王 巖,王思超,侯志廣,逯忠斌,張 浩
(吉林農業大學資源與環境學院,吉林 長春 130118)
砜嘧磺隆是美國杜邦公司開發的新型磺酰脲類除草劑,它是一種磺酰脲類芽后除草劑,1989年英國布萊頓植保會議上由Palm首次報道,1991年在法國首次登記并注冊[1-2]。主要控制玉米田中的一年生和多年生禾本科雜草以及某些闊葉雜草,也用于馬鈴薯[3]。砜嘧磺隆莖葉處理時,被植物根葉吸收,其通過抑制植物體內的乙酰乳酸合成酶,阻止了支鏈氨基酸的生物合成,從而抑制細胞分裂,使敏感的禾本科和闊葉雜草停止生長,然后植物褪綠、斑枯直至全株死亡[4]。在我國已經開展了砜嘧磺隆在玉米田的應用試驗研究和在烤煙田、亞麻田等的試驗研究[5-7]。目前國內尚未對砜嘧磺隆在馬鈴薯上的殘留限量制定標準,為了了解砜嘧磺隆25%可濕性粉劑在馬鈴薯中的殘留消解動態,以及在馬鈴薯植株中和馬鈴薯塊莖中的最終殘留量,我們于2010~2011年在吉林進行了2年的殘留試驗。
供試農藥:25%砜嘧磺隆WG,江蘇江南農化有限公司。
供試作物:馬鈴薯品種黃麻子。
供試地點:吉林農業大學教學試驗站,土壤類型為草甸黑土,pH 6.8。
試驗時間:2010~2011年。
1.2.1 砜嘧磺隆在馬鈴薯植株、土壤動態試驗
在吉林省2年田間小區殘留試驗,試驗共設25%砜嘧磺隆WG和空白對照2個處理,3次重復,小區面積為30 m2。在馬鈴薯4葉期,施藥劑量為67.5 g/hm2,加水30 kg,均勻噴霧。植株于施藥后按0、1、3、5、7、14、20、30、40、60 d收獲期采集馬鈴薯植株,馬鈴薯植株采集地上部莖葉,每小區采5點,剪碎混勻后四分法取樣200 g。土壤于施藥后按0、1、3、5、7、14、20、30、40、60 d收獲期采集土壤樣品,每小區采5點,取土深度0~10cm,采集后混勻,去除雜質后四分法取樣500 g。同期采集空白樣品,貯存于-20℃冰箱中待測。
1.2.2 最終殘留試驗
設兩個施藥劑量,在馬鈴薯4葉期,分別用25%砜嘧磺隆WG推薦劑量90 g/hm2、1.5倍劑量135 g/hm2,加水30 kg,均勻莖葉噴霧施藥1次,3重復,小區面積30 m2,馬鈴薯收獲期分別采集土壤、馬鈴薯植株和馬鈴薯塊莖樣本測定殘留量,取土深度0~15 cm。同期采集空白樣品,貯存于-20℃冰箱中待測。
1.3.1 儀器設備
液相色譜儀,Agilent1100型(UV檢測器);組織搗碎機,DS-1型;恒溫水浴振蕩機,SHZ-88型;微型植物試樣粉碎機,FZ102;微型植物試樣脫殼機,JLGT4.5;超聲波清洗器,KQ-250DE型;旋轉真空蒸發器,ZFQ-3型;分液漏斗等各種玻璃器皿。
1.3.2 試劑與藥品
乙腈、丙酮、石油醚、磷酸、冰醋酸、三氯甲烷、氯化鈉、無水硫酸鈉、甲醇均為分析純,助濾劑為進口分裝,砜嘧磺隆標準品99.5%(Sigma公司提供)。
1.3.3 樣品的提取
土壤:取土壤樣品50.0 g(折風干土),置于具塞三角瓶中,加入80 mL甲醇和20 mL蒸餾水在水浴恒溫振蕩器上振蕩60 min,在鋪有助濾劑的布氏漏斗中減壓抽濾,取濾液全部,加入裝有 7 g氯化鈉的具塞量筒中震蕩150下,靜置1 min,再震蕩100下,靜置60 min以上。取上層清液40 mL置于40℃旋轉蒸發儀濃縮近干,甲醇5 mL定容上機。
馬鈴薯植株:稱取剪碎馬鈴薯植株樣品20.0 g,置于組織搗碎機中,加入100 mL乙腈,高速勻漿提取3 min,在鋪有助濾劑的布氏漏斗中減壓抽濾,濾液收集到裝有7 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中,蓋上塞子,劇烈震蕩1min,室溫下靜止60 min以上,使乙腈相和水相充分分層。吸取20 mL中層乙腈相,放入250 mL分液漏斗中,加入50 mL 10%氯化鈉溶液后,三氯甲烷萃取3次(40,40,40 mL)減壓抽濾并將濾液轉至250 mL分液漏斗中,甲醇為2 mL定容待過C18柱。
馬鈴薯塊莖:同植株方法。
1.3.4 樣品的凈化
植株和塊莖先用10 mL甲醇,10 mL水活化C18柱,待水面接近柱表面時,加入2 mL甲醇定容的樣品,用5 mL甲醇洗脫并收集,置于旋轉蒸發器40℃下減壓濃縮近干,吹干,乙腈定容至2 mL,過膜,進行液相色譜分析。
1.3.5 液相色譜測定條件
Agilent1100液相色譜儀配紫外檢測器。
色譜柱:DIAMONSILC18200mm×4.6mm×5μm。
Agilent1200色譜柱:EclipseXDB-C18150mm× 4.6mm×5 μm。
柱溫度:30℃。
流動相類型:甲醇:水(0.1%冰醋酸)=60:40。
流動相流速:0.8mL/min。
波長:254nm。
進樣量:10μL。
保留時間7.32~7.45min。
1.3.6 標準曲線
準確稱取砜嘧磺隆標準品0.0178 g,用甲醇配成1 000 mg/kg的標準溶液,采用系列稀釋法稀釋至所需的濃度:0.4、1.0、2.0、5.0、10 mg/kg,在上述色譜條件下進行測定,以進樣量為橫坐標和峰面積為縱坐標作圖,得回歸方程:y=27.168 x-1.7597,相關系數為r=0.9974,符合線性要求。
1.3.7 添加回收率試驗與相對標準偏差
取空白土壤50 g,植株20 g,塊莖20 g,分別添加砜嘧磺隆0.2、1.0、2.0 mg/kg 3個水平,重復5次,按照上述前處理方法和儀器條件測定方法回收率,砜嘧磺隆在土壤、植株和塊莖中的添加平均回收率分別為 96.7%~99.4%,91.0%~92.6%,93.6%~96.7%,相對標準偏差分別為1.0%~4.5%,5.1%~8.5%,1.6%~6.1%,結果見表1。回收率均大于80%,符合殘留分析要求。
砜嘧磺隆在馬鈴薯植株和土壤中的殘留量隨時間延長而逐漸降低,施藥后間隔的時間與植株和土壤中的殘留量成指數關系,消解動態曲線符合一級動力學方程Ct=Coe-kt,式中:Ct為施藥后間隔t時的農藥濃度,Co為施藥后的原始沉積量;k為消解速率常數,t為施藥后的天數。由此可求出降解半衰期:T1/2=ln2·k-1砜嘧磺隆在馬鈴薯植株和土壤中消解一級動力學方程見表2。
從表2可以看出,砜嘧磺隆在土壤中的半衰期是0.02~3.10 d,砜嘧磺隆在馬鈴薯植株中的半衰期是0.93~2.90 d。

表1 砜嘧磺隆在土壤、馬鈴薯植株和塊莖添加回收率測定結果Table 1 Determination result of Rimsulfuron recoveries from soil,potato plant and tuber

表2 砜嘧磺隆在馬鈴薯植株和土壤上的降解動力學參數Table 2 Degradation kinetic parameters of Rimsulfuron in potato plant and soil
在馬鈴薯4葉期,施藥量分別為90 g/hm2、1.5倍劑量135 g/hm2,加水30 kg,最終殘留量均低于0.2 mg/kg。兩年試驗結果表明了,馬鈴薯地1次施用25%砜嘧磺隆可濕性粉劑,劑量90 g/hm2、1.5倍劑量135g/hm2,在收獲期馬鈴薯塊莖中未檢出。
2010~2011年吉林的殘留動態的試驗結果表明,馬鈴薯4葉期時在馬鈴薯植株上施用25%砜嘧磺隆可濕型粉劑270 g/hm2,加水30 kg,施用1次,砜嘧磺隆在植株體內的半衰期為0.93~2.90 d,屬于易降解農藥(T1/2<30 d)。
馬鈴薯塊莖的砜嘧磺隆殘留量未檢出,部分土壤和植株中有微量檢出,分析原因可能有以下幾點:
(1)磺酰脲類除草劑在環境中降解較快,殘留期短。
(2)砜嘧磺隆隆施藥時馬鈴薯塊莖沒有形成。
(3)砜嘧磺隆施藥時,馬鈴薯植株個體矮小,相應的著藥量較少,殘留量相應較低。
砜嘧磺隆屬于磺酰脲類除草劑,是一種廣譜、超高效的除草劑,可用于苗后防除玉米田大多數一年生和多年生禾本科及一些闊葉雜草,也可用于馬鈴薯和番茄。目前磺酰脲類除草劑最常用的分析方法是高效液相色譜法(HPLC),方法復雜靈敏度不高且缺乏專一性,通常要求分離凈化和復雜的柱切換和流動相梯度[8-11]。本文采用高效液相色譜法,紫外檢測器對馬鈴薯植株和土壤中的砜嘧磺隆進行了分析和定量。所用儀器為通用型高效液相色譜儀,測定步驟少,設備簡單,操作簡便,穩定性與重復性好,易于推廣應用。可為農業環境與農產品中砜嘧磺隆殘留檢測提供重要的參考。
目前國內和國外FAO和WHO還沒有制定砜嘧磺隆在馬鈴薯中最大殘留限量標準,歐盟規定砜嘧磺隆在馬鈴薯中最大殘留限量為0.1 mg/kg,按照這個標準,建議25%砜嘧磺隆可濕性粉劑在東北地區馬鈴薯地應用防除闊葉雜草及部分禾本科雜草。施藥量不宜高于90 g/hm2,施藥1次,在我國砜嘧磺隆在馬鈴薯上最大殘留限量值MRL暫定為0.1 mg/kg。按上述劑量施藥的馬鈴薯,在收獲后食用是安全的。
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