農藥沉積利用率噴霧指示劑誘惑紅的酶標儀測定方法

石 鑫，高賽超，楊代斌，袁會珠，閆曉靜

（中國農業科學院植物保護研究所，北京 100193）

我國是一個農業有害生物頻發、重發的國家。近年來，年均病蟲草鼠害發生面積70多億畝次，防治面積達85億畝次左右，年均使用農藥量（折百量）30萬噸左右[1-2]。我國的農藥品種90%以上通過施藥機械進行葉面噴施，所以施藥機械質量、噴霧技術直接影響到農藥的利用率。此外作物種類、施藥時作物所處的生長階段，以及施藥組織方式等也影響農藥的利用率[3-4]。我國在20世紀90年代開始關注農藥利用率的問題，我國農藥利用率主要依據作物靶標農藥沉積量占施藥總量的比率來測算[5]。

在葉面噴霧施藥過程中，測定作物靶標上農藥沉積量的方法主要有化學測定法和指示劑法[6]。化學測定法需針對不同藥劑采用不同的提取和分析方法，樣品處理繁瑣，且需要有專門的專用分析儀器和試劑。指示劑法就是把染色劑或熒光劑加入藥液體系中，通過測定指示劑的沉積量來表征農藥在靶標作物上的沉積量。然而很多熒光指示劑的光穩定性差，需要噴霧后快速進行試驗，否則熒光劑降解會對試驗結果產生較大影響。因此指示劑法的關鍵就是選擇對光穩定、易從靶標洗脫并且安全的示蹤劑。

誘惑紅具有良好的光穩定性和水解穩定性，易從靶標作物上洗脫，并且作為一種食品添加劑，其具有很高的安全性，因此我們選擇誘惑紅作為農藥沉積利用率測定的示蹤劑[7]。

目前誘惑紅常用的檢測方法為高效液相色譜法和可見分光光度計法。高效液相色譜法需要專門的分析儀器，價格昂貴，且不適宜田間快速高效測定。紫外可見分光光度法相對于高效液相色譜法成本大大降低，但是其操作繁瑣，每次只能測定幾個樣品，而且試劑用量很大，耗時很長，顯然不適合田間大量試驗樣品的測定。酶標儀法和紫外可見分光光度法對物質含量測定具有相同的理論基礎，均服從朗伯比爾定律。利用酶標儀測定物質含量時通過采用24孔、48孔或96孔酶標板來進行測定，每個樣品管只需添加200 μL的待測溶液。很顯然，酶標儀法具有更高效，試劑用量少的特點，適用于大批量樣品的快速檢測[8]。考慮到農藥沉積率測定的場景多樣化，樣品量大，采用酶標儀進行誘惑紅測定具有十分重要的現實意義。筆者發展了誘惑紅的酶標儀測定方法，并對方法進行了驗證和應用。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

85%誘惑紅，浙江吉高德色素科技有限公司；蒸餾水、FlexStation 3多功能酶標儀，美谷分子儀器有限公司；T-16大疆植保無人機，深圳市大疆創新科技有限公司；AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.2 誘惑紅標準曲線

準確稱取0.02 g（精確至0.0001 g）誘惑紅于100 mL容量瓶中，用蒸餾水溶解并定容，作為標準儲備液。用蒸餾水把上述標準儲備液進行梯度稀釋，得到0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0和50.0 mg/L的標準溶液，用酶標儀于波長514 nm 處檢測其吸光度值，每個濃度連續測定3次取平均值，以誘惑紅濃度為橫坐標，對應的吸光度值為縱坐標，繪制誘惑紅標準曲線。

1.3 精密度和準確度測定

配置5.0、10.0和25.0 mg/L的誘惑紅標準溶液，用酶標儀于波長514 nm處檢測其吸光度值，通過誘惑紅標準曲線計算配置溶液濃度，每個濃度平行測定6次。根據6次平行測定的相對標準偏差（RSD）和回收率，評價誘惑紅酶標儀測定方法的精密度和準確度。

1.4 誘惑紅酶標儀測定方法的實際應用

本研究將誘惑紅酶標儀測定方法應用于華北玉米田植保無人飛機噴霧場景下農藥霧滴在玉米冠層的沉積利用率測定，具體試驗方法如下。實驗地點：河北省石家莊市藁城區韓家洼村（海拔54 m，北緯40°16′5″，東經117°2′37″）；植保無人飛機型號：T-16；飛行參數：速度為4 m/s，高度為2 m（距離作物），施藥量：15 L/hm2。進行每個試驗處理時，將10.0 g誘惑紅作為指示劑加入到藥液中進行噴霧，根據設定的飛行參數進行噴施。噴霧結束后，每個小區隨機選取10個點，每點取1株玉米植株，加入100 mL的水洗滌玉米植株上的誘惑紅，洗滌液用酶標儀測得吸光度值。根據誘惑紅的標準曲線和樣品的吸光度計算出洗滌液中誘惑紅的濃度，從而計算出試驗區誘惑紅在單位面積玉米植株上的沉積量，然后除以試驗區單位面積的施用總量。農藥沉積利用率按式（1）計算。

式中：樣品中誘惑紅濃度，μg/mL；洗脫液體積，mL；種植密度，株/m2；單位面積施用總量，μg/m2。

2 結果與討論

2.1 檢測波長的選擇

在本次試驗中，取100 mg/L誘惑紅標準溶液，用UV2100型紫外-可見分光光度計進行全波長掃描。經掃描后發現，波長掃描范圍為190～700 nm，紫外-可見光吸收光譜見圖1。誘惑紅在514 nm處具有較強吸收，考慮到大多數農藥在514 nm處基本無吸收峰，因此選擇514 nm作為誘惑紅酶標儀測定的檢測波長。

圖1 誘惑紅紫外-可見光吸收光譜圖

2.2 分析方法的線性相關試驗

將1.2中配制的標準溶液在選定的514 nm下進行測定，并繪制誘惑紅標準曲線（圖2）。結果表明，誘惑紅在0.5～50.0 mg/L內，具有良好的線性關系，其吸光度值對濃度的回歸方程為y=0.0251 x＋0.0394，R2=0.9999，符合定量要求。

圖2 誘惑紅標準曲線

2.3 分析方法的精密度和準確度

分別取5.0、10.0和25.0 mg/L的誘惑紅標準溶液，用酶標儀于波長514 nm處檢測其吸光度值，通過誘惑紅標準曲線計算配置溶液濃度。6次平行測定的相對標準偏差（RSD）在2.51%～3.76%，回收率在102.87%～105.93%（表1），說明發展的誘惑紅酶標儀測定方法是準確可靠的，符合定量分析的要求。

表1 誘惑紅酶標儀測定精密度和準確度結果

2.4 誘惑紅酶標儀測定方法的實際應用

為考察誘惑紅酶標儀測定方法的實際應用價值，筆者將該方法應用于玉米田植保無人飛機噴霧場景下農藥霧滴在玉米冠層的沉積利用率測定。典型的植保無人飛機施藥場景見圖3。按照1.4描述的方法進行沉積在玉米冠層誘惑紅的收集及沉積利用率測定。在不添加助劑、畝施藥液量為1 L且植保無人飛機飛行速度為4 m/s時，誘惑紅在玉米田冠層的農藥沉積利用率為39.3%。

圖3 華北玉米無人機施藥典型場景

3 結論

誘惑紅作為農藥示蹤劑被廣泛應用，其具有水溶性好，對藥劑黏度、表面張力、密度、霧滴譜及沉積無顯著影響等優點[7]。發展的誘惑紅酶標儀測定方法簡單方便快捷，可批量檢測多個樣品，且準確度和精密度高，線性關系良好，514 nm檢測波長下不受其他農藥影響。相較于高效液相色譜儀，酶標儀更容易普及且適用于田間樣品的快速高效測定，可為不同施藥場景下農藥沉積利用率的測定提供準確高效的方法。