王 岩,孟宪杰
(吉林农业大学资源与环境学院,长春 130118)
精异丙甲草胺,英文通用名:s-metolachlor,化学名称:(aRS,1S)2-氯-N-(6-乙基-O-甲苯基)-N-(2-甲氧基-1-甲基-乙基)乙酰胺,它是1997年由汽巴-嘉基公司推广的酰胺类除草剂,适用于玉米、大豆、甜菜等作物,防除一年生禾本科杂草[1],它是由异丙甲草胺的高活性的S体组成[2]。为了认识精异丙甲草胺在甜菜和土壤中的残留动态情况,作者在黑龙江、吉林两地同时进行残留动态试验,测定其使用后不同时期的残留量[3-4],为其合理使用及环境的安全性评价提供科学依据[5]。
农药:960g/L精异丙甲草胺乳油(先正达(中国)投资有限公司产品),作物:甜菜,试验地点:吉林省长春市、黑龙江省海伦市。试验时间:2007~2008年。
1.2.1 精异丙甲草胺在甜菜植株和土壤中的消解动态试验 试验设960g/L精异丙甲草胺乳油20255mL/hm2和空白对照两个处理,3次重复,小区面积30m2,在甜菜播后苗前土壤喷雾施药1次,施药后按0、1、3、5、7、14、20、30、40、60d、收获期采集甜菜田土壤样品,取土深度0~10cm,同时采集空白样品,于甜菜生长至15cm高开始第一次采样(原始沉积量),以后按 1、3、5、7、14、20、30、40、60d、收获期采集甜菜植株样品,剪碎后四分法取样500g。包装上写明标签,贮存于-20℃冰箱中待测。
1.2.2 精异丙甲草胺在甜菜植株和土壤中的最终残留试验 设高、低剂量和空白3个处理,在甜菜播后苗前,分别用960g/L精异丙甲草胺乳油1350、2025mL/hm2,土壤喷雾施药1次,3次重复,小区面积30m2。收获时分别采集土壤、甜菜植株和甜菜块根样品,样品经处理后贮存于-20℃冰箱中待测。
1.3.1 仪器设备 Agilent 6890气相色谱仪(μ-ECD)及工作站;组织捣碎机;恒温水浴振荡机;超声波清洗器;旋转真空蒸发器;分液漏斗、圆底烧瓶、层析柱等各种玻璃器皿等。
1.3.2 药品及试剂 甲醇、二氯甲烷、正己烷、乙醚、无水硫酸钠、活性炭、中性氧化铝、助滤剂(均为A.R.);精异丙甲草胺标准品:纯度99.6%(先正达中国投资有限公司)。
1.4.1 样品前处理 (1)提取:甜菜植株及块根:取甜菜植株或块根20g置于组织捣碎机中,加入80mL甲醇∶水(80∶20,V∶V),匀浆2min,在铺有助滤剂的漏斗中减压抽滤,用提取液20mL×2冲洗组织捣碎瓶及滤渣。土壤样品:取土样 40g(折算风干土),置于具塞三角瓶中,加入 80mL 甲醇∶水(80∶20,V∶V),震荡提取 1h 后减压抽滤,用提取液20mL×2冲洗三角瓶及滤渣。
(2)净化:植株样品:将滤液转移至500mL分液漏斗中,加入50mL饱和氯化钠溶液,100mL蒸馏水,分别用二氯甲烷(50、40、30mL)萃取3次,经无水硫酸钠脱水后,旋转蒸发近干,用5mL正己烷溶解浓缩后的残渣,过中性氧化铝-活性炭层析柱。在层析柱内依次加入2cm无水硫酸钠,3g中性氧化铝(10%蒸馏水减活),0.03g活性炭,2cm无水硫酸钠。先用20mL正己烷:乙醚(2∶1,V∶V)预淋洗,弃去淋洗液,加入样品后,用60mL正己烷∶乙醚(2∶1,V∶V)洗脱,收集洗脱液,在 40℃下减压浓缩至干,正己烷定容至 2mL,供气谱测定。
块根样品:将滤液转移至500mL分液漏斗中,加入50mL饱和氯化钠溶液,100mL蒸馏水,分别用二氯甲烷(50、40、30mL)萃取3次,每次萃取后在50℃水浴锅中加热1min,消除乳化现象。以下操作与植株相同。
土壤样品:将滤液移入分液漏斗中,加入30 mL饱和氯化钠溶液,100mL蒸馏水,用二氯甲烷(50、40、30mL)萃取3次,弃去水相,有机相用无水硫酸钠脱水后置于旋转蒸发器中40℃下,减压浓缩至干,正己烷定容至4mL,待气谱测定。
1.4.2 测定 气相色谱条件:Agilent 6890气相色谱仪配μ-ECD检测器及Agilent 6890工作站,色谱柱:HP 30.0m×320μm×0.25μm 毛细管柱,进样口温度:260℃,检测器温度:280℃,柱温:80℃,保持 1min,以升温速率15℃/min升温到200℃保持5min,以升温速率20℃/min升温到260℃保持3min。载气:氮气(≥99.999%),1.0mL/min,尾吹气流量:30.0 mL/min,进样量:1μL,相对保留时间:11.48~11.55min。
采用标准曲线法进行定量[6],用精异丙甲草胺的标准品配不同质量浓度的样品,在上述条件下,测定精异丙甲草胺的进样量和峰面积的相关性,其线性回归方程为y=25592x+539.83,相关系数为r=1。
取土壤40g、甜菜植株和块根各20g,分别添加0.01、0.10、0.50mg/kg三个水平,重复 5次,按照上述前处理方法和仪器条件测定回收率,土壤、甜菜植株、块根添加回收率测定结果见表1。
表1 精异丙甲草胺在土壤、甜菜添加回收率
用960g/L精异丙甲草胺乳油2025mL/hm2,在甜菜播后苗前土壤喷雾施药1次,于施药后不同时间采样进行测定,结果见表2。
用960g/L精异丙甲草胺乳油2025mL/hm2,在甜菜播后土壤喷雾施药1次,施药后于甜菜生长至15cm高时,按不同时间采样进行测定(表2)。
用960g/L精异丙甲草胺乳油高低剂量 1350、2050mL/hm2,加水 40kg,在甜菜播后苗前土壤喷雾施药1次,收获期土壤、甜菜植株、块根中的最终残留量均低于各自检测极限。
表2 精异丙甲草胺在土壤及甜菜植株上的降解动力学参数
用960g/L精异丙甲草胺乳油2025mL/hm2,在甜菜播后苗前土壤喷雾施药1次,在吉林、黑龙江省两年两地甜菜田测定精异丙甲草胺的半衰期,土壤中为9.0~12.7d,甜菜植株中为17.0~22.3d。测定结果表明,精异丙甲草胺在土壤和甜菜植株中的消解速度较快,施药后40d精异丙甲草胺在土壤中消解率大于90%,甜菜植株中施药后60d的消解率大于80%。从消解速率测定结果看,精异丙甲草胺在土壤和甜菜植株中较易于降解。两年收获期土壤、甜菜植株、甜菜块根中精异丙甲草胺的残留量均低于各自检出极限。韩国规定精异丙甲草胺在甜菜中MRL为0.05mg/kg。建议我国制定精异丙甲草胺在甜菜上的MRL值为0.05mg/kg,960g/L精异丙甲草胺乳油用量不超过1350mL/hm2。
[1]农业部农药检定所.农药残留量实用检测方法手册第一卷[M].中国农业出版社,1995.
[2]Dale L Shaner,Galen Brunk,David Belles,et al.Soil dissipation and biological activity of metolachlor and S-metolachlor in five soils[J].Pest Management Science,2006,62(7):617-623.
[3]张浩,刘伊玲,徐威.异丙甲草胺在大豆田土壤中的残留动态[J].吉林农业大学学报,1997,19(3):68-71.
[4]莫仁甫,林明珍,覃建林,等.异丙甲草胺在甘蔗中的残留动态研究[J].广西农业科学,1997(4):183-184.
[5]Sikkema,P.H.,et al.Effect of S-metolachlor application timing on cabbage tolerance.Crop Prot.2007,26(12):1755-1758.
[6]张玉婷,郭永泽,刘磊,等.精异丙甲草胺在大豆及土壤中的残留动态[J].农药2008,47(2):130-132.