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摘要:采用田间试验和气相色谱电子捕获检测器定量分析,对吡草醚在小麦及土壤中的残留消解动态及最终残留量进行了研究。消解动态试验结果表明:吡草醚在土壤中的半衰期为11.2~13.3 d,在小麦植株中的半衰期为5.6~6.8 d;最终残留量试验结果表明:吡草醚2%悬浮剂以12~18 g a.i./hm2于小麦返青期施药1次,收获期小麦籽粒中吡草醚残留量均未检出(<0.002 mg/kg),均未超过最高残留限量值0.02 mg/kg(MRL)。该药在小麦返青期及以前施药,推荐吡草醚2%悬浮剂在小麦上使用安全间隔期为50 d。
关键词:吡草醚;小麦;土壤;残留;安全使用评价
中图分类号:TQ450.2+6文献标识号:A文章编号:1001-4942(2014)02-0125-04
吡草醚(pyraflufen-ethyl),化学名称:2-氯-5-(4-氯-5-二氟甲基-1-甲基吡唑-3-基)-4-氟苯氧基乙酸乙酯,系日本农药株式会社研发的触杀性新型苯基吡唑类苗后除草剂,其作用机制是抑制植物体内的原卟啉四氧化酶,并利用小麦及杂草对药吸收和沉积的差异所产生的不同活性代谢物,达到选择性地防治小麦地杂草的效果,主要用于麦田防除各种阔叶杂草,对禾谷类作物选择性高[1,2]。目前有关吡草醚的残留检测方法及其在作物上的残留研究已有报道,如气相色谱-氮磷检测器法、高效液相色谱法[3,4]。胡秀卿等[3]对吡草醚在柑橘中的残留进行了研究,王会利等[4]研究了吡草醚在苹果中的残留,而有关其在小麦中的残留趋势及安全性评价尚未见报道。本研究通过山东、河北、安徽两年三地的残留试验,采用气相色谱-电子捕获检测器法分析了吡草醚2%悬浮剂在小麦和土壤中的消解动态和最终残留,以期为吡草醚的进一步推广应用及对吡草醚的环境安全评价提供理论依据。
1材料与方法
1.1仪器与试剂
Agilent-7890A型气相色谱仪(带ECD-Ni63,美国安捷伦公司),旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂),超声波清洗仪(天津奥特赛恩斯仪器有限公司),电子天平(METTLER),250 ml具塞三角瓶等玻璃仪器。
吡草醚2%悬浮剂(山东先达化工有限公司产品);吡草醚标准品(山东先达化工有限公司提供);弗罗里硅土小柱(500 mg/6ml,Bonna-Agela technologies);石油醚、丙酮、正己烷、无水硫酸钠,均为分析纯。
1.2田间试验方法
参照农业部农药检定所制定的《农药残留试验准则》[5]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[6],于2011、2012年分别在山东、河北、安徽三地进行了消解动态试验及最终残留试验。
1.2.1消解动态试验小麦植株动态试验:选择未施用过吡草醚的小麦田划区,设吡草醚2%悬浮剂24 g a.i./hm2 1个处理。小区面积30 m2,顺序排列,重复3次。每公顷用药液900 kg,在小麦返青期叶面均匀喷雾。于喷药后2 h、1、3、5、7、14、21、28、42 d,采用五点取样法。每小区取小麦植株1 kg,切碎,四分法处理样品取250 g,立即放于-20℃冰箱中保存,待测。
土壤动态试验:在小麦田中选无污染的地方划区,设吡草醚2%悬浮剂24 g a.i./hm2 1个处理。小区面积10 m2,顺序排列,重复3次。在小麦田中选一地块,拔除小麦,平整土地,按每公顷用药液600 kg,地面均匀喷雾。于喷药后2 h、1、3、7、14、21、28、35、42、50 d十点取样,用土壤取样器取0~10 cm土壤,捣碎混匀,立即将样品放于-20℃冰箱中保存,待测。
1.2.2最终残留量试验选择未施用过吡草醚的小麦田划区,设吡草醚2%悬浮剂12、18 g a.i./hm2,加空白对照,共3个处理。小区面积50 m2,顺序排列,重复3次。每公顷用药液900 kg,在小麦返青期施药1次。施药器械为背负式喷雾器,对植株、地面均匀喷雾。收获期取样1次,土壤十点取样,用土壤取样器取0~15 cm土壤,捣碎混匀,分取250 g;小麦植株同动态取样;籽粒十点取样,取小麦籽粒2 kg,晾干,粉碎,分取250 g,将处理好的样品立即放于-20℃冰箱中保存,待测。
1.3室内分析方法
1.3.1样品提取、净化称取土壤、植株、麦粉样品各10.0 g,分别置于250 ml具塞三角瓶中,分别加入石油醚80 ml,超声波提取3次,各15 min,经无水硫酸钠过滤至平底烧瓶中,合并滤液,用旋转蒸发仪在40℃下减压浓缩至约3 ml左右,待过柱。Florisil柱先用5 ml丙酮∶正己烷=10∶90(V/V,下同)预淋洗, 取上述提取液置于净化柱中,用3 ml丙酮∶正己烷=10∶90淋洗, 弃去, 再用10 ml丙酮:正己烷=10∶90 淋洗,收集于250 ml 平底烧瓶中,用旋转蒸发仪减压浓缩至近干,石油醚定容至5 ml,待测[7,8]。
1.3.2色谱条件检测器: Agilent7890A气相色谱仪,ECD检测器。色谱柱: AC-10,30 m×0.22 mm×0.25 μm 毛细管柱。检测温度:柱温190℃;进样口300℃;检测器310℃。载气:高纯氮(99.999%),流量0.6 ml/min,不分流。吡草醚保留时间:12 min左右,进样量:1 μl。
1.3.3标准曲线采用外标法峰面积定量。用吡草醚标准品配6个不同浓度(0.002、0.02、0.05、0.2、0.5、1.0 mg/μl)的样品,在上述条件下做标准曲线。
1.3.4方法灵敏度、准确度及精密度采用最小检出量及最低检测浓度来表示本方法的灵敏度。
采用添加回收率和相对标准偏差(RSD)来表示本方法的准确度及精密度[10,11] 。用未施过吡草醚小麦田的土壤、小麦植株、小麦籽粒空白样品进行3个浓度的添加回收率试验,土壤、小麦植株、小麦籽粒中的吡草醚添加浓度均分别为0.2、0.02、0.002 mg/kg,每个添加浓度做5个平行样,设空白对照。 2结果与分析
2.1标准曲线
吡草醚进样量在2×10-12~1×10-9 g之间,吡草醚的峰面积响应值(Y)和进样量(X)有良好的线性关系,直线回归式为: Y=30730X+141.55,R2=0.9996。
2.2方法灵敏度、准确度及精密度
在上述色谱条件下,吡草醚最小检出量为2×10-12 g,吡草醚在土壤、小麦植株、小麦籽粒中的最低检测浓度为0.002 mg/kg。可见本方法有较好的灵敏度,符合农药残留检测要求。
由表1知,土壤中吡草醚的平均添加回收率分别为98.4%、92.9%、89.0%,相对偏差分别为0.9%、0.7%、1.5%;小麦植株中吡草醚的平均添加回收率分别为98.0%、94.5%、88.2%,相对偏差分别为1.2%、0.7%、1.4%;小麦籽粒中吡草醚的平均添加回收率分别为96.7%、93.3%、86.9%,相对偏差分别为1.6%、2.0%、1.9%。可见本方法有较好的准确度及精密度,符合农药残留检测要求[5]。谱图见图1。
3结论与讨论
在1.3.2检测条件下,吡草醚在2×10-12~1×10-9 g之间线性关系良好,最小检出量为2×10-12 g,在小麦植株、籽粒、土壤中的最低检测浓度均为0.002 mg/kg,本方法灵敏度较好,符合农药残留检测要求。
吡草醚在山东、河北、安徽三地小麦植株、土壤中的残留符合一级动力学方程,在植株中的半衰期为5.6~6.8 d,药后21 d消解83%以上。在土壤中的半衰期为11.2~13.3 d,药后42 d消解86%以上,表明吡草醚在小麦中属易降解农药。
我国尚未规定吡草醚在小麦中最高残留限量(MRL值),日本规定吡草醚在小麦中的最高残留限量为0.02 mg/kg[9]。暂以此为依据,据2011~2012年山东、河北、安徽三地残留试验结果,吡草醚2%悬浮剂用于防除小麦田杂草12~18 g a.i./hm2为宜,于小麦返青期施药1次,收获期小麦籽粒中吡草醚残留量均未超过0.02 mg/kg。由于该药在小麦返青期及之前施药,建议安全间隔期为50 d。
参考文献:
[1]杨国璋. 麦田用除草剂吡草醚(pyraflufen-ethyl) [J].世界农药,2011,33(6):55-56.
[2]薛元海,骆培超. 苯磺隆与吡草醚混用防除麦田杂草[J].农药,2003,42(5):36-37.
[3]胡秀卿,吴珉,赵华,等. 柑橘和土壤中吡草醚残留分析方法研究[J].浙江农业科学,2007,2:198-199.
[4]王会利,胡继业,张洪勋,等. 苹果和土壤中吡草醚残留的分析方法[J].环境化学,2006,25(5):655-656.
[5]中华人民共和国农业部. NY/T788-2004农药残留试验准则[S]. 北京: 中国农业出版社, 2004.
[6]王运浩, 季颖, 龚勇,等. 农药登记残留田间试验标准操作规程[S].北京:中国标准出版社, 2007, 43-47.
[7]范德芳. 农药残留分析与检测[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1982,18-20.
[8]农业部农药检定所.农药残留量实用检测方法手册(第3卷)[M].北京:中国农业出版社,2005.
[9]The Japan Food Chemical Research Fundation. Tabel of MRLs for Agricultural Chemicals[DB/OL].http://www.m5.ws001.squarestart.ne.jp/foundation/search.html.2011-8-7.
[10]宋国春,于建垒,李瑞娟,等. 毒死蜱在苹果和土壤中的残留动态及安全性评价[J].山东农业科学,2011,8:84-86,89.
[11]李亮亮,王明林,于建垒,等. 60%唑醚·代森联水分散粒剂中吡唑醚菌酯在辣椒和土壤中的残留测定[J].
关键词:吡草醚;小麦;土壤;残留;安全使用评价
中图分类号:TQ450.2+6文献标识号:A文章编号:1001-4942(2014)02-0125-04
吡草醚(pyraflufen-ethyl),化学名称:2-氯-5-(4-氯-5-二氟甲基-1-甲基吡唑-3-基)-4-氟苯氧基乙酸乙酯,系日本农药株式会社研发的触杀性新型苯基吡唑类苗后除草剂,其作用机制是抑制植物体内的原卟啉四氧化酶,并利用小麦及杂草对药吸收和沉积的差异所产生的不同活性代谢物,达到选择性地防治小麦地杂草的效果,主要用于麦田防除各种阔叶杂草,对禾谷类作物选择性高[1,2]。目前有关吡草醚的残留检测方法及其在作物上的残留研究已有报道,如气相色谱-氮磷检测器法、高效液相色谱法[3,4]。胡秀卿等[3]对吡草醚在柑橘中的残留进行了研究,王会利等[4]研究了吡草醚在苹果中的残留,而有关其在小麦中的残留趋势及安全性评价尚未见报道。本研究通过山东、河北、安徽两年三地的残留试验,采用气相色谱-电子捕获检测器法分析了吡草醚2%悬浮剂在小麦和土壤中的消解动态和最终残留,以期为吡草醚的进一步推广应用及对吡草醚的环境安全评价提供理论依据。
1材料与方法
1.1仪器与试剂
Agilent-7890A型气相色谱仪(带ECD-Ni63,美国安捷伦公司),旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂),超声波清洗仪(天津奥特赛恩斯仪器有限公司),电子天平(METTLER),250 ml具塞三角瓶等玻璃仪器。
吡草醚2%悬浮剂(山东先达化工有限公司产品);吡草醚标准品(山东先达化工有限公司提供);弗罗里硅土小柱(500 mg/6ml,Bonna-Agela technologies);石油醚、丙酮、正己烷、无水硫酸钠,均为分析纯。
1.2田间试验方法
参照农业部农药检定所制定的《农药残留试验准则》[5]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[6],于2011、2012年分别在山东、河北、安徽三地进行了消解动态试验及最终残留试验。
1.2.1消解动态试验小麦植株动态试验:选择未施用过吡草醚的小麦田划区,设吡草醚2%悬浮剂24 g a.i./hm2 1个处理。小区面积30 m2,顺序排列,重复3次。每公顷用药液900 kg,在小麦返青期叶面均匀喷雾。于喷药后2 h、1、3、5、7、14、21、28、42 d,采用五点取样法。每小区取小麦植株1 kg,切碎,四分法处理样品取250 g,立即放于-20℃冰箱中保存,待测。
土壤动态试验:在小麦田中选无污染的地方划区,设吡草醚2%悬浮剂24 g a.i./hm2 1个处理。小区面积10 m2,顺序排列,重复3次。在小麦田中选一地块,拔除小麦,平整土地,按每公顷用药液600 kg,地面均匀喷雾。于喷药后2 h、1、3、7、14、21、28、35、42、50 d十点取样,用土壤取样器取0~10 cm土壤,捣碎混匀,立即将样品放于-20℃冰箱中保存,待测。
1.2.2最终残留量试验选择未施用过吡草醚的小麦田划区,设吡草醚2%悬浮剂12、18 g a.i./hm2,加空白对照,共3个处理。小区面积50 m2,顺序排列,重复3次。每公顷用药液900 kg,在小麦返青期施药1次。施药器械为背负式喷雾器,对植株、地面均匀喷雾。收获期取样1次,土壤十点取样,用土壤取样器取0~15 cm土壤,捣碎混匀,分取250 g;小麦植株同动态取样;籽粒十点取样,取小麦籽粒2 kg,晾干,粉碎,分取250 g,将处理好的样品立即放于-20℃冰箱中保存,待测。
1.3室内分析方法
1.3.1样品提取、净化称取土壤、植株、麦粉样品各10.0 g,分别置于250 ml具塞三角瓶中,分别加入石油醚80 ml,超声波提取3次,各15 min,经无水硫酸钠过滤至平底烧瓶中,合并滤液,用旋转蒸发仪在40℃下减压浓缩至约3 ml左右,待过柱。Florisil柱先用5 ml丙酮∶正己烷=10∶90(V/V,下同)预淋洗, 取上述提取液置于净化柱中,用3 ml丙酮∶正己烷=10∶90淋洗, 弃去, 再用10 ml丙酮:正己烷=10∶90 淋洗,收集于250 ml 平底烧瓶中,用旋转蒸发仪减压浓缩至近干,石油醚定容至5 ml,待测[7,8]。
1.3.2色谱条件检测器: Agilent7890A气相色谱仪,ECD检测器。色谱柱: AC-10,30 m×0.22 mm×0.25 μm 毛细管柱。检测温度:柱温190℃;进样口300℃;检测器310℃。载气:高纯氮(99.999%),流量0.6 ml/min,不分流。吡草醚保留时间:12 min左右,进样量:1 μl。
1.3.3标准曲线采用外标法峰面积定量。用吡草醚标准品配6个不同浓度(0.002、0.02、0.05、0.2、0.5、1.0 mg/μl)的样品,在上述条件下做标准曲线。
1.3.4方法灵敏度、准确度及精密度采用最小检出量及最低检测浓度来表示本方法的灵敏度。
采用添加回收率和相对标准偏差(RSD)来表示本方法的准确度及精密度[10,11] 。用未施过吡草醚小麦田的土壤、小麦植株、小麦籽粒空白样品进行3个浓度的添加回收率试验,土壤、小麦植株、小麦籽粒中的吡草醚添加浓度均分别为0.2、0.02、0.002 mg/kg,每个添加浓度做5个平行样,设空白对照。 2结果与分析
2.1标准曲线
吡草醚进样量在2×10-12~1×10-9 g之间,吡草醚的峰面积响应值(Y)和进样量(X)有良好的线性关系,直线回归式为: Y=30730X+141.55,R2=0.9996。
2.2方法灵敏度、准确度及精密度
在上述色谱条件下,吡草醚最小检出量为2×10-12 g,吡草醚在土壤、小麦植株、小麦籽粒中的最低检测浓度为0.002 mg/kg。可见本方法有较好的灵敏度,符合农药残留检测要求。
由表1知,土壤中吡草醚的平均添加回收率分别为98.4%、92.9%、89.0%,相对偏差分别为0.9%、0.7%、1.5%;小麦植株中吡草醚的平均添加回收率分别为98.0%、94.5%、88.2%,相对偏差分别为1.2%、0.7%、1.4%;小麦籽粒中吡草醚的平均添加回收率分别为96.7%、93.3%、86.9%,相对偏差分别为1.6%、2.0%、1.9%。可见本方法有较好的准确度及精密度,符合农药残留检测要求[5]。谱图见图1。
3结论与讨论
在1.3.2检测条件下,吡草醚在2×10-12~1×10-9 g之间线性关系良好,最小检出量为2×10-12 g,在小麦植株、籽粒、土壤中的最低检测浓度均为0.002 mg/kg,本方法灵敏度较好,符合农药残留检测要求。
吡草醚在山东、河北、安徽三地小麦植株、土壤中的残留符合一级动力学方程,在植株中的半衰期为5.6~6.8 d,药后21 d消解83%以上。在土壤中的半衰期为11.2~13.3 d,药后42 d消解86%以上,表明吡草醚在小麦中属易降解农药。
我国尚未规定吡草醚在小麦中最高残留限量(MRL值),日本规定吡草醚在小麦中的最高残留限量为0.02 mg/kg[9]。暂以此为依据,据2011~2012年山东、河北、安徽三地残留试验结果,吡草醚2%悬浮剂用于防除小麦田杂草12~18 g a.i./hm2为宜,于小麦返青期施药1次,收获期小麦籽粒中吡草醚残留量均未超过0.02 mg/kg。由于该药在小麦返青期及之前施药,建议安全间隔期为50 d。
参考文献:
[1]杨国璋. 麦田用除草剂吡草醚(pyraflufen-ethyl) [J].世界农药,2011,33(6):55-56.
[2]薛元海,骆培超. 苯磺隆与吡草醚混用防除麦田杂草[J].农药,2003,42(5):36-37.
[3]胡秀卿,吴珉,赵华,等. 柑橘和土壤中吡草醚残留分析方法研究[J].浙江农业科学,2007,2:198-199.
[4]王会利,胡继业,张洪勋,等. 苹果和土壤中吡草醚残留的分析方法[J].环境化学,2006,25(5):655-656.
[5]中华人民共和国农业部. NY/T788-2004农药残留试验准则[S]. 北京: 中国农业出版社, 2004.
[6]王运浩, 季颖, 龚勇,等. 农药登记残留田间试验标准操作规程[S].北京:中国标准出版社, 2007, 43-47.
[7]范德芳. 农药残留分析与检测[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1982,18-20.
[8]农业部农药检定所.农药残留量实用检测方法手册(第3卷)[M].北京:中国农业出版社,2005.
[9]The Japan Food Chemical Research Fundation. Tabel of MRLs for Agricultural Chemicals[DB/OL].http://www.m5.ws001.squarestart.ne.jp/foundation/search.html.2011-8-7.
[10]宋国春,于建垒,李瑞娟,等. 毒死蜱在苹果和土壤中的残留动态及安全性评价[J].山东农业科学,2011,8:84-86,89.
[11]李亮亮,王明林,于建垒,等. 60%唑醚·代森联水分散粒剂中吡唑醚菌酯在辣椒和土壤中的残留测定[J].