噁草酮在水稻、稻田水和土壤中的消解动态及残留

 左 晖，何代进，刘建宇，邵丽群，张战泓 

（1.湖南省生物机电职业技术学院，湖南 长沙 410127；2.湖南省植物保护研究所，湖南 长沙 410125；3.湖南省蔬菜研究所，湖南 长沙 410125）

噁草酮在水稻、稻田水和土壤中的消解动态及残留

左 晖1，何代进1，刘建宇2，邵丽群2，张战泓3

（1.湖南省生物机电职业技术学院，湖南 长沙 410127；2.湖南省植物保护研究所，湖南 长沙 410125；3.湖南省蔬菜研究所，湖南 长沙 410125）

为了评价噁草酮在水稻上使用的安全性，在湖南、海南和山东3地通过田间试验和气相色谱-质谱分析方法研究了噁草酮在水稻、稻田水及土壤中的消解动态和最终残留。添加回收试验结果表明：在0.01～1.0 mg/kg 添加水平下，稻米、稻壳、水稻植株、稻田水和土壤中噁草酮的添加平均回收率为85%～100%，相对标准偏差（RSD）为0.9%～4.5%。田间试验结果表明：噁草酮在水稻植株、田水和土壤中的残留消解动态规律均符合一级动力学反应模型，其消解半衰期分别为6.6～12.4、5.5～12.8和7.9～15.4 d，属于易降解农药；噁草酮在稻米中的最终残留量均小于定量限（LOQ）0.02 mg/kg，低于噁草酮在糙米上的最高残留限量（MRL）0.05 mg/kg，建议10%噁草酮悬浮剂在水稻上施药1次，施药剂量4 500 g/hm2（1 350 a.i.g/hm2）。

噁草酮；水稻；土壤；残留；消解动态；气相色谱

噁草酮（Oxadiazon）商品名为农思它、噁草灵，化学名称为5-特丁基-3-（2,4-二氯-5-异丙氧苯基）-1,3,4-噁二唑-2（3H）-酮，主要用于稻田除草，防治对象有稗草、千金子、雀稗、异型莎草、鸭舌草、节节菜、球花碱草、瓜皮草等，对苋科、藜科、大戟科、酢酱草科、旋光科杂草有良好防效[1-2]。该除草剂是一种选择性触杀性芽前期除草剂，主要通过杂草幼芽和茎叶吸收起作用，在有光的条件下对萌芽期杂草有良好的除草活性，对已长大的杂草基本无效[3]。

目前，噁草酮残留量的标准检测方法有国家标准GB/T 5009.183和行业标准SN/T1115，国内相关文献报道的噁草酮残留检测方法有气相色谱法、气相色谱—质谱联用法等[4-6]。

杜红霞等[7]报道了噁草酮在棉花中的残留降解，为噁草酮在棉花上的安全使用提供了科学依据，王鑫宏等[8]研究了噁草酮在水稻田及水稻植株中的残留及消解动态。但有关10%噁草酮悬浮剂在水稻上的残留消解动态及残留污染行为鲜见文献报道。研究通过田间试验，系统研究了10%噁草酮悬浮剂在水稻植株、稻田水及土壤中的消解动态及其残留规律，为噁草酮在水稻上的安全、科学合理使用提供依据。

1　材料与方法

1.1试验方法

1.1.1供试水稻及药剂 试验于2013～2014年分别在湖南、海南和山东进行。供试作物为水稻，湖南品种为盛泰优9712和株两优06，海南品种为博Ⅱ优767；山东品种为盐丰47。供试农药为10%噁草酮悬浮剂（吉林省通化农药化工股份有限公司）。

1.1.2试验试剂 乙腈、正己烷、乙酸乙酯、氯化钠（分析纯）；正己烷（色谱纯）；99%噁草酮标准品（农业部天津环保科研监测所）；净化剂中性Al2O3、PSA、Carb（天津博纳艾杰尔科技有限公司）。

1.1.3主要仪器设备 Agilent GC 7890A-5975C（安捷伦科技有限公司）；CPA 225D电子天平（德国赛多利斯股份公司）；TDL-40B型离心机（上海安亭科学仪器厂）；eppendorf离心机（Centrifuge，eppendorf公司）；XW-80A型旋涡混合器（上海精科实业有限公司）；RE-52B型旋转蒸发器（上海博通经贸有限公司）；T-25 basic ULTRA-TURRAX高速植物组织捣碎机（德国IKA公司）; MILLI-Q超纯水仪（美国Millipore公司）。

1.2田间试验

1.2.1水稻植株消解动态试验 按1次施药多次取样方法进行。施药剂量为制剂量6 750 g/hm2（2 025 a.i.g/ hm2）（推荐高剂量的1.5倍），施药方法为毒土法，用土量300 kg/hm2，于水稻分蘖期时施药，将定量农药加到细土中充分拌匀，人工撒施到每个小区，每个小区撒施3遍以上，并且小区内保留浅水层（下同），小区面积30 m2，重复3次。施药后2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d采集植株样品。

1.2.2稻田水、土壤消解动态试验 在试验地附近选一块未种植作物的田块，单独施药，与水稻植株上消解动态试验同时施药1次，施药剂量为制剂量6 750 g/hm2（2 025 a.i.g/hm2）（推荐高剂量的1.5倍），小区面积30 m2，重复3次。施药后2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d采集田水、土壤样品。

1.2.3最终残留试验 设两个施药剂量：低剂量和高剂量。低剂量按制剂量4 500 g/hm2（1 350 a.i.g/hm2）、高剂量按制剂量6 750 g/hm2（2 025 a.i.g/hm2）施药。于水稻苗期施药1次，小区面积30 m2，每个处理重复3次。收获期采样。

1.2.4样品的制备 （1）最终残留稻穗样品：在小区中采取随机方式剪取稻穗，采集12点以上，每小区取样量不少于2 kg，将所采的稻穗样品晾干后，用出糙机脱壳，然后将糙米和稻壳分别混匀后，取约250 g的糙米和足量的稻壳分装两份，贴好标签，封袋保存在-20℃冰箱中待测。（2）植株样品：在小区内按随机方法，采集土表以上的生长正常的植株（去根的全株）4～12株，每小区取样量不少于1 kg，将水稻植株剪成1 cm以下的小段，充分混匀后，用四分法缩分，取约500 g分装两份，贴好标签，封袋保存在-20℃低温冰柜中待测。（3）田水样品：在试验小区中，随机选取10个点用水杯取水样5 L，倒入盆中混合均匀后，取500 mL稻田水样分装两份，贴好标签，样品瓶保存在-20℃低温冰柜中待测，盆中剩余的水倒回小区。（4）土壤样品：在试验小区中随机取样，选择8个以上采样点，消解动态试验取土深度为0～10 cm（终残为0～15 cm），每小区采样量不少于2 kg，除去土壤中的碎石、杂草和植物根茎等杂物，在不锈钢盆中混合均匀后用四分法缩分，取约500 g土样分装两份，贴好标签，封袋保存在-20℃低温冰柜中待测。

1.3分析方法

1.3.1样品的提取方法 准确称取10.0 g土壤、稻米制备样品（水稻植株、稻壳5.0 g样品，稻田水样10.0 mL）于100 mL聚四氟乙烯离心管中，加入10 mL水（稻田水样除外），涡旋混匀，土壤和稻田水样品加入20 mL乙腈，稻壳样品加入40 mL乙腈，植株样品加入40 mL正已烷，稻米样品加入20 mL乙酸乙酯，涡旋提取2 min，再加入3.5 g NaCl，涡旋30 s后于4 000 r/min离心5 min，土壤和稻田水样品取上清液4 mL、稻米取上清液2 mL、稻壳和植株取上清液8 mL于旋蒸瓶中，40℃于旋转蒸发仪上蒸至近干，均用正己烷定容至2 mL，待净化。

1.3.2样品的净化 取上述土壤和田水样品的定容液转入装有30 mg PSA、稻米定容液转入装有40 mg PSA、稻壳和植株定容液转入装有30 mg中性Al2O3和10 mg Carb的2 mL微量离心管中，涡旋混匀，12 000 r/min离心4 min，上清液过0.2 µm有机系滤膜于自动进样瓶中，待测。

1.3.3检测条件 色谱柱：HP-5 MS柱（φ0.25 μm×0.25 mm×30 m）；载气：氦气，纯度≥99.999%，恒流1 mL/min；检测温度：汽化室，280℃，离子源EI，230℃；检测方式：选择离子检测；选择离子检测：定量175，定性258、302；溶剂延迟：3 min；柱温：100℃保持1 min，以15℃/min的升温速率至190℃，再以10℃/min的升温速率至260℃保持5 min；进样量：1 μL；不分流进样。

1.3.4标准曲线绘制 用正己烷配制成0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、1.0和2.0 mg/L系列的的噁草酮标准工作溶液，分别准确移取1 mL空白稻米、稻壳、植株、田水和土壤基质溶液于自动进样瓶中，氮气吹干，再分别准确移取0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5和1 mg/L标准溶液1 mL，配制成0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5和1 mg/L的噁草酮基质标准工作液系列，并制作成基质标准曲线。在上述检测条件下进行分析测定，以峰面积为纵坐标，与之相对应的质量浓度为横坐标作线性回归曲线

1.3.5添加回收和相对标准偏差 分别称取空白的稻米、稻壳、植株、田水和土壤，添加噁草酮标准溶液，稻米、田水和土壤添加浓度分别为0.02、0.1和0.5 mg/kg，水稻植株和稻壳添加浓度为0.02、0.1和1 mg/kg。每个样品做5次重复，同时设置不加药的空白样。按上述方法进行样品前处理，按仪器条件进行测定，计算添加回收率和相对标准偏差。

1.3.6残留量计算公式

式中，R为样品中农药残留浓度（mg/kg）；Q为标准样品的浓度（mg/kg）；S1为样本溶液的峰面积；S2为标准样品的峰面积；Vz为样品的定容体积（mL）；W为称样重（g）。

2　结果与分析

2.1检测方法的准确度、精密度及检出限

噁草酮稻米基质标准曲线的线性方程为y=1 413 568.6x +320.0，相关系数r= 1.000；噁草酮稻壳基质标准曲线的线性方程为y= 396 765.8x +67.2，相关系数r = 1.000，x为稻壳基质标准溶液浓度；噁草酮植株基质标准曲线的线性方程为y= 246 919.9x + 5 862.0，相关系数r =1.000；噁草酮田水基质标准曲线的线性方程为y= 259 716.0x-1 098.5，相关系数r =1.000；噁草酮土壤基质标准曲线的线性方程为y= 236 866.1x + 817.8，相关系数r = 0.999 9。

表1为噁草酮在稻米、稻壳、植株、田水和土壤中的添加回收率。由表1可知，对于5种试验样品的3个添加浓度5个平行样本，噁草酮在稻米、稻壳、植株、田水和土壤中的平均添加回收率分别为 97%～100%、85%～98%、94%～97%、95%～97%和94%～100%，相对标准偏差分别为0.9%～4.5%、3.4%～4.6%、1.1%～2.5%、3.4%～4.0%和 1.7%～2.8%，能满足噁草酮在稻米、稻壳、植株、田水和土壤中残留测定的要求。当仪器信噪比为3，噁草酮在稻米、稻壳、植株、田水和土壤中最低检出量均为5×10-3ng，在稻米基质中最低检出量为1×10-3ng。该方法在稻米、稻壳和植株中的最低检出浓度均为0.02 mg/ kg，在稻田水和土壤中的最低检出浓度为0.01 mg/kg。相关色谱图如图1所示，在1.3.3的检测条件下进样，噁草酮溶剂标准品的出峰时间为12.22 min，噁草酮稻米基质标准品的出峰时间为12.31 min，噁草酮植株基质标准品的出峰时间为12.25 min，噁草酮稻壳、稻田水和土壤基质标准品的出峰时间均为12.20 min。

表1　噁草酮在稻米、稻壳、水稻植株、稻田水和土壤中的添加回收率（n=5）

2.2噁草酮在水稻植株、稻田水和土壤中的消解动态

当按照1.5倍最高推荐剂量（噁草酮有效成分2 025 a.i.g/hm2）施药，噁草酮在植株中的原始沉积量：湖南为1.2～1.9 mg/kg，半衰期为6.6～12.4 d，施药42 d，消解率达到95.7%以上；海南为1.9～2.1 mg/kg，半衰期为8.3～9.5 d，施药42 d，消解率达到96.6%以上；山东为0.80～1.0 mg/kg，半衰期为10.3 d，施药42 d，消解率达到87.9%以上。噁草酮在稻田水中的原始沉积量：湖南为0.13～0.15 mg/kg，半衰期为10.0～12.8 d，施药35 d，消解率达到91.9%以上；海南为0.099～0.11 mg/kg，半衰期为6.5～8.4 d，施药28 d，消解率达到84.3%以上；山东为0.063～0.10 mg/kg，半衰期为5.5～9.5 d，施药14 d，消解率达到91.8%以上。噁草酮在土壤中的原始沉积量：湖南为1.6～1.9 mg/kg，半衰期为12.0 d，施药42 d，消解率达到69.4%以上；海南为1.7～1.9 mg/kg，半衰期为7.9～8.4 d，施药42 d，消解率达到98.0%以上；山东为1.1～1.2 mg/kg，半衰期为15.4 d，施药42 d，消解率达到86.9%以上（见表2、图2～图4）。

从表2可以看出，噁草酮在水稻植株、稻田水及土壤中的消解半衰期分别为6.6～12.4 d、5.5～12.8 d和7.9～15.4 d，且在水稻植株和田水中的降解速度快于土壤。在湖南、海南和山东两年三地的消解率存在差异，可能与试验地的气候条件、土壤类型及田水理化性质等因素有关。

2.3噁草酮在稻米、稻壳、植株和土壤中的最终残留量

当按照最高推荐剂量（噁草酮有效成分1 350 a.i.g/hm2）和 1.5倍最高推荐剂量（噁草酮有效成分2 025 a.i.g/hm2）施药，稻米样品残留分别为：湖南、海南和山东试验点均＜0.02 mg/kg；稻壳样品残留分别为：湖南试验点0.02～0.021 mg/kg，海南、山东试验点均＜0.02 mg/kg；植株样品残留分别为：湖南试验点0.017～0.056 mg/kg，海南试验点0.02～0.035 mg/ kg，山东试验点0.02～0.11 mg/kg；土壤样品残留量分别为：湖南试验点0.01～0.27mg/kg，海南试验点0.045～0.24 mg/kg，山东试验点0.017～0.18 mg/kg。噁草酮在水稻田各基质中的最终残留量大小顺序为：植株＞稻壳 ＞土壤 ＞糙米。根据最终残留试验结果，收获期嗯草酮在糙米中的最终残留量最大值＜0.02 mg/ kg，低于我国规定的最高残留限量值0.05 mg/kg。

图1　噁草酮基质标准溶液、稻米、稻壳、水稻植株、田水及土壤中的添加色谱图

表2　噁草酮在植株、稻田水和土壤中的消解动态方程

图2　噁草酮在水稻植株上的残留消解曲线

图3　噁草酮在稻田水中的残留消解曲线

图4　噁草酮在土壤中的残留消解曲线

3　结 论

研究建立了噁草酮在水稻和土壤中的残留量气相色谱-质谱测定方法，该方法快速、准确、灵敏度高和精确度好。

在湖南、海南和山东的两年三地田间试验结果表明，噁草酮在水稻植株和田水中的消解速度快于土壤，在水稻植株、稻田水及土壤中的消解半衰期分别为6.6～12.4 d、5.5～12.8 d和7.9～15.4 d，由半衰期可见，噁草酮属于易降解农药[9]；我国制定的噁草酮在糙米上的残留限量标准（MRL）为0.05 mg/kg，噁草酮在糙米上的最终残留均小于定量限0.02 mg/kg，低于其MRL值，表明在推荐剂量和推荐使用次数情况下用药是安全的。

[1]农业部农药鉴定所.农药电子手册[DB/OL].http：//www.nv100.cn，2008-07-21，2008-09 -09.

[2]NY/T788—2004，农药残留试验准则[S].

[3]涂爱萍，胡洪涛，朱文达，等.62%丁草胺·噁草酮微乳剂对稻田3种杂草的防治效果[J].华中农业大学学报，2015，34（3）：42-45.

[4]周艳明，孙 鑫.气相色谱法同时测定水果中氯草定、恶草酮、莠去津3种除草剂残留[J].分析检测，2009，30（6）：333-335.

[5]邹 蓉，杨仁斌，傅 强，等.噁草酮在水稻及其环境中的残留分析方法[J].农药，2013，52（5）：363-365.

[6]李拥军，王志强，易伟亮.气相色谱-质谱法测定粮谷中恶草酮的残留量[J].色谱，2002，20（2）：190-193.

[7]杜红霞，方丽萍，陈子雷，等.嗯草酮在棉花和土壤中的残留和降解行为研究[J].山东农业科学，2014，46（6）：108-110.

[8]王鑫宏，侯志广，赵晓峰，等.嗯草酮在水稻中的残留及消解动态研究[J].农业与技术2013，33（9）：18-21.

[9]国家环境保护总局.化学农药环境安全评价试验准则[Z].北京：国家环境保护总局，2003.

（责任编辑：成 平）

Dynamic and Residue of Oxadiazon in Rice, Paddy Field Water and Paddy Field Soil

ZUO Hui1，HE Dai-jin1，LIU Jian-yu2，SHAO Li-qun2，ZHANG Zhan-hong3
（1.Hunan Biological Electromechanical Vocational Technical College, Changsha 410127, PRC; 2.Hunan Institute of Plant Protection, Changsha 410125, PRC; 3.Hunan Vegetable Research Institute, Changsha 410125, PRC）

To evaluate the use security of oxadiazon on rice, its degradation dynamics and final residues in rice, paddy field water and paddy field soil were studied by field experiment and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) in Hunan, Hainan, and Shandong.The results showed that the average recovery rates of oxadiazon in rice, rice husk, rice plant, paddy field water, paddy field soil were in the range of 85%-100%, with their relative standard deviations of 0.9%-4.5%.The field experiments revealed that the residual dissipation dynamics of oxadiazon in rice plant, paddy water and soil conformed to the first order kinetics reaction model, and they belong to easily degradable pesticide.Dispelling the half-life of oxadiazon in rice plant, paddy field water and paddy field soil were 6.6-12.4 d, 5.5-12.8 d and 7.9-15.4 d.The final residual mass fraction of oxadiazon in rice was lower than the limit of quantitation (LOQ) of 0.02 mg/kg and the maximum residue limit (MRL) of 0.05 mg/kg.It was suggested to use oxadiazon 1 time with the dosage of 4 500 g/hm2in rice field.

oxadiazon; rice; soil; residue; dissipation dynamics; gas chromatography-mass spectrometry

TQ450.2

A

1006-060X（2016）11-0071-05

10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.011.022

2016-09-11

国家重点研发计划（2016ZY06003823）

左 晖（1969-），女，江西永新县人，实验师，主要从事食品检测工作。

张战泓