甘蔗叶片莠灭净和敌草隆的检测及其残留降解

赵勇，罗志明，朱建荣，昝逢刚，赵丽萍，方志存，刘家勇*

(1.云南省农业科学院 甘蔗研究所，云南 开远 661699； 2.屏边县农业和科学技术局，云南 屏边 661200)

甘蔗是世界上的主要糖料作物，甘蔗叶是食糖工业的副产品。蔗叶还田[1-3]、蔗叶饲料生产和储存[4-5]、蔗叶生物能源再生[6-7]、蔗叶生产木糖醇[8]，以及其他以蔗叶为原料的加工技术[9-11]的出现，为蔗叶的多元化利用创造了现实途径。在甘蔗大田生产中，杂草不仅会与甘蔗争水、争肥，还会荫蔽甘蔗幼苗，争光、争热，直接影响甘蔗的产量和品质[12-13]。化学除草技术具有工效高、见效快、防治彻底等优势，在蔗区广泛应用。但是，除草剂在防除杂草的同时，也会对甘蔗生长造成一定的影响[14-15]。同时，由除草剂喷施造成的农药残留问题也越来越严重，植物污染[16]、土壤污染[17]、地下水污染[18]、河流污染[19]等一系列问题相继产生。其中，蔗叶污染直接影响以蔗叶为原料的一系列产品的生产、加工与利用，同时间接造成其他方面的药物污染。因此，建立一种检测蔗叶中除草剂残留的化学检测方法刻不容缓。

莠灭净是一种三氮苯类选择性内吸传导型除草剂，对植物的光合作用有抑制作用，属选择性除草剂。莠灭净杀草作用迅速，可被0—5 cm土壤吸附，形成药层，使杂草萌发出土时接触药剂，对刚萌发的杂草防效最好，可用于甘蔗田里马唐、狗尾草等一年生田间杂草。敌草隆为取代脲类除草剂，属光合作用抑制剂，用于防除非耕作区一般杂草，可防杂草重新蔓延。这2种除草剂为目前蔗区主要使用的除草剂类型。检测莠灭净和敌草隆残留的方法很多，其中使用最广泛的是利用现代色谱法进行检测分析[20-21]。其中，常见的有气相色谱法、高效液相色谱法、气质联用法等。姚菊仙[22]建立了莠灭净的气相色谱分析方法；平立凤等[23]建立了超高效液相色谱测定甘蔗和土壤中敌草隆残留的方法；王天顺等[24]建立了用气相色谱-质谱法同时测定蔗汁中莠去津与莠灭净残留量的方法。本实验拟建立用液相色谱/串联三重四级杆质谱仪同时检测蔗叶中莠灭净和敌草隆的检测方法，分析莠灭净和敌草隆在蔗叶中的残留动态，以期为蔗叶的利用提供检测方法和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

甘蔗品种为新台糖22号(ROC22)，系目前云南种植面积最广的甘蔗生产品种，遍布云南各大蔗区。

80%莠灭净可湿性粉剂，广西易多收生物科技有限公司生产；80%敌草隆可湿性粉剂，安徽广信农化股份有限公司生产。二者系云南蔗区主要应用的除草剂。

1.2 样品田间管理

除草剂喷施方法：于蔗苗6～8叶期，按杂草防治要求，一次性喷施2种除草剂。根据浓度要求兑水后直接喷洒于甘蔗叶面，均匀喷雾，以药液不滴为度。

取样方法：于喷施除草剂2、15、30、60、90 d后，定点20株甘蔗，每次取正二叶片500 g，送检。

1.3 药品和试剂

敌草隆、莠灭净的标准品，购自农业农村部环境保护科研监测所。乙腈(色谱纯)，Dima；氯化钠(分析纯)，西陇化工；无水硫酸镁(分析纯)，西陇化工；无水硫酸钠(分析纯)，西陇化工；PSA(N-丙基乙二胺)，博纳艾杰尔；C18，美国Agilent公司。

1.4 仪器与设备

Agilent 1290/6460液相色谱/串联三重四级杆质谱仪(配自动进样器)，美国Agilent公司；Agilent SB-C18色谱柱(50 mm×2.1 mm，1.8 μm)，HP-35MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)色谱柱，美国Agilent公司；Sigma 4-16 K高速离心机，德国Sigma公司；KQ500-DB超声波清洗仪，江苏昆山超声仪器有限公司；AB204-S型电子天平(感量0.000 1 g)，瑞士Mettler-Toledo公司；Milli-Q超纯水仪，美国Millipore公司。

1.5 方法

1.5.1 残留提取

将甘蔗叶切成小块后用均质机粉碎。准确称取5.00 g粉碎的甘蔗叶于50 mL具塞离心管中，准确加入50 mL乙腈均质90 s，超声提取30 min，加入3 g氯化钠，涡旋振荡1 min，6 000 r·min-1离心5 min。

1.5.2 净化

取5 mL上清液于净化管(PSA填料100 mg，C18填料100 mg，无水硫酸镁30 mg)中，振荡混合5 min，静置5 min，有机相滤膜过滤，待液相色谱-质谱联用仪分析。

1.6 液相色谱-质谱联用仪条件

色谱条件。流动相A为0.02 mol·L-1乙酸铵溶液，流动相B为乙腈。洗脱梯度：0～7 min：80%～0流动相A，20%～100%流动相B；7.1～9.0 min：100%流动相B；9.1～12 min：80% A，20% B。流速0.2 mL·min-1，柱温30 ℃，进样体积2 μL。

质谱条件：离子源，电喷雾电离源(ESI)；扫描方式，正离子和负离子扫描；检测方式，多反应监测(MRM)；电喷雾电压，500 V；鞘气、干燥气体，氮气；干燥气温度，325 ℃；干燥气流量，6 L·min-1；鞘气温度，380 ℃；鞘气流量，10 L·min-1；毛细管电压，4 000 V。2种除草剂的检测参数：敌草隆，[M+H]离子峰233，锥孔电压88 V，定量离子(m/z)72.2，碰撞能17 V，定性离子(m/z)46.1，碰撞能13 V；莠灭净，[M+H]离子峰228，锥孔电压120 V，定量离子(m/z)186，碰撞能10 V，定性离子(m/z)158，碰撞能21 V。

2 结果与分析

2.1 色谱柱及升温条件的选择

对比SB-C18色谱柱和HP-35MS色谱柱对敌草隆和莠灭净的分离效果，结果表明，敌草隆、莠灭净在Agilent SB-C18色谱柱上的分离效果优于HP-35MS色谱柱。选取Agilent SB-C18色谱柱，在1.6节实验条件下，敌草隆和莠灭净的保留时间分别为3.925 min和3.075 min，空白蔗叶样品和加标样品的色谱图见图1。

图1 蔗叶空白样品(A)及加标样品(B)的检测色谱

2.2 方法的准确度、精密度和回收率

以空白基质提取液配制2种除草剂不同浓度的混合标样溶液，上样，得出2种除草剂的工作曲线线性方程及其决定系数(表1)，2种除草剂在20～400 ng·mL-1范围内线性良好，莠灭净和敌草隆的定量限为0.003 mg·kg-1。选用空白蔗叶样品分别添加莠灭净、敌草隆进行回收实验，3种除草剂分别按0.02、0.04、0.10 mg·kg-1的水平添加，重复进行6次平行实验。敌草隆的回收率为87.6%～97.4%，相对标准偏差(RSD)为2.8%～4.2%；莠灭净的回收率为89.3%～101.3%，相对标准偏差为3.6%～4.6%。以上结果表明，本实验方法检测蔗叶中敌草隆和莠灭净有较好的精密度和回收率。

表1 检测方法的线性回归方程、相关系数、检出限和定量限

2.3 除草剂在蔗叶中的残留动态

检测新台糖22号样品中2种除草剂的残留量(表2)。结果表明，90 d内除草剂残留量呈明显下降趋势。在喷施除草剂后2～30 d，蔗叶中的敌草隆、莠灭净残留量大幅降低，60 d内基本降解，至90 d时莠灭净残留量已低于检测限。

表2 莠灭净和敌草隆残留量

3 小结与讨论

本研究建立了液相色谱/串联三重四级杆质谱检测甘蔗叶片中敌草隆和莠灭净的方法，并研究了2种除草剂在蔗叶中的残留动态。结果表明，本文建立的实验方法用于检测蔗叶中的敌草隆和莠灭净时有较好的精密度和回收率。敌草隆和莠灭净在蔗叶喷施90 d内基本降解完毕。

液相色谱/串联三重四级杆质谱法因具有检测范围广、精密度高等特点而广泛应用于化工、食品、医疗、农业等方面。在甘蔗敌草隆和莠灭残留检测方面：寿林飞等[25]利用高效液相色谱法研究了甘蔗及土壤中敌草隆残留；刘彬等[26]利用高效液相色谱法测定了甘蔗及土壤中莠灭净与敌草隆的残留。但是，目前还没有利用液相色谱/串联三重四级杆质谱法测定甘蔗叶片中敌草隆和莠灭净的相关文献报道，本实验建立了此方法，并取得了良好的效果。

影响莠灭净和敌草隆衰减的因素有多种，如施药剂量、吸附剂、生物降解等。本实验结果表明，在15 d内，莠灭净和敌草隆的残留量呈明显下降趋势，60～90 d消解殆尽。但是，由于云南开远地区的甘蔗生长期也是雨季到来期，在蔗叶喷施敌草隆和莠灭净后，雨水可能会影响除草剂的残留状况。今后有必要对这2种除草剂的消解机理及多因素影响下的除草剂降解动态作进一步深入研究。