吡虫啉在花生田环境中的残留行为及安全评价

刘同金 李瑞娟 宋国春 付亚萍 赵亚 于建垒

摘要：通过田间试验，使用Waters2695液相色谱仪进行定量分析，对吡虫啉在花生植株和土壤中的残留消解动态及最终残留量进行研究。结果表明，消解动态试验中吡虫啉在花生植株中的残留量均未检出，半衰期无法计算；在土壤中的半衰期为4.7～9.5 d，药后21 d消解74.7%以上。最终残留量试验结果表明，吡虫啉10%微囊悬浮剂可用于防治花生田蛴螬。于花生播种前拌种，最高用药量260 g a.i./100 kg种子（2 600 g制剂/100 kg种子）。

关键词：吡虫啉；花生；土壤；残留；安全评价

中图分类号：TQ450.2+6 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）16-0057-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.16.013 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Imidacloprid Residue and Behavior in the Environment of Peanut Field and Its Usage Safety Assessment

LIU Tong-jin，LI Rui-juan，SONG Guo-chun，FU Ya-ping，ZHAO Ya，YU Jian-lei

（Institute of Plant Protection，Shandong Academy of Agricultural Sciences/Shandong Key Laboratory of Plant Virology，Jinan 250100，China）

Abstract： A field experiment was conducted to reveal residual degradation dynamics and the final residues of imidacloprid in peanut and soil， the residues of imidacloprid in peanut and soil were determined by Waters2695 liquid chromatograph. The degradation dynamic test results showed that the residues in the peanut plant were undetected and the half-life was not calculated； The half-live of imidacloprid in soil was 4.7～9.5 d， and more than 74.7% degradation after application for 21 d. The final residue tests showed that 10% imidacloprid CS for control of peanut grub， the highest dosage of 260 g a.i./100 kg seed （preparation 2 600 g/100 kg seed） in peanut seed before sowing.

Key words： imidacloprid； peanut； soil； residue； safety assessment

吡虫啉（Imidacloprid），化学名称为1-（6-氯吡啶-3-吡啶基甲基）-N-硝基亚咪唑烷-2-基胺（化学式C9H10ClN5O2），CAS登录号138261-41-3；105827-78-9。吡虫啉是一种烟碱类杀虫剂，具有广谱、高效、低毒、低残留，且不易产生抗性等特点；用吡虫啉拌种，其溶解度小，活性高，持效期长，且具有良好的胃毒、触杀作用，植物可以通过根系吸收向上部传导，农业部推荐吡虫啉作为花生害虫防治的药剂[1，2]。目前有关吡虫啉的残留检测方法及其在作物上的残留研究较少，而有关吡虫啉在花生中的残留趋势及安全性评价尚未见报道。花生是重要的油料和经济作物，也是重要的食用油源、蛋白质来源和食品工业的理想原料。山东是中国主要花生产区，种植面积80万hm2左右，占全国面积的20%，蛴螬是花生的主要害虫，对花生生產影响重大[3，4]。通过山东、安徽、湖南两年三地的残留试验，采用Waters2695液相色谱仪进行检测分析，本试验对吡虫啉10%微囊悬浮剂在花生和土壤中的消解动态及最终残留进行研究，为吡虫啉在花生上的安全、合理使用和进一步推广应用以及吡虫啉的环境安全性评价提供数据基础。

1 材料与方法

1.1 材料

仪器：Waters2695液相色谱仪、旋转蒸发仪（IKA）、超声波清洗仪（天津奥特赛恩斯仪器有限公司），电子天平（美国奥豪斯），精密移液枪以及其他实验室常用仪器设备。

试剂：吡虫啉10%微囊悬浮剂，吡虫啉标准品（纯度99.2%），甲醇、乙腈为色谱纯，二氯甲烷、丙酮、无水硫酸钠、氯化钠和石油醚均为分析纯，弗罗里硅土柱（1 000 mg/6 mL），C18小柱。

1.2 田间试验方法

参照农业部农药检定所的《农药残留试验准则》[5]与《农药登记残留田间试验标准操作规程》[6]，于2016、2017年分别在山东、安徽、湖南三地进行吡虫啉10%微囊悬浮剂的消解动态和最终残留试验。

1.2.1 消解动态试验 花生植株动态试验：选择未施用过吡虫啉的花生田，在花生播种期进行试验。施药剂量为390 g a.i./100 kg种子（3 900 g制剂/100 kg种子），于花生播种前用少量水与药剂混匀，然后拌种，晾干后播种（施药时应保证花生种子均匀着药）。于花生出苗后3～4叶期开始第一次取花生植株样品，以后每隔5 d取1次，共取5次。随机多点采样，每次每小区采集花生茎叶约100枝（约1 kg），幼苗时可整株采集，去除根部，装入样本容器中，粘好标签，立即放于-20 ℃冰箱中保存，待测。

土壤动态试验：在花生田选一30 m2的地块，单独施药。施药剂量为390 g a.i./hm2（制剂3 900 g/hm2），每公顷用药液600 kg，地面均匀喷雾1次，施药后2 h、1、3、7、14、21、30、45 d随机取点6～12个，采用土钻采集0～10 cm的土壤1～2 kg，在不锈钢盆中除去碎石、杂草和植物根茎等杂物，捣碎混匀，装入样本容器中，粘好标签，放于-20 ℃冰箱中保存，待测[7]。

1.2.2 最终残留量试验 选择未施用过吡虫啉的花生田划区，设两个施药剂量，低剂量260 g a.i./100 kg种子（2 600 g制剂/100 kg种子），高剂量390 g a.i./100 kg种子（3 900 g制剂/100 kg种子）施药，于花生播种前用少量水与药剂混匀，然后拌种，晾干后播种，各施药1次，小区面积30 m2，顺序排列，重复3次。于收获期采集花生植株、花生果、土壤。另设空白对照，处理间设保护带。

1）花生样本的采集。在试验小区中随机多点采样，用铁锹挖出花生，每次每小区采摘生长正常、无病害、新鲜的带壳花生2 kg，装入样本容器中，粘好标签，放于-20 ℃冰箱中保存，待测[4]。

2）花生植株的采集。在试验小区内随机多点采样，每次每小区采集生长正常、无病害、新鲜的花生植株1 kg。装入样本容器中，粘好标签，放于-20 ℃冰箱中保存，待测。

3）土壤样本的采集。随机取点6～12个，采用土钻采集0～15 cm的土壤1～2 kg，在不锈钢盆中混匀。除去杂物，装入样本容器中，粘好标签，放于-20 ℃冰箱中保存，待测[8，9]。

1.3 分析方法

1.3.1 样品提取、净化 ①花生植株的提取、净化。称取切碎的植株10.0 g，加入5 mL去离子水、100 mL乙腈，匀浆，静置4 h，超声波提取20 min，抽滤至装有5 g氯化钠的100 mL具塞量筒中，剧烈振摇2 min，静置20 min，取20 mL上层乙腈相，减压浓缩至近干，用5 mL丙酮/二氯甲烷（5∶5，V/V）溶液溶解残渣，待过柱。

过柱方法：用5 mL丙酮/二氯甲烷（5∶5，V/V）溶液预淋弗罗里硅土柱，弃去，上样，收集。再用5 mL丙酮/二氯甲烷（5∶5，V/V）溶液洗平底烧瓶，上样，收集，在30 ℃下浓缩至近干，吹干，用甲醇/水（5∶5，V/V）定容至2 mL，过0.45 μm微孔滤膜，待测。

②花生壳的提取、净化。称取5.0 g磨碎的花生壳，加入50 mL二氯甲烷振荡提取4 h，超声提取15 min，过滤至平底烧瓶中；加入40 mL超声波提取15 min，再加入30 mL二氯甲烷超声波提取15 min重复两次，最后一次抽滤至平底烧瓶中，合并滤液，在40 ℃下减压浓缩至2 mL，吹干，用甲醇/水（5∶5，V/V）定容至5 mL，过0.45 μm微孔滤膜，待测[4]。

③花生仁的提取、净化。称取处理好的花生仁5.0 g，加入60 mL二氯甲烷浸泡过夜，次日，超声波提取15 min，过无水硫酸钠至平底烧瓶中；再加入50 mL超声波提取15 min重复两次，合并滤液，浓缩至近干，吹干。用60 mL乙腈分几次冲洗平底烧瓶，转移至分液漏斗。用20 mL石油醚液-液分配，重复两次，弃去石油醚相，收集乙腈相，浓缩至近干。用甲醇定容至10 mL，待过C18小柱。

过柱方法：用2 mL去离子水预淋C18小柱，再用2 mL甲醇预淋C18小柱重复4次，加入少量样品弃去，上样收集，过0.45 μm微孔滤膜，待测。

④土壤的提取、净化。称取土壤10.0 g，加入50 mL二氯甲烷+40 mL二氯甲烷+30 mL二氯甲烷，超声波提取15 min，重复3次，合并提取液，在40 ℃下减压浓缩至约2 mL，吹干。用甲醇/水（5∶5，V/V）溶液定容至10 mL，过0.45 μm微孔滤膜，待测[10-12]。

1.3.2 仪器条件 检测器：Waters2695液相色谱仪、紫外检测器，波长270 nm；色谱柱：ODS C18，250 mm×4.6 mm不锈钢柱；流动相∶甲醇∶水=50∶50，流速：0.8 mL/min；进样量：20 μL。在此条件下，吡虫啉与干扰杂质可以达到有效分离，花生植株、花生壳、花生仁、土壤样品和标样分离见图1。

1.3.3 结果计算 采用外标法峰面积定量。用吡虫啉标准品配5个不同浓度（10.0、1.0、0.5、0.1、0.01 μg/mL）的样品，在上述液相色谱条件下进行测定，以吡虫啉标准溶液进样量（x）与峰面积响应值（y）作标准曲线。标样线性方程为y=5 866.4x-63.666，相关系数R2=1。说明在一定范围内吡虫啉的峰面积响应值和进样量有良好的线性关系（图2）。

1.3.4 方法灵敏度、准确度及精密度 在上述色谱条件下，吡虫啉最低检出量为1×10-9 g，在花生植株、花生壳和土壤中的最低检出浓度为0.01 mg/kg；在花生仁中的最低检出浓度为0.02 mg/kg。准确度及精密度分别用添加回收率和变异系数来表示。称取一定量的花生植株、花生壳、花生仁和土壤空白对照样品，分别加入不同浓度的吡虫啉标準溶液，进行添加回收试验，在上述色谱条件下，吡虫啉保留时间6.8 min左右。试验结果表明，均能满足农药残留分析的要求。

1.3.5 添加回收率与相对标准偏差 由表1可知，分别在空白花生植株、花生壳和土壤样品中添加0.01、1.00、2.00 mg/kg三档浓度的吡虫啉标准溶液，每档重复5次，用上述分析方法测定回收率[13]。吡虫啉在花生植株中的添加平均回收率为93.3%～95.9%，相对标准偏差为1.4%～1.9%；吡虫啉在花生壳中的添加平均回收率为89.3%～102.7%，相对标准偏差为2.1%～4.1%；吡虫啉在土壤中的添加平均回收率为97.8%～99.2%，相对标准偏差为1.1%～1.5%。

在空白花生仁中添加0.02、1.00、2.00 mg/kg三档浓度的吡虫啉标准溶液，每档重复5次，用上述分析方法测定回收率。吡虫啉在花生仁中的添加回收率为93.1%～97.2%，相对标准偏差为0.5%～3.2%。本方法有较好的准确度及精密度，符合农药残留检测要求[5]。

2 结果与分析

2.1 残留消解动态

2016、2017年在山东、安徽、湖南3省进行吡虫啉10%微囊悬浮剂在花生植株、土壤中的残留消解规律试验研究。吡虫啉10%微囊悬浮剂用于花生拌种，花生植株出苗后3～4叶期开始第一次取花生植株样品，以后每隔5 d取1次，共取5次，5次取样吡虫啉残留量均未检出（<0.01 mg/kg），无法绘制标准曲线图。吡虫啉在土壤中消解动态方程和半衰期见表2。由表2可见，2016、2017年吡虫啉10%微囊悬浮剂在山东土壤中的半衰期为8.4～9.5 d，药后21 d消解率达74.7%以上；在安徽土壤中的半衰期为4.7～6.9 d，药后21 d消解率达89.4%以上；在湖南花生土壤中的半衰期为6.1～6.7 d，药后21 d消解率达91.5%以上。其消解规律均符合一级动力学方程式Ct=C0e-kt，其中，Ct为施药后间隔的残留农药浓度；C0为药后原始沉积量；k为消解速率常数；t为药后天数。总趋势基本一致，吡虫啉10%微囊悬浮剂在花生土壤中消解速度较快。

2.2 最终残留量

2.2.1 吡虫啉在花生植株、花生壳和土壤中的最终残留量 由表3可见，吡虫啉10%微囊悬浮剂260 g a.i./100 kg种子（2 600 g制剂/100 kg种子），用于花生拌种，收获期采集的花生植株、花生壳和土壤中吡虫啉的残留量均未检出（<0.01 mg/kg）；吡虫啉10%微囊悬浮剂390 g a.i./100 kg种子（3 900 g制剂/100 kg种子），用于花生拌种，收获期采集的花生植株、花生壳和土壤中吡虫啉的残留量均未检出。对照区样品均未检出（<0.01 mg/kg）。

2.2.2 吡虫啉在花生仁中的最终残留量 由表3可见，吡虫啉10%微囊悬浮剂260 g a.i./100 kg种子（2 600 g制剂/100 kg种子），用于花生拌种，收获期采集的花生仁中吡虫啉的残留量均未检出（<0.02 mg/kg）；吡虫啉10%微囊悬浮剂390 g a.i./100 kg种子（3 900 g制剂/100 kg种子），用于花生拌种，收获期采集的花生仁中吡虫啉的残留量均未检出。对照区样品均未检出（<0.02 mg/kg）。

3 小结与讨论

在“1.3.2”检测条件下，吡虫啉保留时间6.8 min左右，线性关系良好。吡虫啉的最小检出量为1×10-9 g，在花生植株、花生壳和土壤中的最低检测浓度均小于0.01 mg/kg；在花生仁中的最低检出浓度均小于0.02 mg/kg。本方法有较好的灵敏度，符合农药残留检测要求。

3.1 吡虫啉在花生植株、土壤中的消解速率

1）花生植株。吡虫啉10%微囊悬浮剂用于花生拌种防治蛴螬，在花生出苗后3～4叶期开始第一次取植株样品，以后每隔5 d取1次，共取5次，5次取样吡虫啉残留量均未检出（<0.01 mg/kg），半衰期无法计算。

2）土壤。吡虫啉10%微囊悬浮剂用于花生拌种防治蛴螬，吡虫啉在土壤中的半衰期为4.7～9.5 d，药后21 d消解74.7%以上，消解速度较快。

3.2 合理使用建议

1）2016—2017年在山东省济南市历城区遥墙镇、安徽省凤阳县府城镇和湖南省双峰县永丰镇两年三地残留试验结果，吡虫啉10%微囊悬浮剂，用于花生拌种防治蛴螬，用药量260～390 g a.i./100 kg种子（2 600～3 900 g制剂/100 kg种子），收获期采收的花生仁中吡虫啉的残留量均未检出（<0.02 mg/kg）。

2）中国规定吡虫啉在花生仁中的最高残留限量（MRL）为0.5 mg/kg[14]。

3）吡虫啉10%微囊悬浮剂用于防治花生田蛴螬，最高用药量260 g a.i./100 kg种子（2 600 g制剂/100 kg种子），于花生播种前拌种。

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