砜嘧磺隆25%可湿性粉剂在马铃薯中的残留动态
2012-04-16王思超侯志广逯忠斌
王 岩,王思超,侯志广,逯忠斌,张 浩
(吉林农业大学资源与环境学院,吉林 长春 130118)
砜嘧磺隆是美国杜邦公司开发的新型磺酰脲类除草剂,它是一种磺酰脲类芽后除草剂,1989年英国布莱顿植保会议上由Palm首次报道,1991年在法国首次登记并注册[1-2]。主要控制玉米田中的一年生和多年生禾本科杂草以及某些阔叶杂草,也用于马铃薯[3]。砜嘧磺隆茎叶处理时,被植物根叶吸收,其通过抑制植物体内的乙酰乳酸合成酶,阻止了支链氨基酸的生物合成,从而抑制细胞分裂,使敏感的禾本科和阔叶杂草停止生长,然后植物褪绿、斑枯直至全株死亡[4]。在我国已经开展了砜嘧磺隆在玉米田的应用试验研究和在烤烟田、亚麻田等的试验研究[5-7]。目前国内尚未对砜嘧磺隆在马铃薯上的残留限量制定标准,为了了解砜嘧磺隆25%可湿性粉剂在马铃薯中的残留消解动态,以及在马铃薯植株中和马铃薯块茎中的最终残留量,我们于2010~2011年在吉林进行了2年的残留试验。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试农药:25%砜嘧磺隆WG,江苏江南农化有限公司。
供试作物:马铃薯品种黄麻子。
供试地点:吉林农业大学教学试验站,土壤类型为草甸黑土,pH 6.8。
试验时间:2010~2011年。
1.2 试验设计
1.2.1 砜嘧磺隆在马铃薯植株、土壤动态试验
在吉林省2年田间小区残留试验,试验共设25%砜嘧磺隆WG和空白对照2个处理,3次重复,小区面积为30 m2。在马铃薯4叶期,施药剂量为67.5 g/hm2,加水30 kg,均匀喷雾。植株于施药后按0、1、3、5、7、14、20、30、40、60 d收获期采集马铃薯植株,马铃薯植株采集地上部茎叶,每小区采5点,剪碎混匀后四分法取样200 g。土壤于施药后按0、1、3、5、7、14、20、30、40、60 d收获期采集土壤样品,每小区采5点,取土深度0~10cm,采集后混匀,去除杂质后四分法取样500 g。同期采集空白样品,贮存于-20℃冰箱中待测。
1.2.2 最终残留试验
设两个施药剂量,在马铃薯4叶期,分别用25%砜嘧磺隆WG推荐剂量90 g/hm2、1.5倍剂量135 g/hm2,加水30 kg,均匀茎叶喷雾施药1次,3重复,小区面积30 m2,马铃薯收获期分别采集土壤、马铃薯植株和马铃薯块茎样本测定残留量,取土深度0~15 cm。同期采集空白样品,贮存于-20℃冰箱中待测。
1.3 检测方法
1.3.1 仪器设备
液相色谱仪,Agilent1100型(UV检测器);组织捣碎机,DS-1型;恒温水浴振荡机,SHZ-88型;微型植物试样粉碎机,FZ102;微型植物试样脱壳机,JLGT4.5;超声波清洗器,KQ-250DE型;旋转真空蒸发器,ZFQ-3型;分液漏斗等各种玻璃器皿。
1.3.2 试剂与药品
乙腈、丙酮、石油醚、磷酸、冰醋酸、三氯甲烷、氯化钠、无水硫酸钠、甲醇均为分析纯,助滤剂为进口分装,砜嘧磺隆标准品99.5%(Sigma公司提供)。
1.3.3 样品的提取
土壤:取土壤样品50.0 g(折风干土),置于具塞三角瓶中,加入80 mL甲醇和20 mL蒸馏水在水浴恒温振荡器上振荡60 min,在铺有助滤剂的布氏漏斗中减压抽滤,取滤液全部,加入装有 7 g氯化钠的具塞量筒中震荡150下,静置1 min,再震荡100下,静置60 min以上。取上层清液40 mL置于40℃旋转蒸发仪浓缩近干,甲醇5 mL定容上机。
马铃薯植株:称取剪碎马铃薯植株样品20.0 g,置于组织捣碎机中,加入100 mL乙腈,高速匀浆提取3 min,在铺有助滤剂的布氏漏斗中减压抽滤,滤液收集到装有7 g氯化钠的100 mL具塞量筒中,盖上塞子,剧烈震荡1min,室温下静止60 min以上,使乙腈相和水相充分分层。吸取20 mL中层乙腈相,放入250 mL分液漏斗中,加入50 mL 10%氯化钠溶液后,三氯甲烷萃取3次(40,40,40 mL)减压抽滤并将滤液转至250 mL分液漏斗中,甲醇为2 mL定容待过C18柱。
马铃薯块茎:同植株方法。
1.3.4 样品的净化
植株和块茎先用10 mL甲醇,10 mL水活化C18柱,待水面接近柱表面时,加入2 mL甲醇定容的样品,用5 mL甲醇洗脱并收集,置于旋转蒸发器40℃下减压浓缩近干,吹干,乙腈定容至2 mL,过膜,进行液相色谱分析。
1.3.5 液相色谱测定条件
Agilent1100液相色谱仪配紫外检测器。
色谱柱:DIAMONSILC18200mm×4.6mm×5μm。
Agilent1200色谱柱:EclipseXDB-C18150mm× 4.6mm×5 μm。
柱温度:30℃。
流动相类型:甲醇:水(0.1%冰醋酸)=60:40。
流动相流速:0.8mL/min。
波长:254nm。
进样量:10μL。
保留时间7.32~7.45min。
1.3.6 标准曲线
准确称取砜嘧磺隆标准品0.0178 g,用甲醇配成1 000 mg/kg的标准溶液,采用系列稀释法稀释至所需的浓度:0.4、1.0、2.0、5.0、10 mg/kg,在上述色谱条件下进行测定,以进样量为横坐标和峰面积为纵坐标作图,得回归方程:y=27.168 x-1.7597,相关系数为r=0.9974,符合线性要求。
1.3.7 添加回收率试验与相对标准偏差
取空白土壤50 g,植株20 g,块茎20 g,分别添加砜嘧磺隆0.2、1.0、2.0 mg/kg 3个水平,重复5次,按照上述前处理方法和仪器条件测定方法回收率,砜嘧磺隆在土壤、植株和块茎中的添加平均回收率分别为 96.7%~99.4%,91.0%~92.6%,93.6%~96.7%,相对标准偏差分别为1.0%~4.5%,5.1%~8.5%,1.6%~6.1%,结果见表1。回收率均大于80%,符合残留分析要求。
2 结果与分析
2.1 砜嘧磺隆在土壤和植株中残留降解动态结果
砜嘧磺隆在马铃薯植株和土壤中的残留量随时间延长而逐渐降低,施药后间隔的时间与植株和土壤中的残留量成指数关系,消解动态曲线符合一级动力学方程Ct=Coe-kt,式中:Ct为施药后间隔t时的农药浓度,Co为施药后的原始沉积量;k为消解速率常数,t为施药后的天数。由此可求出降解半衰期:T1/2=ln2·k-1砜嘧磺隆在马铃薯植株和土壤中消解一级动力学方程见表2。
从表2可以看出,砜嘧磺隆在土壤中的半衰期是0.02~3.10 d,砜嘧磺隆在马铃薯植株中的半衰期是0.93~2.90 d。
表1 砜嘧磺隆在土壤、马铃薯植株和块茎添加回收率测定结果Table 1 Determination result of Rimsulfuron recoveries from soil,potato plant and tuber
表2 砜嘧磺隆在马铃薯植株和土壤上的降解动力学参数Table 2 Degradation kinetic parameters of Rimsulfuron in potato plant and soil
2.2 砜嘧磺隆在土壤和植株中最终残留结果
在马铃薯4叶期,施药量分别为90 g/hm2、1.5倍剂量135 g/hm2,加水30 kg,最终残留量均低于0.2 mg/kg。两年试验结果表明了,马铃薯地1次施用25%砜嘧磺隆可湿性粉剂,剂量90 g/hm2、1.5倍剂量135g/hm2,在收获期马铃薯块茎中未检出。
3 讨论
2010~2011年吉林的残留动态的试验结果表明,马铃薯4叶期时在马铃薯植株上施用25%砜嘧磺隆可湿型粉剂270 g/hm2,加水30 kg,施用1次,砜嘧磺隆在植株体内的半衰期为0.93~2.90 d,属于易降解农药(T1/2<30 d)。
马铃薯块茎的砜嘧磺隆残留量未检出,部分土壤和植株中有微量检出,分析原因可能有以下几点:
(1)磺酰脲类除草剂在环境中降解较快,残留期短。
(2)砜嘧磺隆隆施药时马铃薯块茎没有形成。
(3)砜嘧磺隆施药时,马铃薯植株个体矮小,相应的着药量较少,残留量相应较低。
砜嘧磺隆属于磺酰脲类除草剂,是一种广谱、超高效的除草剂,可用于苗后防除玉米田大多数一年生和多年生禾本科及一些阔叶杂草,也可用于马铃薯和番茄。目前磺酰脲类除草剂最常用的分析方法是高效液相色谱法(HPLC),方法复杂灵敏度不高且缺乏专一性,通常要求分离净化和复杂的柱切换和流动相梯度[8-11]。本文采用高效液相色谱法,紫外检测器对马铃薯植株和土壤中的砜嘧磺隆进行了分析和定量。所用仪器为通用型高效液相色谱仪,测定步骤少,设备简单,操作简便,稳定性与重复性好,易于推广应用。可为农业环境与农产品中砜嘧磺隆残留检测提供重要的参考。
目前国内和国外FAO和WHO还没有制定砜嘧磺隆在马铃薯中最大残留限量标准,欧盟规定砜嘧磺隆在马铃薯中最大残留限量为0.1 mg/kg,按照这个标准,建议25%砜嘧磺隆可湿性粉剂在东北地区马铃薯地应用防除阔叶杂草及部分禾本科杂草。施药量不宜高于90 g/hm2,施药1次,在我国砜嘧磺隆在马铃薯上最大残留限量值MRL暂定为0.1 mg/kg。按上述剂量施药的马铃薯,在收获后食用是安全的。
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