施药后第2天,2011和2012年的湖南水稻植株样品分别消解了23.86%和10.18%,施药后第3天,2012年样品的消解率急剧增加至59.46%,而施药后第4天及4 d以上,2年的消解率增加速度又趋于一致,原因可能是2012年湖南稻田消解动态试验施药后的降雨导致水稻植株上的农药残留量迅速降低。
消解动态试验表明,虫酰肼在稻田水、土壤和水稻植株中的残留量均呈逐渐减少的趋势,且其消解速率为:植株>稻田水>土壤,半衰期分别为3.14~7.31、3.73~9.05和7.76~13.32 d。水稻植株上虫酰肼原始沉积量较高,但农药的附着更易受风力、气温和光照的影响,且植株叶片多,表面积大,阳光充分照射,增加了光解的速率;而稻田水接受空气和阳光较多,有利于农药的扩散和光解,且虫酰肼在水中的溶解度较小,稻田水中的农药会转移至土壤中,因此稻田土壤中的虫酰肼较植株和稻田水中的消解速率慢。
2.4 最终残留
由表1可知,虫酰肼在稻米、稻田土壤、稻草和稻壳中的最终残留量与施药的剂量、次数呈正相关,与采收间隔呈负相关;稻米和稻田土壤中虫酰肼的残留量较低,稻草和稻壳中较高。距末次施药7 d后,稻米中虫酰肼的残留量为0.042~0.103 mg/kg,残留中值为0.062 5 mg/kg;14 d后,残留量为ND(未检出,<0.02 mg/kg)~0.072 mg/kg,残留中值为0.042 mg/kg;21 d后,残留量为ND~0.058 mg/kg,残留中值为0.026 mg/kg。在稻田土壤样品的检测中,仅在末次施药后7 d采收的2011年湖南和2011年河北的稻田土壤样品中检出了虫酰肼残留量,分别为0.022和0.045 mg/kg,采收的其他稻田土壤样品中虫酰肼残留量均为ND。在稻草和稻壳样品中,按低剂量处理,末次施药后21 d,虫酰肼的残留仍较大,最高残留量分别为1.719和1.964 mg/kg。 最终残留试验表明,在距末次施药7、14、21 d后,采收的稻米样品中虫酰肼的最高残留量分别为0.103、0.072和0.058 mg/kg,低于我国规定虫酰肼在糙米中的MRL值(2 mg/kg)[12];末次施药后7 d,稻田土壤样品中虫酰肼的最大残留量为0.045 mg/kg,残留中值为ND,施药后14和21 d的残留量也均为ND。
3 结论
采用乙腈作为提取剂,二氯甲烷作为萃取剂,弗罗里硅土-活性炭层析柱作为净化层析柱,建立了稻米、稻田水、土壤等样品中虫酰肼残留量的高效液相色谱法。通过加标回收试验和实际样品的检测表明,方法的准确度、精密度、灵敏度均达到农药残留分析要求。
2011~2012年在湖南长沙、浙江杭州和河北石家庄2年3地的试验表明虫酰肼在稻田水、土壤和水稻植株中的残留消解均符合一级动力学方程,呈现逐渐减少的趋势,且在稻田水和植株中的消解速率较其在稻田土壤中快;在收获期的水稻中,虫酰肼主要残存于稻草和稻壳,稻米中虫酰肼的残留较低,最高残留量为0.103 mg/kg,且低于我国制定的虫酰肼在糙米中的MRL值,稻田土壤中虫酰肼的最高残留量为0.045 mg/kg,14和21 d后的残留量均为ND,不会对后期作物产生较大影响。
该研究表明,在水稻生长期,按照20%虫酰肼悬浮剂的推荐使用剂量165~210 g/hm2对水750 L/hm2,间隔7 d施用2次,距末次施药21 d以上,收获的糙米食用是安全的。
参考文献
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[12] 中华人民共和国农业部.中华人民共和国食品安全国家标准,GB 2763-2014,食品中农药最大残留限量[S].北京:中国标准出版社,2014.
关键词 虫酰肼;水稻;消解;残留;合理使用方法
中图分类号 S482.3+7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)35-12501-04
虫酰肼(Tebufenozide),商品名为米满,是双酰肼类昆虫生长调节剂,通过诱使害虫过早蜕皮从而快速抑制昆虫进食[1],对昆虫幼虫有特效,主要应用于棉花、大豆、烟草、果树、蔬菜、水稻等作物防治鳞翅目夜蛾科和螟蛾科上百种害虫。虫酰肼具有杀虫活性高、选择性强、低毒性等特点,对眼睛和皮肤无刺激性,对高等动物无致畸、致癌、致突变作用,对人、哺乳动物、鱼类、鸟类和蚯蚓均十分安全[2]。
目前,关于虫酰肼残留分析方法的研究较多,主要有HPLC[2-6]、HPLC-MS/MS[7]和UPLC-MS/MS[8-9]方法,而关于虫酰肼在作物上的消解动态研究较少[10],且国内尚未见虫酰肼在水稻上的消解规律和最终残留研究的报道。为此,笔者对虫酰肼在水稻及稻田环境中的消解动态及残留规律进行了系统研究,旨在为虫酰肼在水稻上的合理使用及其环境安全性评价提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试农药。20%虫酰肼悬浮剂由农业部农药检定所提供。该农药的推荐使用剂量为165~210 g/hm2,试验以210 g/hm2作为低剂量,以其1.5倍即315 g/hm2作为高剂量进行最终残留试验。
1.1.2 供试品种。湖南长沙试验水稻品种为“先农1号”,浙江杭州为“II优343”,河北石家庄为“冀粳14”。
1.1.3 仪器。LC-20AT高效液相色谱仪(日本岛津公司生产,带紫外检测器和LCsolution工作站);KYC-1102C恒温双层培养摇床(上海福玛实验设备有限公司);RE-2000旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);DLSB-5L/25低温水循环泵(河南省巩义市予华仪器厂);SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵(河南省巩义市予华仪器有限责任公司);FW80高速万能粉碎机(北京市永光明医疗仪器厂)。
1.1.4 试剂。虫酰肼标准品(纯度98.1%),由农业部农药检定所提供;乙腈为色谱纯;乙腈、二氯甲烷、氯化钠、无水硫酸钠、弗罗里硅土(100~200目)、活性炭均为分析纯。
1.2 试验设计
虫酰肼在水稻上的田间试验于2011、2012年分别在湖南省长沙、浙江杭州和河北石家庄进行。试验分为消解动态试验和最终残留试验。
1.2.1 消解动态试验。
选择近2年未施用过虫酰肼的水稻田,于水稻生长期,按20%虫酰肼悬浮剂315 g/hm2对水750 L/hm2在水稻移栽区对水稻植株施药1次,420 g/hm2对水750 L/hm2在未移栽水稻的稻田区对稻田施药1次。每个小区面积为30 m2,每个处理3次重复,小区间设保护隔离区,同时设空白对照区。于施药后2 h和1、2、3、5、7、10、14、21、28、35、45 d每小区随机取6~12个点,在水稻种植区采集水稻植株1 kg左右,在未插秧的稻田区采集0~10 cm深土壤2 kg左右和稻田水1 L左右,同时采集空白对照样品。
1.2.2 最终残留试验。
选择近2年未施用过虫酰肼的水稻田,于水稻生长期,分别按20%虫酰肼悬浮剂210 g/hm2(低剂量)和315 g/hm2(高剂量)对水750 L/hm2在水稻移栽区施药2~3次,施药间隔期为7 d,每个小区面积为30 m2,每个处理3次重复,小区间设保护隔离区,同时设空白对照区。于末次施药后第7、14、21天在每小区随机选取6~12个点,取稻秆5 kg左右(保证晒干脱壳后获得的稻谷不少于2 kg)和0~15 cm深土壤2 kg左右,同时采集空白对照样品。
1.3 分析方法
1.3.1 样品预处理。
稻田水:将采集的稻田水样用定性快速滤纸过滤后,取500 ml作为待测样品;土壤:将采集的土壤样品中的动植物残体、石砂等去除,充分混匀后过20目筛,采用四分法取500 g作为待测样品;水稻植株:将采集的植株样品捣碎、混匀后,采用四分法取200 g作为待测样品;稻草:将采集的稻草样品晒干,剪成1 cm以下的小段混匀后,采用四分法取200 g作为待测样品;稻壳:将采集的稻谷晒干并用砻谷机脱壳,取200 g作为待测样品;稻米:将脱壳后的稻米粉碎并过40目筛,取200 g作为待测样品。待测样品要尽快测定,不能马上测定的样品贮存于-20 ℃冰柜中。
1.3.2 样品提取。
1.3.2.1稻田水样。量取已制备的稻田水样50 ml,转入加有100 ml 20 g/L氯化钠水溶液的500 ml分液漏斗中,分别用50、30、20 ml 二氯甲烷萃取3次,合并二氯甲烷相于具塞三角瓶中,在旋转蒸发仪上(45 ℃)浓缩至近干,用乙腈定容至2 ml,过0.45 μm膜,待HPLC测定。 1.3.2.2 稻田土壤、水稻植株或稻草、稻壳、稻米样品。称取已制备的稻田土壤样品50 g(水稻植株或稻草样品10 g、稻壳样品5 g、稻米样品10 g)于250 ml具塞三角瓶中,加入50 ml(分别加60、50、50 ml)乙腈溶液,35 ℃恒温振荡50 min,经布氏漏斗减压抽滤,用10 ml二氯甲烷分3次洗涤残渣和抽滤瓶,合并滤液转入加有100 ml 20 g/L氯化钠水溶液的500 ml分液漏斗中,分别用50、30、20 ml 二氯甲烷萃取3次,合并二氯甲烷相于具塞三角瓶中,在旋转蒸发仪上(45 ℃)浓缩至近干。土壤样品用乙腈定容至2 ml,过0.45 μm膜,待HPLC测定,水稻植株或稻草、稻壳、稻米样品待净化。
1.3.3 样品净化。
待净化的水稻植株或稻草、稻壳、稻米浓缩提取液,加少量乙腈溶解后,无损转移至已制备好的层析柱[从下至上依次装填有少量脱脂棉、3 g无水硫酸钠、4 g弗罗里硅土+0.3 g活性炭(装柱前先混合均匀)、3 g无水硫酸钠,在弗罗里硅土-活性炭层析柱装好后,先用15 ml乙腈预淋洗],再用20 ml乙腈淋洗,收集全部洗脱液于具塞三角瓶,在旋转蒸发仪上(45 ℃)浓缩至近干,用乙腈定容至2 ml,过0.45 μm膜,待HPLC测定。
1.3.4 色谱条件。
色谱柱:Agilent Extend-C18柱,5 μm,4.6 mm×250 mm;流动相:甲醇-水(75∶25,V/V);流速:1.0 ml/min;紫外检测波长:230 nm;柱温:40 ℃;进样量:20 μl。在上述色谱条件下,虫酰肼的相对保留时间为6.9 min;外标法LCsolution工作站定量。
2 结果与分析
2.1 方法的线性范围
准确称取虫酰肼标准品,配制成浓度为500 mg/L的虫酰肼母液,再采用梯度稀释法配制浓度为0.01、0.05、0.10、0.50、1.00 mg/L的标准溶液,在“1.3.4”色谱条件下依次进样测定,以标准溶液质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标绘制标准曲线,线性方程为y=187 018x+333.39,相关系数R2=0.999 9。
2.2 方法的灵敏度、精密度和准确度
在“1.3.4”色谱条件下,以3倍信噪比计,虫酰肼的最小检出量为2×10-10 g。
按照3个添加质量水平分别对稻米等空白样品进行加标回收试验,每个质量水平重复试验5次。稻米、稻田水和土壤中虫酰肼添加浓度为0.02、0.04、0.20 mg/kg,水稻植株和稻壳中虫酰肼添加浓度为0.02、0.20、2.00 mg/kg时,平均回收率为86.79%~110.47%,变异系数在1.39%~6.08%。根据添加回收试验,虫酰肼在稻米等样品中的最低检测浓度均为0.02 mg/kg。
2.3 消解动态
于水稻生长期,按20%虫酰肼悬浮剂420 g/hm2对水750 L/hm2对稻田施药1次,虫酰肼在稻田水和土壤中的消解动态曲线分别见图1和图2。虫酰肼在我国南方的稻田水中较北方的稻田水中消解速率快。2011年虫酰肼在湖南、浙江和河北三地稻田水样品中的半衰期分别为3.73、4.77和9.05 d,2012年三地样品中的半衰期分别为4.09、7.33和7.78 d,2年样品由南往北半衰期均呈递增趋势,这可能跟南方气温较高有关。在一定条件下,温度越高,农药降解速率越快[11]。在浙江和河北的稻田土壤中,2011和2012年试验的消解速率差别不大,但在湖南的稻田土壤中2011和2012年试验的消解速率差异较大,2011年湖南土壤样品消解半衰期为8.40 d,2012年为13.32 d。原因可能与2012年湖南稻田消解动态试验施药后的降雨和气温有关。
于水稻生长期,按20%虫酰肼悬浮剂315 g/hm2对水750 L/hm2对水稻植株施药1次,虫酰肼在水稻植株中的消解动态曲线见图3。虫酰肼在水稻植株上的消解速率也在2011和2012年的湖南样品中呈现出较大差异,其半衰期分别为7.31和4.67 d。在施药后第2天,2011和2012年的湖南水稻植株样品分别消解了23.86%和10.18%,施药后第3天,2012年样品的消解率急剧增加至59.46%,而施药后第4天及4 d以上,2年的消解率增加速度又趋于一致,原因可能是2012年湖南稻田消解动态试验施药后的降雨导致水稻植株上的农药残留量迅速降低。
消解动态试验表明,虫酰肼在稻田水、土壤和水稻植株中的残留量均呈逐渐减少的趋势,且其消解速率为:植株>稻田水>土壤,半衰期分别为3.14~7.31、3.73~9.05和7.76~13.32 d。水稻植株上虫酰肼原始沉积量较高,但农药的附着更易受风力、气温和光照的影响,且植株叶片多,表面积大,阳光充分照射,增加了光解的速率;而稻田水接受空气和阳光较多,有利于农药的扩散和光解,且虫酰肼在水中的溶解度较小,稻田水中的农药会转移至土壤中,因此稻田土壤中的虫酰肼较植株和稻田水中的消解速率慢。
2.4 最终残留
由表1可知,虫酰肼在稻米、稻田土壤、稻草和稻壳中的最终残留量与施药的剂量、次数呈正相关,与采收间隔呈负相关;稻米和稻田土壤中虫酰肼的残留量较低,稻草和稻壳中较高。距末次施药7 d后,稻米中虫酰肼的残留量为0.042~0.103 mg/kg,残留中值为0.062 5 mg/kg;14 d后,残留量为ND(未检出,<0.02 mg/kg)~0.072 mg/kg,残留中值为0.042 mg/kg;21 d后,残留量为ND~0.058 mg/kg,残留中值为0.026 mg/kg。在稻田土壤样品的检测中,仅在末次施药后7 d采收的2011年湖南和2011年河北的稻田土壤样品中检出了虫酰肼残留量,分别为0.022和0.045 mg/kg,采收的其他稻田土壤样品中虫酰肼残留量均为ND。在稻草和稻壳样品中,按低剂量处理,末次施药后21 d,虫酰肼的残留仍较大,最高残留量分别为1.719和1.964 mg/kg。 最终残留试验表明,在距末次施药7、14、21 d后,采收的稻米样品中虫酰肼的最高残留量分别为0.103、0.072和0.058 mg/kg,低于我国规定虫酰肼在糙米中的MRL值(2 mg/kg)[12];末次施药后7 d,稻田土壤样品中虫酰肼的最大残留量为0.045 mg/kg,残留中值为ND,施药后14和21 d的残留量也均为ND。
3 结论
采用乙腈作为提取剂,二氯甲烷作为萃取剂,弗罗里硅土-活性炭层析柱作为净化层析柱,建立了稻米、稻田水、土壤等样品中虫酰肼残留量的高效液相色谱法。通过加标回收试验和实际样品的检测表明,方法的准确度、精密度、灵敏度均达到农药残留分析要求。
2011~2012年在湖南长沙、浙江杭州和河北石家庄2年3地的试验表明虫酰肼在稻田水、土壤和水稻植株中的残留消解均符合一级动力学方程,呈现逐渐减少的趋势,且在稻田水和植株中的消解速率较其在稻田土壤中快;在收获期的水稻中,虫酰肼主要残存于稻草和稻壳,稻米中虫酰肼的残留较低,最高残留量为0.103 mg/kg,且低于我国制定的虫酰肼在糙米中的MRL值,稻田土壤中虫酰肼的最高残留量为0.045 mg/kg,14和21 d后的残留量均为ND,不会对后期作物产生较大影响。
该研究表明,在水稻生长期,按照20%虫酰肼悬浮剂的推荐使用剂量165~210 g/hm2对水750 L/hm2,间隔7 d施用2次,距末次施药21 d以上,收获的糙米食用是安全的。
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