高效液相色谱法测定植烟土壤中砜嘧磺隆的残留量

李 扬，李荣玉，张易成，黄化刚，申 燕，陈 雪，尹显慧*

(1.贵州大学 作物保护研究所，贵州 贵阳 550025；2.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700)

高效液相色谱法测定植烟土壤中砜嘧磺隆的残留量

李 扬1，李荣玉1，张易成1，黄化刚2，申 燕2，陈 雪2，尹显慧1*

(1.贵州大学 作物保护研究所，贵州 贵阳 550025；2.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700)

砜嘧磺隆在土壤中的残留容易使后茬烟草产生药害。为明确植烟土壤中砜嘧磺隆的残留状况，建立了高效液相色谱法测定土壤中砜嘧磺隆残留量的分析方法。样品用乙腈振荡提取，经中性氧化铝层析柱净化后，通过紫外检测器检测，外标法定量。结果表明：砜嘧磺隆的最低检出量为1.0×10-12g，土壤中的最低检出浓度为0.002 mg·kg-1；在0.05～5 mg·kg-1范围内，砜嘧磺隆的峰面积与其质量浓度间呈良好的线性关系，相关系数为1；在添加水平为0.05～0.5 mg·kg-1范围内，土壤中砜嘧磺隆的平均回收率为95.55～97.69%，相对标准偏差为1.33～4.62%。采用该方法对大方县不同烟区土壤砜嘧磺隆的残留状况进行了摸底，经检测5个烟区中以黄泥塘镇黄泥村和平组土样中砜嘧磺隆的残留量最大，为0.008 mg·kg-1，在烤烟生产中有产生砜嘧磺隆药害的风险。

高效液相色谱；植烟土壤；砜嘧磺隆；残留；药害

砜嘧磺隆(Rimsulfuron)，化学名称N-(((4，6-二甲氧基-2-嘧啶基)氨基)羰基)-3-(乙基磺酰基)-2-吡啶磺酰胺，是美国杜邦公司20世纪80年代中期开发的一种磺酰脲类芽后除草剂[1，2]，其除草机理主要是通过杂草茎叶及根部吸收后迅速在植物内传导并抑制杂草缬氨酸及异亮氨酸的合成，阻止细胞分裂，从而达到杀死杂草效果[3]。1997年在我国注册作为马铃薯、烟草和玉米田除草剂开始推广使用，因其具有用量低、高效、对哺乳动物低毒以及独特的除草机理等特点[3-6]，且对玉米田中的一年生和多年生禾本科杂草和大多数阔叶杂草有着良好的防治效果[6-8]，所以受到玉米种植户的青睐而被作为玉米田除草剂推广应用。然而随着砜嘧磺隆的广泛应用，其在土壤中半衰期较长，微量残留即可对后茬敏感作物造成药害，已成为农业和环境科学工作者日益关心的重要问题[9-11]。郝文波等[12]发现磺酰脲类除草剂土壤残留会不同程度地抑制烟株的根、茎、叶的生长，本研究团队前期也发现砜嘧磺隆土壤残留可致烟草产生烟株矮小、烟叶黄化、生长受到严重抑制等药害症状[13]。近年来，随着贵州省毕节地区烤烟-玉米轮作模式的普及，由于用户对除草的特性和环境行为等方面缺乏足够的认识，盲目大量地使用除草剂致使土壤残留超标，给烤烟安全生产带来了极大隐患。尤其是2014～2016年在大方县黄泥塘镇鸡场单元，出现了大面积的除草剂药害，不仅给烟农带来了巨大的经济损失，还严重制约了该地区烟叶生产的可持续发展。由于砜嘧磺隆的活性高，低残留特性致使其在水体、土壤和作物中的残留检测难度大，因此如何建立高灵敏度的残留检测方法成为了相关研究领域的热点之一[10，11]。目前砜嘧磺隆检测常采用的方法有酶联免疫分析法[14]、气相色谱法[15]、高效液相色谱法[16]、光化学荧光分析法[17]等。本研究采用高效液相色谱法对植烟土壤中砜嘧磺隆的残留状况进行检测，以期为砜嘧磺隆的安全合理使用、残留检测方法和生态环境安全评价提供参考。

1 材料与方法

1.1仪器与试剂

1.1.1仪器 Waters 600E液相色谱仪(美国 Waters)；YS-02型高速粉碎机(北京燕山正德机械设备有限公司)；DHG-9023A电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司)；JA2003电子天平(上海良平仪器仪表有限公司)；HIS10260D超声波清洗机(天津恒奥科技发展有限公司)。

1.1.2试剂 100 mg·L-1砜嘧磺隆标准溶液(国家标准物质网购买)；甲醇(色谱纯)；乙腈(分析纯)；纯净水。

1.2砜嘧磺隆残留分析方法

1.2.1试验材料 供试土壤分别采自贵州省毕节市大方县黄泥塘镇烟草种植基地(黄泥塘镇黄泥村新民组、和平组，黑桃乡烟草科技示范园，理化乡理化村和大曲镇六龙村各3份)。土壤用取土器按照五点采样法取1～15 cm表层土壤，混合均匀，经风干除去碎石等杂物，按四分法取样1 kg，过2 mm孔径筛，最后取0.5 kg左右贮存在-20℃冰箱中待测。

1.2.2样品提取 称取土壤样品10.0 g，置于250 mL具塞三角瓶中，分别加入20 mL蒸馏水和20 mL乙腈，浸泡2 h后震荡提取1 h。过滤至事先装有2 g氯化钠的具塞量筒中，用力振摇5 min，静置60 min以上。取5 mL上层乙腈相于烧瓶中，40℃旋转蒸发至约3 mL待净化。

1.2.3样品净化 取内径1.5 cm，长18 cm玻璃层析柱，先在层析柱底部垫少许玻璃棉，然后依次装入3 g无水硫酸钠、8 g弗罗里硅土、3 g无水硫酸钠(无水硫酸钠和弗罗里硅土都经过高温烘干)，每加一层都稍微震实、震平。装好的柱子先用20 mL二氯甲烷：丙酮(V∶V=4∶6)预淋，待预淋液液面进入下层无水硫酸钠时，将待净化的样品浓缩液移入柱中，弃去预淋液，用80 mL二氯甲烷：丙酮(V∶V=4∶6)分3次淋洗层析柱，收集淋洗液，用旋转蒸发仪(水浴温度40℃)浓缩至3 mL，用丙酮定容至5 mL，待检测。

1.2.4高效液相色谱检测条件 色谱柱：Agilent 300SB-C18(4.6 mm×250 mm，5 μm)；检测器：Waters 2487紫外检测器；流动相∶甲醇/水(50∶50，V/V)，使用前用0.45的滤膜过滤；流速：1.0 mL·min-1；柱温：24℃；检测波长：254 nm；进样量：10 μL。

1.2.5分析方法 定性：以砜嘧磺隆标样的保留时间定性。

定量：用外标法定量，以砜嘧磺隆已知浓度的标准样品溶液作外标物，按峰面积定量。

用农药标准品配制成已知浓度的标准溶液与待测样品溶液在相同的色谱条件下检测，分别测得其峰面积，然后根据标准溶液的浓度和进样体积、待测样品溶液定容体积和进样体积及称样质量等因子，计算各个样品中农药的残留量。公式为：

式中：C—样品中农药含量，mg·kg-1； V0—标准农药溶液进样量，μL；

C0—标准农药溶液浓度，mg·kg-1； V1—样品定容体积，mL；

A0—标准农药溶液峰高或峰面积，mm·mm-2； V—样品的进样量，μL；

A—样品峰高或峰面积，mm·mm-2； m—称取的样品重量，g；

2 结果与分析

2.1标准曲线的绘制

将砜嘧磺隆标准品用甲醇配制成质量浓度分别为0.05、0.1、0.5、1、5 mg系列标准工作溶液，在最佳色谱条件下进行测定，得不同浓度下标准溶液的峰面积。以砜嘧磺隆色谱峰面积为纵坐标，以进样质量浓度为横坐标，绘制标准曲线。质量浓度为1 mg·L-1砜嘧磺隆标样的色谱图如图1所示，其保留时间为6.9 min。在0.05～5 mg·L-1范围内，砜嘧磺隆色谱峰面积和进样质量浓度间均呈良好的线性关系见图2，回归方程为：y=63 137x+84.052，相关系数r为1。

图1 砜嘧磺隆标样色谱图Fig.1 Standard chromatogram of rimsulfuron

图2 砜嘧磺隆标准曲线Fig.2 Standard curve of rimsulfuron

2.2最低检出浓度

在上述最佳检测条件下，砜嘧磺隆的最低检出量为1.0×10-12g，土壤中的最低检出浓度为0.002 mg·kg-1。

2.3准确度和精密度

准确称取10 g土壤，分别添加砜嘧磺隆0.05、0.1、0.5 mg·kg-1三个水平，重复3次，按照上述前处理方法和仪器条件进行测定，得到不同质量浓度下的回收率(见表1)。在0.05～0.5 mg·kg-1添加浓度范围内，土壤中砜嘧磺隆的平均回收率为95.55～97.69%，相对偏差为1.33～4.62%。

表1 土壤中砜嘧磺隆的添加回收率与精密度Tab.1 The spiking recoveriesand precision of rimsulfuron in soil

2.4大方植烟土壤中砜嘧磺隆的残留量

采用该方法对大方县不同烟区土壤砜嘧磺隆的残留状况进行了摸底，经检测5个烟区中以黄泥塘镇黄泥村和平组土样中砜嘧磺隆的残留量最大，为0.008 4 mg·kg-1；黄泥村新民组土壤次之，残留量为0.006 1 mg·kg-1；大曲镇六龙村土样中砜嘧磺隆的残留量为0.002 2 mg·kg-1；黑桃乡和理化乡土样中砜嘧磺隆的残留量未检出(表2)。

表2 大方县不同烟区土壤中砜嘧磺隆的残留量Tab.2 Residue of rimsulfuron in differenttobacco-growing area soil in Dafang County

注：表中数据为3次重复平均值，ND为未检出。

3 结论与讨论

研究砜嘧磺隆残留检测方法的报道较多，早期La Rochelle等[18]建立了HPLC /ESIMS MS方法，添加回收率为86～99%，最小检测量为0.01 mg·kg-1。而我国GB 2763-2014《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》规定[19]，按照高效液相色谱-质谱法检测，砜嘧磺隆在玉米中的最高残留限量MRL值为0.1 mg·kg-1。同样曾维爱等[15]采用固相萃取-GC法检测烟田土壤中的砜嘧磺隆，其检测限也为0.01 mg·kg-1。王利兵等[20]尽管采用的是高效液相色谱法，但仅检测的是砜嘧磺隆原药及制剂中的有效成分含量，与土壤中残留检测在提取方法上有区别。根据张仁阔等[13]对砜嘧磺隆土壤残留致烟草药害症状及其致害临界值的研究中得出的砜嘧磺隆致害临界值为0.008 3 mg·kg-1的结果来看，说明砜嘧磺隆的残留限量极低，大多数检测方法均达不到检测限要求。本实验采用高效液相色谱法，通过紫外检测器，采用外标法对土壤中砜嘧磺隆进行定量分析，其最低检出量为1.0×10-12g，土壤中的最低检出浓度为0.002 0 mg·kg-1，其残留限值低于对烟草的致害临界值，说明该方法能满足植烟土壤中砜嘧磺隆的残留检测要求。

通过检测大方县不同烟区土壤中砜嘧磺隆的残留来看，除了黄泥塘镇黄泥村和平组土样外，其余烟区残留量偏低。课题组田间走访调查时就发现该烟地连续两年在前茬玉米生长期和后茬烤烟团棵期均多次超量使用了该除草剂，上一年烟草已明显产生过除草剂药害症状，由于烟农对除草剂药害症状认识不足，还没引起足够重视。本次检测该地土壤中的砜嘧磺隆残留量达到了致害临界值，在烤烟生产中还可能会产生砜嘧磺隆药害的风险，因此该地应避免继续种植烟草、番茄等茄科作物，减少除草剂的使用。另外，砜嘧磺隆在环境中的迁移转化会受到不同地区气候、土壤和作物布局等差异的影响，因此砜嘧磺隆田间应用时尽量以复配制剂、安全剂和增效剂相结合使用，不仅可以拓宽其应用范围和防治对象，还可以避免作物药害的发生。

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DeterminationofRimsulfuronResidueinTobacco-GrowingSoilbyHighPerformanceLiquidChromatography

LIYang1，LIRong-yu1，ZHANGYi-cheng1，HUANGHua-gang2，SHENYan2，CHENXue2，YINXian-hui1*

(1.InstituteofCropProtection，GuizhouUniversity，Guiyang，Guizhou550025，China； 2.BijieTobaccoCompanyofGuizhouProvince，Bijie，Guizhou551700，China)

The phytotoxicity of the residue of rimsulfuron in the soil to succeeding tabacco was easily occurred. In order to investigate the current status of rimsulfuron residues in tobacco-growing soil， the rimsulfuron residues in soil were quantified by performance liquid chromatography. The samples were extracted using acetonitrile， and cleaned up by neutral alumina， then determined by ultraviolet detector and quantified by the external standard method. The results showed that the lowest detection quantity of rimsulfuron was 1.0×10-12g and the lowest detection concentration in the soil was 0.002 mg·kg-1. The linear ranges were 0.05～5 mg·kg-1with the linear correlation coefficient of 1. When rimsulfuron was spiked at 0.05～0.5 mg·kg-1level， the average fortification recovery of soil were 95.55～97.69%， and relative standard deviation of 1.33～4.62%. The residues of rimsulfuron in different tobacco-growing area soil in Dafang County were detected using this method. The detection results showed that the residual amount of rimsulfuron in the soil samples of the peace group of Huangni Village in Huangnitang Town was the largest in the five tobacco-growing areas， which the value was 0.008 mg·kg-1， and the risk of rimsulfuron phytotoxicity may happen in flue-cured tobacco production.

high performance liquid chromatography；tobacco-growing soil；rimsulfuron；residue；phytotoxicity

2017-05-21；

2017-09-10

中国烟草总公司贵州省公司科技项目“前茬除草剂残留对烤烟生长影响及削减技术研究”(201508)。

*

尹显慧(1978-)，博士，副教授，主要研究方向：有害生物绿色治理及农产品质量安全；E-mail： 16678192@qq.com。

S482.4+4

A

1008-0457(2017)05-0074-04国际DOI编码10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.05.014