氨氯吡啶酸在小麥、植株和土壤中的消解和殘留

邢 平，徐艷飛

（南京紅太陽股份有限公司，南京 211100）

農(nóng)藥利用率較低，只有少部分可被作物吸收，大部分通過淋溶、吸附、沉降等環(huán)境行為流失到大田環(huán)境。環(huán)境中一些農(nóng)藥的殘留時間較長，可能會對后茬作物產(chǎn)生藥害，還易通過食物鏈富集對人類和其他生物產(chǎn)生毒害作用[1]。隨著人們對食品安全、環(huán)境安全的關(guān)注，農(nóng)藥在大田環(huán)境中的消解和殘留行為研究更受重視[2]。

氨氯吡啶酸（picloram）是美國陶氏益農(nóng)公司開發(fā)的植物激素型除草劑，其對闊葉雜草及灌木、喬木等木本植物防效優(yōu)異，對十字花科植物防效較差。氨氯吡啶酸能被植物的根、莖和葉片快速吸收，并在體內(nèi)傳導(dǎo)，通過抑制植物線粒體系統(tǒng)呼吸作用及核酸代謝，造成植物體木質(zhì)部導(dǎo)管堵塞，引起植物地上部畸形、枯萎、脫葉，直至死亡[3-6]。我國登記氨氯吡啶酸劑型主要為水劑，用于油菜、小麥，目前已有其在油菜上的消解動態(tài)研究，但未見其在小麥上的研究報道，因此研究氨氯吡啶酸在小麥上的消解和殘留動態(tài)等環(huán)境行為對評價氨氯吡啶酸的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險具有重要意義。

氨氯吡啶酸的分析方法主要有氣相色譜法和高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）法。HPLCMS/MS的多重反應(yīng)監(jiān)測模式（MRM），不僅可以省去復(fù)雜的前處理過程，還可提高檢測結(jié)果的靈敏度和準(zhǔn)確性[7]。本試驗在此基礎(chǔ)上建立了氨氯吡啶酸在小麥、植株和土壤中的HPLC-MS/MS殘留分析方法。并研究了其在小麥、植株和土壤中的消解殘留動態(tài)，為氨氯吡啶酸在小麥田中的合理使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗方法

1.1 試劑與儀器

氨氯吡啶酸標(biāo)準(zhǔn)品（95%）、28.6%氨氯·二氯吡水劑（5.7%氨氯吡啶酸＋22.9%二氯吡啶酸），南京華洲藥業(yè)有限公司；乙腈（分析純、色譜純）。

高效液相色譜系統(tǒng)：Accela 600 Pump、質(zhì)譜系統(tǒng)：Thermo TSQ Quantum Access MAX，賽默飛世爾科技（中國）有限公司；AL104電子分析天平（0.000 1 g），梅特勒-托利多儀器有限公司；實驗室常用儀器設(shè)備。

1.2 田間試驗

試驗設(shè)計參照《農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則》和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》規(guī)定，分別在安徽宿州、北京通州、陜西楊凌進(jìn)行氨氯吡啶酸消解動態(tài)試驗及最終殘留試驗。試驗設(shè)置4個處理：空白對照、低劑量處理、高劑量處理和消解動態(tài)處理。每個小區(qū)面積為30 m2，每處理3個重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)間設(shè)保護(hù)帶。

試驗期間，北京平均氣溫20℃，土壤pH值7.12，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.22%。安徽平均氣溫22℃，土壤pH值7.4，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.14%。陜西平均氣溫23℃，土壤pH值7.2，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%。

1.2.1 消解試驗

28.6%氨氯·二氯吡水劑1 350 g/hm2（制劑用量，下同）于小麥返青至拔節(jié)期施藥，施藥時保證用于動態(tài)試驗的植株均勻著藥，施藥1次。于施藥后2 h，1、3、5、7、10、14、21、28、35、45、60 d隨機(jī)采樣，另設(shè)清水空白對照。小麥采樣用剪刀剪取地上部全株為植株樣品，小區(qū)邊行和每行距離兩端0.5 m內(nèi)不采樣，每小區(qū)每次采集不少于1 kg，裝入樣本容器中，貼標(biāo)簽，貯存于-20℃冰柜。

土壤消解區(qū)單獨施藥。施藥劑量為1 350 g/hm2，施藥后2 h，1、3、5、7、10、14、21、28、35、45、60 d采樣，另設(shè)清水空白對照。采用隨機(jī)或棋盤式選擇6～12個采樣點。用土鉆以往復(fù)旋轉(zhuǎn)的方式采樣，采樣深度為10 cm。每小區(qū)每次采集土樣1～2 kg，除去土壤中的碎石、雜草和植物根莖等雜物。土樣混勻，采用四分法留樣500 g，裝入樣本容器中，貼標(biāo)簽，貯存于-20℃冰柜。

1.2.2 最終殘留試驗

28.6%氨氯·二氯吡水劑殘留試驗于小麥返青至拔節(jié)期開始施藥，施藥1次。施藥時間分別為安徽2011年3月12日和2012年2月5日，北京為2011年3月9日和2012年3月16日，陜西為2011年4月10日和2012年4月15日。每小區(qū)28.6%氨氯·二氯吡水劑設(shè)2個濃度水平，低劑量900g/hm2，高劑量1350g/hm2，每個處理3次重復(fù)。采收間隔期61～101 d。另設(shè)空白試驗區(qū)為對照，處理間設(shè)保護(hù)帶。

小麥采樣：隨機(jī)多點采樣，采取無病害麥穗不少于2 kg，保存于樣品容器中，貼標(biāo)簽。

植株采樣：隨機(jī)多點采樣，采取地上全株植株不少于1 kg，保存于樣品容器中，貼標(biāo)簽。

土壤采樣：同1.2.1土樣采集方法。

1.3 樣品前處理方法

1.3.1 小麥和土壤樣品

稱取小麥或土壤樣品10 g于30 mL離心管中，加入20 mL乙腈提取液，組織勻漿機(jī)10 000 r/min勻漿2 min，離心。吸取上清液2 mL，氮氣吹干，1 mL乙腈＋水（體積比1∶1）溶解定容，過0.22 μm濾膜后，待測。

1.3.2 植株樣品

將小麥植株樣品在粉碎機(jī)中預(yù)粉碎，壓實后稱取植株樣品10 g于50 mL離心管中，加入40 mL乙腈提取液，組織勻漿機(jī)10 000 r/min勻漿2 min，離心，植株樣品采用石墨化炭黑QuEChERS法凈化。吸取上清液4 mL，氮氣吹干，1 mL乙腈＋水（體積比1∶1）溶解，加入40 mg Carb，離心取上清液，過0.22 μm濾膜后待測。

1.4 儀器條件

色譜柱：Agilent Hillic色譜柱（50 mm×3.0 mm，2.7 μm）；柱溫：20℃；流速：400 μL/min；進(jìn)樣量：10μL；流動相：乙腈＋10 mmol醋酸銨水溶液（體積比70∶30）；離子源：電噴霧離子源（ESI）；掃描方式：負(fù)模式；毛細(xì)管電壓：350 V；錐孔電壓：2500 V；離子源溫度：300℃；蒸發(fā)溫度：300℃；鞘氣：0.345 MPa；輔助氣：1.75 MPa。

檢測方式：多重反應(yīng)監(jiān)測（SRM），質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 質(zhì)譜參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 方法驗證

配制質(zhì)量 濃 度 為 0.025 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L的氨氯吡啶酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，在1.2.2液質(zhì)條件下進(jìn)行測定，以氨氯吡啶酸標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度與相應(yīng)峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖1。標(biāo)樣線性方程為y=244 237x＋3 831，相關(guān)系數(shù)為R=0.999 7，其中y為峰面積，x為氨氯吡啶酸標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度。

圖1 氨氯吡啶酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別在空白小麥、土壤和植株樣品中添加3個水平的氨氯吡啶酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，每處理重復(fù)5次，采用上述分析方法測定回收率，結(jié)果見表2。由表2可知，質(zhì)量濃度為0.1 mg/kg～1.0 mg/kg時，氨氯吡啶酸在小麥中的回收率為77%～86%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為5.7%～11.2%；其在植株中的回收率為79%～87%，RSD為5.8%～10.5%；在土壤中的回收率為73%～92%，RSD為5.3%～5.8%。氨氯吡啶酸標(biāo)樣質(zhì)譜圖見圖2；小麥、植株和土壤空白基質(zhì)及氨氯吡啶酸添加質(zhì)譜圖見圖3～圖8。

表2 氨氯吡啶酸在小麥、植株和土壤中的回收率（n=5）

圖2 氨氯吡啶酸標(biāo)樣質(zhì)譜圖（0.05 mg/L）

圖3 小麥空白色譜圖

圖4 小麥添加色譜圖

圖5 植株空白色譜圖

圖6 植株添加色譜圖

圖7 土壤空白色譜圖

圖8 土壤添加色譜圖

2.2 氨氯吡啶酸消解動態(tài)

氨氯吡啶酸在小麥植株和土壤中的消解動態(tài)試驗結(jié)果見表3。氨氯吡啶酸在小麥植株和土壤中的殘留量隨時間延長逐漸降低，其消解過程符合一級動力學(xué)方程Ct=C0-kt。其中Ct表示t時的農(nóng)藥殘留量，C0為施藥后原始沉積量，t為施藥后時間，k為消解系數(shù)。氨氯吡啶酸在安徽和陜西小麥植株中的0 d殘留量差異較小，顯著低于北京小麥植株中的0 d殘留量，但安徽小麥植株半衰期顯著低于北京和陜西小麥植物半衰期。結(jié)果表明，氨氯吡啶酸在小麥植株中的降解速率與溫度之間有一定的關(guān)系，在土壤中的降解速率與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)，有機(jī)質(zhì)含量越高其降解速率越快。氨氯吡啶酸植株和土壤中的半衰期分別為4.9～15.6 d和10.5～18.6 d。

表3 氨氯吡啶酸在小麥植株和土壤中的消解試驗結(jié)果

2.3 最終殘留試驗

最終殘留檢測對氨氯吡啶酸在小麥上使用的安全性評估具有重要意義。試驗結(jié)果表明，28.6%氨氯·二氯吡水劑900 g/hm2和1 350 g/hm22個劑量，施藥1次，采收間隔期為收獲期時，北京、安徽和陜西氨氯吡啶酸在小麥中殘留質(zhì)量濃度均＜0.1 mg/kg；植株中殘留濃度均＜0.05 mg/kg；土壤中殘留濃度均＜0.05 mg/kg。

我國農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)與CAC標(biāo)準(zhǔn)均未制定氨氯吡啶酸在小麥中的最大允許殘留量（MRL），美國制定的殘留量限制標(biāo)準(zhǔn)中氨氯吡啶酸在小麥中的MRL為0.5 mg/kg。本文以美國制定的氨氯吡啶酸在小麥中MRL為本殘留試驗的參考依據(jù)，28.6%氨氯·二氯吡水劑防治小麥闊葉雜草，最高制劑用藥量900 g/hm2，施藥1次，安全間隔期建議定為收獲期。

3 結(jié)論

本研究建立了氨氯吡啶酸在小麥、植株和土壤中的HPLC-MS/MS殘留分析方法。試驗結(jié)果表明，小麥、植株和土壤的添加回收率為73%～92%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于11.2%。土壤和植株中的氨氯吡啶酸最低檢出濃度為50 μg/kg，小麥中氨氯吡啶酸的最低檢出濃度為100 μg/kg。試驗結(jié)果滿足殘留檢測試驗的要求。

氨氯吡啶酸在植株和土壤中的消解均符合一級動力學(xué)方程，半衰期分別為4.9～15.6 d和10.5～18.6 d。在小麥返青至拔節(jié)期施藥1次，收獲期小麥中氨氯吡啶酸的最終殘留低于美國制定的最大允許殘留量0.5 mg/kg，對小麥安全。