丙环唑和嘧菌酯在玉米田中的残留及消解行为

刘烨潼+王俊平+郭永泽+陈秋生+张强+殷萍

摘    要：采用气相色谱法对18.7%丙环唑·嘧菌酯悬乳剂在玉米田中的消解动态和最终残留情况进行了研究。样品采用乙腈提取，弗罗里硅土柱净化，气相色谱-电子捕获检测器检测。结果表明，按照1.5倍推荐剂量（a.i）294 g ·hm-2施药，丙环唑和嘧菌酯在玉米植株中的消解半衰期分别为3.3～4.7 d和4.2～7.4 d，在土壤中的消解半衰期分别为6.1～9.0 d和5.5～10.2 d。在玉米收获期时，丙环唑和嘧菌酯在玉米中的最终残留量均低于国际食品法典委员会、欧盟、美国及日本《肯定列表》所规定的最大残留限量标准。

关键词：丙环唑;嘧菌酯;玉米;残留;消解

中图分类号：S513         文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.010

Residue and Degradation Behavior of Propiconazole and Azoxystrobin in Maize

LIU Ye-tong1，2，3， WANG Jun-ping1， GUO Yong-ze2，3，CHEN Qiu-sheng2，3， ZHANG Qiang2，3， YIN Ping2，3

（1. Faculty of Food Engineering and Biotechnology，  Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300457， China; 2. Tianjin Institute of Agricultural Quality Standard and Testing Technology Research，  Tianjin 300381， China; 3. Farm Products Quality Supervision and Inspection Center of Agriculture Department， Tianjin 300381， China）

Abstract：Field experiments were conducted to study the decline and final residue of propiconazole · azoxystrobin 18.7% SE in maize field. All samples were extracted with acetonitrile， purified by using Florisil column， and determined by gas chromatography （GC） equipped with electron capture detector （ECD）. The results showed that the half-life of propiconazole was 3.3 d to 4.7 d in maize plant and 6.1 d to 9.0 d in soil. The half-life of azoxystrobin was 4.2 d to 7.4 d in maize plant and 5.5 d to 10.2 d in soil. The final residues of propiconazole and azoxystrobin at harvest time were lower than the maximum residue limit （MRL） in Codex Alimentarius Commission （CAC）， Europe， America and "positive list system" of Japan.

Key words：propiconazole; azoxystrobin; maize; residue; degradation

丙环唑（Propiconazole），化学名称为1-[2-（2，4-二氯苯基） -4-丙基-1，3-二氧戊环-2-甲基] -1氢-1，2，4三唑，分子式为C15H17Cl2N3O2，相对分子质量为342.2。丙环唑为三唑类杀菌剂，具有广谱、内吸性[1]。二者皆可用于禾谷类作物，茎叶施药可防治由禾白粉菌（Erysiphe graminis）、小球腔菌属（Mycosphaerella）以及柄锈菌属（Puccinia pusilla）等引起的病害[2]。嘧菌酯（Azoxystrobin），化学名称为（E） -[2-[6-（2-氰基苯氧基）嘧啶-4-基氧]苯基] -3-甲氧基丙烯酸甲酯，分子式为C22H17N3O5，相对分子质量为403.39[3]。嘧菌酯也是一种新型高效广谱、内吸型杀菌剂，对几乎所有的真菌纲如子囊菌纲（Ascomycetes）、担子菌纲（Basidiomycetes）、卵菌纲（Oomycetes）和半知菌类（Deuteromycota）病害如白粉病、锈病、颖枯病、网斑病、霜霉病、稻瘟病等均具有良好的活性且与丙环唑等杀菌剂无交互抗性，可安全施用于大部分作物[4]。丙环唑和嘧菌酯的化学结构式分别见图1和图2。将丙环唑和嘧菌酯这两种杀菌剂进行复配，可对我国玉米田的主要病害大斑病起到非常显著的防治效果[5]。

玉米是一年生禾本科草本植物，是重要的粮食作物和重要的饲料来源，也是全世界总产量最高的粮食作物，同时也是我国第一大粮食作物。所以对施用于玉米田农药的降解及最终残留情况进行研究，对于保障人民的身体健康具有重要意义。关于丙环唑和嘧菌酯两种杀菌剂在玉米田中的消解动态及最终残留情况，国内外尚无相关报道。目前，国内外检测农作物中的丙环唑和嘧菌酯主要使用气相色谱（GC）[6-7]、液相色谱（HPLC）[8]、气相色谱—质谱（GC-MS）[9-11]和液相色谱—串联质谱（HPLC-MS/MS）[12-14]等仪器。本研究通过乙腈提取、弗罗里硅土柱净化，气相色谱电子捕获检测器（GC-ECD）对玉米田样品中的丙环唑和嘧菌酯进行提取和检测，并于2013—2014年在天津市和江苏省南京市进行了18.7%丙环唑·嘧菌酯悬乳剂在玉米上的消解动态试验和最终残留试验，可为这两种农药在玉米上的科学合理使用提供参考。

1 材料和方法

1.1 仪器和试剂

仪器：Agilent 7890A气相色谱仪，配电子捕获检测器[安捷伦科技（中国）有限公司];Heidolph LABOROTA 4000型旋转蒸发仪（德国海道尔夫公司）;ZHWY2102C型调速多用振荡器（中国上海智诚分析仪器制造有限公司）;T-25 basic ULTRA-TURRAX高速组织粉碎机[艾卡（广州）仪器设备有限公司，（IKA）中国];PTT-A500电子天平（福州华志科学仪器有限公司）;SHZ-D（Ⅲ）型循环水真空泵（中国河南省巩义市予华仪器有限公司）及抽滤装置。

化学试剂：乙腈、正己烷、丙酮、无水硫酸钠和氯化钠均为分析纯（均购自中国天津市康科德科技有限公司），弗罗里硅土SPE柱（1 g，6 mL）（购自天津博纳艾杰尔科技有限公司）。

农药标准品和制剂：丙环唑标准品（纯度96.5%）、嘧菌酯标准品（纯度99%）和18.7%丙环唑·嘧菌酯悬乳剂（其中丙环唑为11.7%，嘧菌酯为7%），均由先正达（中国）投资有限公司提供。

1.2 田间试验

1.2.1 试验地基本信息 按照《农药残留试验准则》[15]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[16]，于2013—2014年在天津市和江苏省南京市进行了18.7%丙环唑·嘧菌酯悬乳剂在玉米上的两年两地田间残留试验，试验地点信息见表1。

1.2.2 在玉米植株上的消解动态试验 设置3个重复小区，小区之间设保护行，每小区面积30 m2[15]。在玉米7～8叶期时手动喷雾施药1次，施药剂量（a.i）为294 g ·hm-2。施药后2 h和1，3，7， 14，21，30，45 d每小区随机采集玉米植株1 kg，切碎混匀后按四分法留样0.5 kg，装入塑料密封袋中，编号、贴好标签，-20 ℃低温保存待测[16]。

1.2.3 在土壤上的消解动态试验 在供试玉米田附近选一块10 m2的表面平整、墒情适中且不种植任何作物的地块做土壤消解动态试验，与玉米植株上消解动态试验同时喷雾施药[15]，施药剂量（a.i）为294 g·hm-2。施药后2 h和1，3，7，14， 21，30，45，60 d随机采集土壤（0～10 cm）1 kg，去除杂物后按四分法留样0.5 kg，装入塑料密封袋中，编号、贴好标签，-20 ℃低温保存待测[16]。

1.2.4 最终残留试验 设置两个施药剂量：分别为推荐剂量（低剂量）（a.i）196 g·hm-2和1.5倍推荐剂量（高剂量）（a.i）294 g·hm-2。各设2～3次施药处理，两次施药间隔10 d，每个处理设3个重复小区，每小区面积30 m2，小区之间设保护行[15]。于玉米7～8片叶时开始第1次施药，在距最后一次施药20和30 d时每小区随机采集成熟玉米2 kg，脱粒后混匀;采集玉米植株样品1 kg，剪碎为1 cm小段后混匀;采集土壤样品（0～15 cm）1 kg。所有样品均用四分法留样500 g，并用塑料袋封装、编号，-20 ℃低温保存待测[16]。

1.3 样品的前处理方法及仪器条件

1.3.1 样品的提取和净化 （1）样品提取。分别称取土壤及粉碎后的玉米植株和籽粒样品各20.0 g置于具塞锥形瓶中，依次加入20 mL水和40 mL乙腈，振荡提取30 min。抽滤，20 mL乙腈洗涤残渣，合并全部滤液于分液漏斗中，加入10 g NaCl，剧烈振荡后静置分层，取上层有机相过无水硫酸钠脱水，减压浓缩至干，3 mL正己烷溶解待柱净化。（2）样品净化。弗罗里硅土SPE柱依次用5 mL丙酮/正己烷（体积比1∶9）和5 mL正己烷活化，然后将样品溶液上样，再用10 mL丙酮/正己烷（体积比3∶2）进行洗脱，收集洗脱液，40 ℃下减压浓缩至干。2 mL丙酮/正己烷（体积比1∶1）定容待测。

1.3.2 色谱分析条件 检测器：电子捕获检测器，检测器温度300 ℃;色谱柱：HP-5（30 m × 0.25 mm， 0.25 μm）;柱温：初始温度100 ℃，保持1 min，以20 ℃·min-1速率升至220 ℃，保持8 min，再以10 ℃·min-1速率升至260 ℃，保持20 min;载气为高纯氮气（≥99.999%），载气流速1.5 mL·min-1;进样口温度260 ℃，不分流进样，进样量2 L。在此条件下，丙环唑双峰的保留时间为13.8和14.1 min（丙环唑的量以两个色谱峰之和为计），嘧菌酯的保留时间为28.3 min。

2 结果与分析

2.1 线性范围

用丙酮配制浓度为0.005，0.100，0.500， 1.000，2.000 mg·L-1的丙环唑和嘧菌酯混合标准溶液，在1.3.2的气相色谱条件下进行测定，以x为进样量（ng）、y为峰面积求出丙环唑的线性回归方程为y=38 414x-860.68，相关系数R2=0.996 3;嘧菌酯的线性回归方程为y=14 608x-966.19，相关系数R2=0.985 6。可见丙环唑和嘧菌酯在0.005～2.000 mg·L-1的区间内浓度与峰面积线性关系良好。

2.2 方法的准确度、精密度和灵敏度

在1.3.2的色谱条件下，分别称取玉米植株、籽粒和土壤的空白样品，向其中分别添加3个质量浓度的丙环唑和嘧菌酯标准溶液，每个浓度重复5次，测定其在样品中的添加回收率。分析结果表明（表2），对于3种基质和5种平行试验样本，丙环唑的平均添加回收率在80.2%～109.9%之间，相对标准偏差（RSD）在3.9%～10.8%之间;嘧菌酯的平均添加回收率在79.2%～109.1%之间，RSD在3.3%～11.1%之间（表2）。通过向空白样品中添加不同浓度的丙环唑和嘧菌酯标准品，确定丙环唑和嘧菌酯在所有样品中的最低检出浓度（LOQ）均为0.005 mg·kg-1。

2.3 丙环唑和嘧菌酯在玉米植株和土壤中的消解动态

丙环唑和嘧菌酯在玉米植株和土壤中的消解动态均符合一级反应动力学方程模式，消解方程、相关系数和半衰期见表3，消解曲线见图3。从图表中可以看出，施药后2 h丙环唑和嘧菌酯在玉米植株中的原始沉积量分别为1.647～3.282 mg·kg-1和0.793～2.716 mg·kg-1，消解半衰期分别为3.3～4.7 d和4.2～7.4 d。施药后21 d，丙环唑和嘧菌酯在玉米植株中的消解率均超过90%;施药后45 d，丙环唑和嘧菌酯在玉米植株中的消解率均超过99%。施药后2 h丙环唑和嘧菌酯在土壤中的原始沉积量分别为1.648～2.349 mg·kg-1和1.254～2.398 mg·kg-1，消解半衰期分别为6.1～9.0 d和5.5～10.2 d。施药后30 d，丙环唑和嘧菌酯在土壤中的消解率均超过90%;施药后60 d，丙环唑和嘧菌酯在土壤中的消解率均超过99%。

2.4 丙环唑和嘧菌酯在玉米和土壤中的最终残留

根据田间试验设计，分别以推荐剂量（低剂量）（a.i）196 g  ·hm-2和1.5倍推荐剂量（高剂量）（a.i）294 g ·hm-2将18.7%丙环唑·嘧菌酯悬乳剂施用于玉米试验田，各设2～3次施药处理，施药间隔10 d，在距最后一次施药20 d和30 d时采集玉米植株、玉米籽粒和土壤样品进行测定。试验结果表明：在距最后一次施药20 d时，丙环唑和嘧菌酯在玉米植株中的最终残留量分别为<0.005～0.170 mg·kg-1和<0.005～0.205 mg·kg-1，在玉米籽粒中的最终残留量均为<0.005 mg·kg-1，在土壤中的最终残留量分别为<0.005～0.088 mg·kg-1和<0.005～0.041 mg·kg-1;在距最后一次施药30 d时，丙环唑和嘧菌酯在玉米植株中的最终残留量分别为<0.005～0.150 mg·kg-1和<0.005～0.161 mg·kg-1，在玉米籽粒中的最终残留量均为<0.005 mg·kg-1，在土壤中的最终残留量分别为<0.005～0.027 mg·kg-1和<0.005～0.032 mg·kg-1。

3 结  论

丙环唑和嘧菌酯在玉米植株和土壤中的降解行为均符合一级动力学方程，在玉米中的半衰期分别为3.3～4.7 d和4.2～7.4 d，在土壤中的半衰期分别为6.1～9.0 d和5.5～10.2 d，施药后30 d两种农药的降解率均超过90%。丙环唑和嘧菌酯在两地的样品中的原始沉积量和半衰期均有所不同，这可能与两种农药的性质以及两地作物的种植密度、玉米品种、植株生长尺寸和土质的差异有关。综合所有因素，丙环唑和嘧菌酯在玉米植株和土壤中的半衰期均较短，属于易降解农药（T1/2<30 d）。

在最终残留试验中，距最后一次施药20和30 d时，丙环唑和嘧菌酯在玉米籽粒中的最终残留量均低于方法的最低检出浓度0.005 mg·kg-1。目前，我国没有规定丙环唑和嘧菌酯在玉米中的最大残留限量（MRL），但CAC（国际食品法典委员会）、欧盟、日本和美国规定丙环唑在玉米中的MRL分别为0.05，0.05，1，0.2 mg·kg-1;规定嘧菌酯在玉米中的MRL分别为0.02，0.05，0.05，0.05 mg·kg-1。所以根据本试验所得出的18.7%丙环唑·嘧菌酯悬乳剂在玉米上的最终残留试验结果，以推荐剂量（低剂量） （a.i）196 g ·hm-2和1.5倍推荐剂量（高剂量） （a.i）294 g·hm-2于玉米7～8片叶时开始施药，各设2～3次施药处理，两次施药间隔10 d，在距最后一次施药20 d和30 d时丙环唑和嘧菌酯在玉米上的残留是安全的。

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