多效唑在番茄和土壤中的殘留分析及殘留動(dòng)態(tài)

多效唑在番茄和土壤中的殘留分析及殘留動(dòng)態(tài)

引用格式：包元珍、張新勇、邵金良、劉紅程、張乃明對(duì)番茄和土壤中殘留和分解的動(dòng)態(tài)研究[j]生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2014年，23（5）：864-869。BAOYuanyuan,ZHANGXinyong,SHAOJinliang,LIUHongcheng,ZHANGNaiming.Dynamicsoftheresidueanddegradationofpaclobutrazolintomatoandsoil[J].EcologyandEnvironmentalSciences,2014,23(5):864-869.多效唑,英文名稱為paclobutrazol,又名PP333、氯丁唑,化學(xué)名稱為(2RS,3RS)-1-(4-氯苯基)-4,4-二甲基-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)戊-3-醇,屬于三唑類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,是內(nèi)源赤霉素合成的抑制劑(趙敏等,2007)。多效唑具有延緩植物生長(zhǎng),抑制莖桿伸長(zhǎng),縮短節(jié)間、促進(jìn)植物分蘗、促進(jìn)花芽分化,增加植物抗逆性能,提高產(chǎn)量等作用(潘瑞熾,2002)。多效唑?qū)儆诘投镜闹参锷L(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,它能通過(guò)各種途徑進(jìn)入人體,在人體內(nèi)可能會(huì)產(chǎn)生慢性毒害,世界各國(guó)對(duì)此尤為重視。多效唑在我國(guó)推廣使用面積較大,它在作物體內(nèi)的殘留量已經(jīng)引起人們的關(guān)注。有關(guān)多效唑的殘留量,各國(guó)都有嚴(yán)格的規(guī)定,日本生姜、長(zhǎng)蔥、洋蔥、胡蘿卜、蘿卜、蒿菜、黃瓜等蔬菜上的多效唑殘留為“一律標(biāo)準(zhǔn)”(即0.01mg·kg-1),美國(guó)、歐盟、韓國(guó)等對(duì)上述蔬菜中的多效唑殘留也要求為“不得檢出”(趙微等,2010;佘佳榮等,2008),我國(guó)GB2763—2012規(guī)定了糧谷中多效唑的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)(MRL)為0.5mg·kg-1(食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)審評(píng)委員會(huì),2012)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于多效唑殘留量的分析方法主要有氣相色譜法(GC)(呂燕等,2010)、氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)(白樺等,2005;宋瑩等,2011)、液相色譜法(LC)(王曉容等,2002;陸益民等,2011;Xue等;2011)、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)(Valverde等,2010;王靜靜等,2011;徐永等,2012;張慧等,2010)等。GC和GC-MS具有靈敏度不高,操作繁瑣等缺點(diǎn);采用LC結(jié)合熒光檢測(cè)器測(cè)定多效唑殘留,有干擾,且分析對(duì)象少;采用LC-MS/MS進(jìn)行檢測(cè),存在檢測(cè)儀器普及率低,檢測(cè)費(fèi)用高等不足。對(duì)多效唑殘留的研究主要集中在小麥、水稻、白菜、黃瓜、蘋(píng)果、荔枝、芒果等糧食、果蔬上。本文建立了番茄和土壤中多效唑殘留的固相萃取-高效液相色譜(SPE-HPLC)檢測(cè)方法,并通過(guò)多效唑在番茄及其產(chǎn)地土壤中的動(dòng)態(tài)降解試驗(yàn),分析多效唑不同施用濃度與在番茄和土壤中殘留量之間的關(guān)系,采用番茄推薦質(zhì)量分?jǐn)?shù)100mg·kg-1多效唑處理時(shí)(葉海蓉等,2005),平均為90d后采收番茄中多效唑殘留量是否低于最高殘留限量0.5mg·kg-1的要求,從而驗(yàn)證多效唑推薦施用濃度的合理性。1材料和方法1.1土壤理化性質(zhì)試驗(yàn)樣品:番茄品種為粉皇后Ⅱ號(hào);供試多效唑是江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥廠生產(chǎn)的15%可濕性粉劑。供試土壤性質(zhì):紅壤,pH值7.40;堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)171.33mg·kg-1;速效磷16.58mg·kg-1;速效鉀84.88mg·kg-1;全氮2.81g·kg-1;全磷2.87g·kg-1;全鉀5.64g·kg-1;有機(jī)質(zhì)34.53g·kg-1。1.2固相萃取柱及儀器WatersAlliance2695高效液相色譜儀,配置四元泵溶劑淋洗系統(tǒng),自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng),2487雙波長(zhǎng)紫外/可見(jiàn)檢測(cè)器(美國(guó)Waters公司);HS20500D型超聲波萃取儀(天津恒奧科研有限公司);固相萃取裝置(美國(guó)SUPELCO公司)。SPE凈化柱(LC-NH2固相萃取柱500mg/3mL);Diax900高速勻漿機(jī)(德國(guó)Heidolph公司);N-EVAP氮吹儀(美國(guó)Organization公司);Arium611DI超純水機(jī)((德國(guó)Sartorius公司)。乙腈、二氯甲烷、甲醇、氯化鈉、丙酮、乙酸乙酯為分析純(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);乙腈(色譜純,美國(guó)Fisher公司),甲醇(色譜純,美國(guó)Fisher公司)、多效唑標(biāo)準(zhǔn)品(100.0mg,99%,Dr.EhrenstorferGmbH)。1.3單次給藥對(duì)多效唑殘留量的影響試驗(yàn)時(shí)間為2012年,試驗(yàn)地點(diǎn)在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤與水環(huán)境實(shí)驗(yàn)地。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》和《農(nóng)藥登記殘留田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》進(jìn)行,采用一次施藥多次采樣的方法,多效唑在番茄和土壤中的消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),另設(shè)空白對(duì)照;每個(gè)小區(qū)面積為15m2,在幼苗期將15%多效唑可濕性粉劑兌水均勻噴灑在番茄上,于施藥后1、6h、1、2、3、7、14、21、30、45、60d后分別隨機(jī)多點(diǎn)采集植株和土壤(0~15cm)樣品,剪碎或混勻后用四分法留樣0.5kg,分別測(cè)定樣品中多效唑的殘留量。本試驗(yàn)研究目的是驗(yàn)證推薦施用濃度的合理性,故設(shè)1/2推薦施用濃度、推薦施用濃度、推薦施用濃度2倍和6倍4個(gè)濃度組,即施用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50、100、200、600mg·kg-1,從而擬合多效唑在番茄和土壤中的消解動(dòng)態(tài)模型。當(dāng)施用推薦濃度的番茄平均約為90d的生育期結(jié)束時(shí),若多效唑殘留量小于最高殘留限量要求,則推薦濃度合理;若殘留量超過(guò)最高殘留限量要求,則推薦濃度的制定不合理,需重新制定較低的推薦濃度。采用高濃度試驗(yàn)?zāi)康氖窃谏趦?nèi),番茄和土壤中的多效唑殘留量可測(cè),保證擬合出的多效唑動(dòng)態(tài)消解曲線的精確性。1.4分析1.4.1標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和定量限色譜柱:CAPCELLPAKC18MGⅡ(4.6mm×250mm,5μm;Shiseido公司),流動(dòng)相:V(乙腈)∶V(水)=55∶45;流速:1.0mL·min-1;檢測(cè)波長(zhǎng):222nm,進(jìn)樣量:20.0μL;柱溫:30℃。在上述條件下,精密稱取多效唑標(biāo)準(zhǔn)品10.0mg,置于1mL容量瓶中,用乙腈溶解并稀釋至刻度,搖勻,得多效唑貯備液10mg·L-1。用乙腈稀釋濃度分別為0.25、0.5、1.0、2.0、5.0mg·L-1系列質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。以多效唑標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度(X,mg·L-1)對(duì)其所對(duì)應(yīng)的色譜峰面積(Y)做標(biāo)準(zhǔn)曲線。多效唑在0.1~5.0mg·L-1之問(wèn)具有良好的線性關(guān)系,回歸方程為Y=5442.1x+903.41,相關(guān)系數(shù)(r)為0.9995,該方法的儀器檢出限(S/N=3)為0.008mg·kg-1。色譜圖見(jiàn)圖1。1.4.2提取番茄的制備果實(shí)樣品:稱取勻漿打碎番茄樣品15.0g,于150mL三角瓶中,加入30mL乙腈,在勻漿機(jī)上高速勻漿1min后,用濾紙過(guò)濾,濾液收集到裝有5.0gNaCl的100mL具塞量筒中,收集濾液50.0mL,蓋上塞子劇烈震蕩1min,在室溫下靜置30min,使乙腈相和水相分層。從100mL具塞量筒中吸取上清液10.0mL放入150mL燒杯中,將燒杯放在80℃水浴鍋上加熱,杯中緩緩?fù)ㄈ氲獨(dú)?蒸發(fā)近干,加入2.0mL甲醇-二氯甲烷(體積分?jǐn)?shù)為5∶95),蓋上鋁箔備用,待凈化。凈化用NH2固相萃取柱,5mL甲醇-二氯甲烷(體積分?jǐn)?shù)為5∶95)預(yù)淋洗,棄去淋出液,將上述2mL凈化液轉(zhuǎn)入柱中,用8mL甲醇-二氯甲烷(體積分?jǐn)?shù)為5∶95)淋洗SPE柱,收集淋出液,于40℃氮吹濃縮至近干,用2mL乙腈定容,經(jīng)0.22μm有機(jī)相濾膜過(guò)濾,待測(cè)定。植株、土壤樣品:準(zhǔn)確稱取風(fēng)干并過(guò)20目篩的土壤樣品10.0g或勻漿打碎番茄植株5.0g,加少量水于100mL磨口三角瓶中,加入50mL乙腈,放置在超聲波萃取儀上30min,過(guò)濾濾液收集到裝有3.0gNaCl的100mL具塞量筒中,收集濾液50.0mL,蓋上塞子劇烈震蕩1min,在室溫下靜置30min,使乙腈相和水相分層。從100mL具塞量筒中吸取上清液20.0mL放入150mL燒杯中。凈化同果實(shí)處理。2結(jié)果與分析2.1加標(biāo)回收率和方法本方法的準(zhǔn)確度和精確度采用添加回收率和變異系數(shù)表示。在制備的番茄、植株和土壤空白樣品中添加多效唑標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個(gè)濃度水平重復(fù)5次,按上述分析方法測(cè)定回收率,空白果實(shí)15.0g,空白植株5.0g,空白土壤10.0g,計(jì)算平均加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可知,番茄果實(shí)、植株和土壤樣品中添加多效唑的質(zhì)量濃度為0.05~0.5mg·kg-1時(shí),其添加回收率分別為92.45%~103.70%、94.52%~98.85%和94.30%~102.10%,變異系數(shù)分別為3.69%~5.00%、1.58%~4.53%和1.28%~3.35%,說(shuō)明該方法的準(zhǔn)確度和精密度均較好,符合《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》允許的范圍(70%~110%)(李本昌,2001)。2.2a.2不同濃度多效唑殘留試驗(yàn)施用多效唑質(zhì)量分?jǐn)?shù)50mg·kg-1的處理試驗(yàn)結(jié)果表明:多效唑在植株上的原始附著量為2.42mg·kg-1,Ct=1.1511e-0.6231t,半衰期T1/2=1.11d,降解99%T0.99=7.37d,相關(guān)系數(shù)r=0.9813,7d已降解99.17%;100mg·kg-1處理試驗(yàn)結(jié)果表明:在植株上的原始附著量為9.28mg·kg-1,Ct=3.8420e-0.5512t,半衰期T1/2=1.26d,降解99%T0.99=8.34d,相關(guān)系數(shù)r=0.9961,7d已降解98.82%;200mg·kg-1處理試驗(yàn)結(jié)果表明:在植株上的原始附著量為15.13mg·kg-1,Ct=2.2065e-0.4437t,半衰期T1/2=1.56d,降解99%T0.99=10.36d,相關(guān)系數(shù)r=0.9782,7d已降解97.33%;600mg·kg-1處理試驗(yàn)結(jié)果表明:在植株上的原始附著量為18.36mg·kg-1,Ct=13.2130e-0.4183t,半衰期T1/2=1.66d,降解99%T0.99=10.98d,相關(guān)系數(shù)r=0.9968,7d已降解96.43%。以上不同濃度在21、30、45、60d時(shí)均未檢出多效唑殘留。多效唑在番茄植株中的動(dòng)態(tài)降解曲線見(jiàn)圖2。由圖2可知,在各處理組中番茄植株中多效唑殘留量與施用濃度呈現(xiàn)出正相關(guān)的變化趨勢(shì),與采樣時(shí)間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)的變化趨勢(shì)。不同的處理組,多效唑殘留量的降低表現(xiàn)出一定的差異。從圖2可以看出,當(dāng)施用濃度為50mg·kg-1時(shí),施用0.25d后,番茄植株中的多效唑殘留量顯著降低,在施用7d時(shí)已經(jīng)檢測(cè)不到多效唑殘留量。由方差分析可知,當(dāng)施用濃度為600mg·kg-1時(shí),番茄植株中多效唑殘留量與對(duì)照存在顯著差異。由于多效唑殘留量與采樣時(shí)間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,且推薦施用濃度100mg·kg-1在3d時(shí)檢出濃度為0.4572mg·kg-1,低于多效唑最高殘留量0.5mg·kg-1要求,在番茄平均90d的生長(zhǎng)周期后,多效唑殘留量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最高限值要求,推薦濃度合理。多效唑在小白菜葉片和土壤中的半衰期為2~3d(于聲等,2007),在油菜植株和土壤中的半衰期為4~18d(佘佳榮等,2008),在小麥植株和土壤中的半衰期為0.3~7d(趙微等,2010),多效唑在這3類作物中的消解速率較快,在合理施用的前提下,多效唑的使用是安全的。倪竹如等(1992)采用3H標(biāo)記的多效唑,研究在柑桔上的吸收與運(yùn)轉(zhuǎn),柑桔葉片在多效唑處理后1d內(nèi)吸收率增長(zhǎng)較快,其后緩慢,但吸收的多效唑輸往植株的量甚少。應(yīng)避免施藥后1d內(nèi)雨水淋洗而影響藥劑處理效果,需選擇晴朗天氣用藥效果較好。2.3g-1和采用ct法測(cè)定多效唑殘留量在施用多效唑濃度為50mg·kg-1時(shí),土壤內(nèi)檢測(cè)不到多效唑殘留量;100mg·kg-1處理試驗(yàn)結(jié)果表明:多效唑在土壤中的原始附著量為0.10mg·kg-1,Ct=0.0804e-0.4711t,半衰期T1/2=1.47d,降解99%T0.99=9.75d,相關(guān)系數(shù)r=0.9766,7d已降解97.22%;200mg·kg-1處理試驗(yàn)結(jié)果表明:多效唑在的土壤中的原始附著量為0.21mg·kg-1,Ct=0.1268e-0.294t,半衰期T1/2=2.36d,降解99%T0.99=15.63d,相關(guān)系數(shù)r=0.9982,7d已降解90.45%;600mg·kg-1處理試驗(yàn)結(jié)果表明:多效唑在的土壤中的原始附著量為0.36mg·kg-1,Ct=0.1806e-0.2496t,半衰期T1/2=2.78d,降解99%T0.99=18.41d,相關(guān)系數(shù)r=0.9908,7d已降解87.96%。以上試驗(yàn)在30、45、60d時(shí)均未檢出有多效唑殘留。多效唑在土壤中的降解曲線見(jiàn)圖3。由圖3可知,在各處理組中土壤中多效唑殘留量與施用濃度呈正相關(guān)變化趨勢(shì),與采樣時(shí)間則呈負(fù)相關(guān)變化趨勢(shì),不同的處理組,多效唑殘留量的降低表現(xiàn)出一定的差異。當(dāng)施用14d后,各種施藥濃度下多效唑殘留量均顯著降低。由方差分析可知,當(dāng)施用濃度高于200mg·kg-1時(shí),土壤內(nèi)多效唑殘留量與對(duì)照存在顯著差異。在施用濃度為50mg·kg-1時(shí),土壤內(nèi)檢測(cè)不到多效唑殘留量;推薦施用濃度100mg·kg-1在7d時(shí)檢測(cè)不到多效唑殘留量,推薦濃度較合理。2.4多效唑在番茄中的定量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)15%多效唑可濕性粉劑處理后,至番茄收獲時(shí),試驗(yàn)的番茄、植株