炔草酯在麦田土壤中的消解动态

马新生，吴慧明，尚子帅，朱国念

(浙江大学 农药与环境毒理研究所，浙江 杭州 310029)

炔草酯是先正达作物保护有限公司开发的芳氧苯氧羧酸酯类手性含氟高效低毒除草剂，对恶性禾本科杂草有显著效果，与安全剂以一定比例混合，用于禾谷类作物，对禾本科杂草如鼠尾草、看麦娘、野燕麦、黑麦草、早熟禾、狗尾草等有较好防效。炔草酯在土壤中能迅速降解，对后茬作物无影响［1-5］。

Sugata Roy等［6］开发了炔草酯 (clodinafoppropargyl)和炔草酸 (clodinafop acid)在小麦田样品中残留量的液相检测方法，并指出炔草酯可以在短时间内在土壤中转化为炔草酸，研究炔草酯及其代谢产物炔草酸在土壤中的残留动态是必要的。

本文采用液质联用技术建立了炔草酯和炔草酸在小麦植株和土壤中的残留分析方法，并研究了炔草酯和炔草酸在室内外土壤中的消解动态，为评价该药剂适用于小麦的持效期及风险评估提供依据，为该药的合理使用提供依据。

1 材料与仪器

1.1 供试材料

农药标准品:炔草酯≥98.1%，炔草酸≥96.0%均由杭州宇龙化工有限公司提供。

供试农药:炔草酯15%可湿性粉剂由杭州宇龙化工有限公司提供。

试剂:甲醇 (HPLC级，TEDIA公司)，丙酮，二氯甲烷，盐酸，氯化钠，无水硫酸钠 (AR，市售)等。

1.2 仪器设备

UPLC-MS/MS(Waters Premier XE)，色谱柱CAPCELL PAK C18 IF S2;R-215旋转蒸发仪 (瑞士BUCHI);N-EVAP 11氮吹仪 (杭州尔力);大型冷冻恒温振荡器 (DHZ-DA型);捣碎机、平底烧瓶及各种玻璃仪器;0.000 1感量电子天平，0.001感量电子天平。

1.3 田间试验设计

田间试验在浙江省诸暨市小麦田中进行。土壤类型:沙壤土，pH值6.5。

选1块约15 m2的地块，除去土表附着物，按制剂用量1 g·m-2施药。兑水施药后，分别于施药后0(2 h)，1，3，7，14，21，28和45 d取土壤检测炔草酯和代谢产物炔草酸残留量。采样和样品处理按照《农药残留试验准则》进行［7］。

1.4 室内试验土壤中的降解试验

取一定量的田间试验地土壤为供试土壤，经风干，研磨，过1 mm筛备用。

试验前，供试土壤要预先放置在温度为 (25±1)℃避光培养箱中预培养7 d。试验时，取20 g备用土壤于于150 mL三角瓶中，为了尽量使室内土壤浓度跟田间第1天检测浓度 (约为0.4 mg·kg-1)保持一致，在每个三角瓶中加入100 mg·L-1的炔草酯溶液0.1 mL，搅拌均匀后，加去离子水调节土壤含水量至田间持水量的60%，牛皮纸封口，置于 (25±1)℃避光恒温箱中培养，定期取样。每次各取1组测定土壤中的残留量，已取样品保存于-20℃冰箱中。试验过程中，每周补水 (灭菌后的去离子水)1次。

2 分析方法

2.1 标样的配制

分别准确称取10.2，10.4 mg炔草酯、炔草酸标准品，于10 mL容量瓶中，用色谱甲醇溶解后，定容至刻度，配制成1 000 mg·L-1的标准液，并将配制好的标准液逐步稀释成100，10，1，0.1，0.01和0.005 mg·L-1的标准溶液。

2.2 土壤样品中的提取与净化

称取20.00 g样品至250 mL锥形瓶中，加入20.00 mL去离子水，静置15 min，再加入80 mL丙酮，于振荡器上振荡30 min，用铺有2层滤纸的布氏漏斗抽滤，滤渣用40 mL丙酮洗。将滤液全部转移至已装有50 mL 3%的 NaCl溶液的分液漏斗中，加入100 mL二氯甲烷液-液分配萃取 (振荡5 min)，静置分层后，用250 mL平底烧瓶收集下层 (二氯甲烷层)液体;上层水相再用40 mL二氯甲烷萃取2次，过无水硫酸钠收集合并二氯甲烷提取液，30℃水浴减压浓缩，N2吹干，用2 mL色谱甲醇溶解残留物，过0.22μm膜后，待测。

2.3 仪器方法

流动相。A液，0.1%甲酸水溶液;B液，乙腈，采 用 梯 度 淋 洗 (表 1)。流 速:0.3 mL·min-1。柱温:30℃。进样体积:10μL。炔草酯的保留时间约为2.0 min，炔草酸的保留时间约为1.5 min。

表1 超高效液相色谱洗脱梯度

质谱条件。质谱扫描方式:多离子反应检测模式检测 (MRM)。离子源:ESI(+);毛细管电压:2.5 kV;锥孔电压:30 V;离子源温度:120℃;锥孔反吹气流量:50 L·h-1;RF透镜电压:0.0 V;脱溶剂气温度:350℃;脱溶剂气流量:500 L·h-1。

质量分析器。分析器1低端分辨率 LF Resolutin 1:13.5 V;高端分辨率HM Resolution 1:13.5 V;离子能量1:1.0;入口透镜电压:0 V;出口电压:0 V;分析器2低端分辨率LF Resolutin 2:13.5 V;高端分辨率HM Resolutin 2:13.5 V;离子能量2:1.0。

炔草酯的 m/z 351.8/267.58，351.8/91.05为定性离子对，m/z 351.8/91.0为定量离子;炔草酸m/z 312.3/266.6，312.3/91.4为定性离子对，m/z 312.3/91.0为定量离子。

3 结果与讨论

3.1 试验结果

3.1.1 方法准确度和精密度

空白土壤的添加回收试验结果表明 (表2)，当炔草酯添加浓度为0.01～1.0 mg·kg-1时，回收率最低为80.8%，最高为84.5%;炔草酸的回收率则为80.0%～87.7%。变异系数为1.8% ～5.5%，符合农药残留试验准则［9］的相关要求。

表2 土壤中的添加回收率 %

3.1.2 方法灵敏度

依照上述样品处理方法和仪器条件，炔草酯和炔草酸的最小检出量分别为7.4×10-10g和2.9×10-11g，在土壤样品中最低检出浓度分别为0.01，0.001 mg·kg-1。

此方法符合农药残留检测灵敏度的要求。

3.2 外标法定量

基质加标，外标法单点校正定量。用空白样品按2.2样品提取和净化方法所得的溶液，将标样稀释成 0.001，0.050，0.100，0.500，1.000 mg·kg-1的标准工作液，分别进样得到土壤基质加标准曲线，所得标准工作曲线均呈良好的线性。

3.3 炔草酯和炔草酸在麦田土壤和室内试验土壤中的消解动态

由上述降解试验可知 (图1，b)，炔草酸降解较慢，因此又做了炔草酸在标准浓度 (10 mg·kg-1)下在室内试验土壤中的降解试验 (图1，c)。除在每个三角瓶中准确加入100 mg·L-1的炔草酯溶液2 mL外，其他试验操作同上。

田间试验结果表明，炔草酯和炔草酸在土壤中的消解动力学曲线方程为:Ct=0.150e-0.08t，R2=0.900和Ct=0.152e-0.09t，R2=0.951;在室内试验土壤降解试验中，消解动力学曲线分别为:Ct=0.163e-0.277t， R2=0.852 和 Ct= 10.61e-0.049t，R2=0.975。

图1 炔草酯在土壤 (a田间;b室内)和炔草酸 (c室内)中的消解动态曲线

炔草酯和炔草酸在麦田土壤中的半衰期T1/2分别为6.3 d和7.7 d，在室内试验土壤中的半衰期T1/2分别为2.5 d和14.1 d。

4 小结

在分析方法研究中，对UPLC-MS/MS各项参数进行了优化，显著缩短仪器检测时间。本文应用UPLC-MS/MS所建立的分析方法，其前处理步骤较QuEChERS方法［8］复杂，但考虑到农药本身的特殊性，本试验采用传统的液-液分配［9］技术，这样可以得到更高和更稳定的回收率结果，保证了分析的准确性和可靠性。Sugata等［6］用液相色谱法分析炔草酸残留量时，其最低检测浓度为 0.25 mg·kg-1，每个样品仪器分析时间为5 min。本文采用超高效液相色谱-串联质谱法建立的分析方法，最低检测浓度可达到0.01～0.001 mg·kg-1，且每个样品仪器分析时间约为3 min。故本文采用的分析方法具有灵敏度高，分析时间短的特点。

消解动态研究结果表明，炔草酯和炔草酸在麦田土壤和室内试验土壤中的残留量随采样时间的延长而逐渐降低，消解动态曲线符合一级动力学方程。田间试验结果表明，施药当天采集的土壤样品中炔草酸的含量不高，而在施药1 d后达到最高，为0.225 mg·kg-1，其后又逐渐降低，呈现先升后降的趋势，这可能是由于施药后炔草酯在土壤中会转化为炔草酸，导致其残留量降低而炔草酸的含量会相对升高的原因。室内土壤降解试验中，炔草酸的含量亦呈先升后降的趋势，炔草酯的半衰期是2.5 d，这与Sugata等［6］报道的炔草酯在土壤中的半衰期为3.4 d的研究结果相差不大;从起始添加浓度为10 mg·kg-1的炔草酸的降解试验可以得出，炔草酸的半衰期为14.1 d，根据文献 ［10］，说明炔草酯和其代谢物炔草酸在土壤中属于易降解农药。由室内外试验结果可知，炔草酸在室内土壤中的半衰期大于田间试验的半衰期，这是由于室内外环境土壤温度、水分、光照等因素的差异［11］引起的。

［1］ 刘君良，张少逸.麦田优秀除草剂:炔草酸 ［J］.农业知识，2009(12):43.

［2］ 赵海红，童生明，孟爱中.5%唑啉草酯·炔草酸 (大能)防治小麦田禾本科杂草效果研究 ［J］.现代农业科技，2010(13):176-177.

［3］ 羌松，马德英，王燕，等.50 g/L炔草酸·唑啉草酯乳油防除小麦田杂草药效评价 ［J］.新疆农业科学，2009，46(4):724-729.

［4］ 程小虎，王玉平，陆广美，等.炔草酸15%可湿性粉剂与苯磺隆10%可湿性粉剂混配防除小麦田杂草田间药效试验［J］.农药科学与管理，2010(1):52-54.

［5］ 黄海明，祝小祥，毛伟强，等.炔草酸乳油防治麦田禾本科杂草试验 ［J］.浙江农业科学，2010(2):364-365.

［6］ Sugata R，Shashibala S.Liquid chromatographic method for the micro-quantitative determination of clodinafop in soil，wheat and Phalaris minor［J］ .Journal of Chromatography A，1065(2005)199-206.

［7］ 中华人民共和国农业部.中华人民共和国农业行业标准NY/T788-2004农药残留试验准则 ［J］.农业质量标准，2004(4):29-33.

［8］ 幸让新，马菁，刘娅，等.QuEChERS方法在农产品农药残留分析中的应用进展 ［J］.保鲜与加工，2009，9(3):47-50.

［9］ 符展明，应小毛，余雪明，等.食品中农药残留前处理技术的进展 ［J］.中国卫生检验杂志，2007，17(1):171-172.

［10］ 国家环境保护总局.化学农药环境安全评价试验准则［J］.农药科学与管理，1990(2):1-5.

［11］ 卢桂宁，陶雪琴，杨琛，等.土壤中有机农药的自然降解行为 ［J］.土壤，2006，38(2):130-135.