不同剂型啶虫脒在烟叶和土壤中的残留及消解动态

陈发元，韩 毅，尤方芳，赵铭钦*，付培培，孙翠红，许跃奇，金江华(.河南农业大学 烟草学院，国家烟草栽培生理生化研究基地，河南 郑州 45000; .吉林烟草工业有限责任公司，吉林 延吉 3300)

不同剂型啶虫脒在烟叶和土壤中的残留及消解动态

陈发元1，韩 毅2，尤方芳1，赵铭钦1*，付培培1，孙翠红1，许跃奇1，金江华2
(1.河南农业大学 烟草学院，国家烟草栽培生理生化研究基地，河南 郑州 450002; 2.吉林烟草工业有限责任公司，吉林 延吉 133001)

采用液相色谱-串联质谱检测方法，分析大田和盆栽条件下5%啶虫脒乳油和40%啶虫脒水分散粒剂在烟叶和土壤中的残留和消解动态，为合理安全使用农药和制定农药残留限量提供参考。结果表明，在0.01、0.05、0.5 mg/kg 3个添加水平下，啶虫脒在鲜烟叶、干烟叶、土壤中的平均回收率在88.4%～96.9%，相对标准偏差为3.86%～6.74%，符合农药残留试验要求。5%啶虫脒乳油和40%啶虫脒水分散粒剂在烟叶和土壤中的降解均符合一级动力学方程，5%啶虫脒乳油在烟叶中的半衰期为1.92～2.88 d，在土壤中的半衰期为1.54～5.44 d，40%啶虫脒水分散粒剂在烟叶中的半衰期为3.26～5.24 d，在土壤中的半衰期为1.84～4.47 d，二者在烟叶和土壤中降解均较快，属于易降解农药。最终残留试验表明，5%啶虫脒乳油和40%啶虫脒水分散粒剂分别按有效成分360、540 g/hm2和有效成分60、90 g/hm2施药2～3次，末次施药后14 d烟叶中啶虫脒的残留量最高为0.54 mg/kg,土壤中的残留量最高为0.027 mg/kg，远低于啶虫脒在烟草中的指导性限量 (2.5 mg/kg)，表明该农药残留风险低，建议使用安全间隔期为14 d。

啶虫脒； 剂型； 烟叶； 土壤； 消解动态； 最终残留

啶虫脒(acetamiprid)属硝基亚甲基杂环类化合物[1]，对蚜虫、叶蝉、烟粉虱、潜叶蛾等害虫防治效果较为理想[2-4]，是一种广谱、高效、低毒的杀虫剂。生产上啶虫脒的主要剂型包括乳油(EC)、可溶性液剂(SL)、微乳剂(ME)、可湿性粉剂(WP)、可溶性粉剂(SP)等[1]，均表现出良好的防治效果。在保证良好防效的同时，开发满足农产品质量安全要求的合适剂型成为农药制剂加工技术研究的重点。随着农药的广泛应用，啶虫脒在棉花、水稻、甘蓝、苹果、黄瓜等作物及土壤中的残留已有相关报道[5-10]。徐德进等[1]研究结果表明，不同啶虫脒剂型可能由于植物叶片表面性质和不同剂型溶液表面张力的差异会产生毒力变化，但关于该农药特别是不同剂型啶虫脒在烟草中的残留研究较少[11]。为此，采用乙酸-乙腈提取、基质固相萃取净化、超高效液相色谱-串联质谱分析的方法，测定并研究大田和盆栽试验条件下，烟草上登记的2种剂型啶虫脒(5%啶虫脒乳油和40%啶虫脒水分散粒剂)在烟叶和土壤中的最终残留以及其消解动态，探讨大田和盆栽条件下不同剂型啶虫脒在烟叶和土壤中的残留差异，以期为合理安全使用农药和制定农药残留限量提供参考。

1 材料和方法

1.1 主要仪器和试剂

仪器：Acquity UPLC超高效液相色谱仪(美国Waters公司)、XE型串联质谱仪(美国Waters公司)、组织捣碎机(飞利浦公司)、RSQ-60AS超声波振荡机(宁波荣顺科技仪器厂)、QL-901涡旋混合器(江苏海门市麒麟医用仪器厂)、WSZ-OOA回旋式振荡器(上海BLUD PARD公司)、高速离心机(美国Beckman公司)。

试剂：啶虫脒(acetamiprid)标准品纯度为99.5%，由美国Sigma公司生产；5%啶虫脒乳油(EC)由江苏龙灯化学有限公司生产；40%啶虫脒水分散粒剂(WDG)由山东潍坊双星农药有限公司生产；乙腈、甲醇、甲酸均为色谱纯，由美国Fisher公司生产；其他试剂包括乙酸、氯化钠、无水硫酸镁、乙酸-乙腈溶液(体积比1∶99)、甲酸水溶液 (体积分数0.1%)、N-丙基乙二胺(PSA)吸附剂、十八烷基键合硅胶(C18)吸附剂。

1.2 田间试验设计

依据《农药残留试验准则》[12]，于2013、2014年在山西省运城市进行大田试验，2014年增加盆栽试验，各设烟叶动态消解、土壤动态消解、烟叶和土壤最终残留3个试验，重复3次，以不施药为空白对照。供试烤烟品种为豫烟10号，试验土壤为褐土，肥力中等。大田试验于5月上旬移栽，行距110 cm、株距50 cm，小区面积为30 m2。盆栽试验于大棚中进行，每个处理10盆，每盆装土15 kg。

1.2.1 消解动态试验 按照推荐剂量的1.5倍剂量，将5%啶虫脒乳油(有效成分为540 g/hm2)和40%啶虫脒水分散粒剂(有效成分为90 g/hm2)在烟草旺长期后期喷施1次，对水量900 kg/hm2，分别于施药后0(1 h)、1、3、5、7、14、2l、28、35、42 d随机采取不同部位烟叶，每次采样不少于30片，切碎混匀，留样200 g,于-20 ℃低温保存，待测定。同时在试验地附近另选30 m2空地施药，盆栽试验在只装土的盆内施药，剂量同上，分别于施药后0(1 h)、1、3、5、7、14、21、28、35、42 d，用土壤取样器随机采取深度为0～10 cm土壤，过2 mm筛，混匀，留样500 g，于-20 ℃低温保存。

1.2.2 最终残留试验 5%啶虫脒乳油按有效成分360、540 g/hm2，40%啶虫脒水分散粒剂按有效成分60、90 g/hm2各施药2～3次，在烟草旺长—圆蕾期喷雾施药，每次施药间隔7 d，分别于末次施药后 7、14、21 d随机采取各部位烟叶以及烟株周围的土壤样品。每处理采集烟叶样品不少于100片，按照常规三段式烘烤后，研磨、缩分留样约200 g；同步采集0～15 cm土壤样品，过2 mm筛，混匀，留样500 g。所有样品均于-20 ℃低温保存。

1.3 分析方法

1.3.1 样品的提取和净化方法 参考文献[13-14]准确称取鲜烟叶样品10.0 g(干烟叶4.0 g、土壤20.0 g)匀浆，置于30 mL具塞离心管中，加入5 mL乙酸-乙腈溶液，摇匀，超声波提取15 min，加入5 g氯化钠，振荡5 min,4 000 r/min离心5 min,将上层有机相转移至10 mL容量瓶中；在离心管加入4 mL乙酸-乙腈溶液，重复上述操作，合并有机相至同一10 mL容量瓶中，定容。

量取提取液1.5 mL，加入预先装有300 mg无水硫酸镁的离心管中，混匀后再加入50 mg C18吸附剂、100 mg PSA吸附剂，涡旋混合1 min，10 000 r/min离心5 min,移取上清液200 μL，加入1 mL尖心离心管中，用1 mL 10%甲醇水溶液溶解，摇匀，用0.22 μm微孔滤膜过滤。

1.3.2 检测方法 取滤液10 μL进行UPLC-MS/MS分析，条件如下。

色谱柱：C18柱，50 mm×2.1 mm(内径)，1.7 μm；流动相：甲醇(A)、0.1%甲酸水溶液(B)；梯度洗脱:10% A(0～0.50 min)+90% B(0.50～4.00 min)线性增加至60% A (4.00～5.00 min)再线性增加至90% A (5.00～7.00 min)；流速：0.30 mL/min；柱温：40 ℃；进样量：10 μL。离子化模式:电喷雾电离，正离子;毛细管电压:3.2 kV;离子源温度:110 ℃;脱溶剂气(N2)温度:450 ℃;脱溶剂气流量：600 L/h；锥孔气(N2)流量：50 L/h;质谱扫描方式:多反应离子监测(MRM)。采用与标样比较保留时间和2对定性离子的峰面积比率定性，以定量离子色谱图峰面积对相应的目标物定量。

2 结果与分析

2.1 方法的线性范围以及添加回收率

准确称取啶虫脒标准品10.0 mg置于100 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，摇匀，即得到100 μg/mL标准贮备液,然后稀释得到5.0、10.0、50.0、100.0、500.0、1 000.0 ng/mL的标准溶液。按照质量浓度从低到高进行检测，以定量离子峰面积(y)—质量浓度(x)作图，得到标准曲线回归方程为y=824.6x+142.4， 相关系数r=0.999 4。本方法对鲜烟叶、干烟叶、土壤中啶虫脒的最低检测值均为0.01 mg/kg。

分别对烟叶和土壤进行啶虫脒添加回收率试验，每个水平重复6次， 通过加标量和测定量计算回收率，如表1所示。啶虫脒在鲜烟叶、干烟叶、土壤中的平均回收率在88.4%～96.9%，相对标准偏差(RSD)在3.86%～6.74%，均符合农药残留试验的要求。

表1 啶虫脒在鲜烟叶、干烟叶、土壤中的添加回收率(n=6)

2.2 啶虫脒在烟叶和土壤中的消解动态

从表2可以看出，大田条件下施用5%啶虫脒乳油后，烟叶中农药的原始沉积量为4.60～6.74 mg/kg,14 d消解率已接近90%,半衰期为1.92～2.88 d；盆栽试验条件下，烟叶中农药的原始沉积量为9.42 mg/kg,半衰期为2.42 d。土壤中农药的原始沉积量为0.29～0.36 mg/kg,14 d消解率接近或已超过90%，半衰期为1.54～5.44 d。从表3可以看出，大田条件下施用40%啶虫脒水分散粒剂后，烟叶中农药的原始沉积量为5.44～6.34 mg/kg,14 d消解率已接近90%,半衰期为3.26～5.24 d; 盆栽试验条件下，烟叶中农药的原始沉积量为7.54 mg/kg,半衰期为3.94 d。土壤中农药的原始沉积量为0.48～0.58 mg/kg,14 d消解率接近于85%，半衰期为1.84～4.47 d。

表2 5%啶虫脒乳油在烟叶和土壤中的残留消解动态

注：ND表示未检出，下同。

表3 40%啶虫脒水分散粒剂在烟叶和土壤中的残留消解动态

续表3 40%啶虫脒水分散粒剂在烟叶和土壤中的残留消解动态

从图1、图2可以看出，盆栽试验中农药沉积量较高，大田条件下2013年2种剂型啶虫脒消解较2014年快，可能与2013年持续高温加速农药降解有关。2种剂型啶虫脒在烟叶和土壤中的残留消解均符合一级动力学方程。啶虫脒乳油和水分散粒剂均属于易降解农药，啶虫脒水分散粒剂的半衰期相对较长，可能是因为水分散粒剂在水中有很好的分散性、悬浮性和稳定性，其中的湿润剂和分散剂能够促进药剂在叶片上的附着分布[15]，且理化性质稳定，因而降解较慢；乳油在喷洒后以油状的形式存在，受环境因素影响较大，抗光解能力弱，因而降解较快。

图1 5%啶虫脒EC和40%啶虫脒WDG在烟叶中的消解动态

图2 5%啶虫脒EC和40%啶虫脒WDG在土壤中的消解动态

2.3 啶虫脒在烟叶和土壤中的最终残留

2.3.1 烟叶中的最终残留 国际烟草合作研究中心(CORESTA)《烟草农药残留指导性残留限量(GRLs)》规定，啶虫脒在烟草及烟草制品中的限量为2.5 mg/kg。由表4可知，5%啶虫脒乳油按有效成分360、540 g/hm2分别施药2次和3次，末次施药后7 d时烟叶中的残留量最高为1.70 mg/kg，末次施药14 d时烟叶中的残留量最高为0.52 mg/kg；40%啶虫脒水分散粒剂按有效成分60、90 g/hm2施药2～3次，末次施药后7 d时烟叶中残留量最高为2.32 mg/kg，末次施药14 d时烟叶中残留量最高为0.54 mg/kg，均远低于烟草中啶虫脒的GRLs。

表4 啶虫脒在烟叶中的最终残留

2.3.2 土壤中的最终残留 从表5可知，5%啶虫脒乳油在末次施药后7 d，土壤中的啶虫脒残留量最高为0.022 mg/kg，大部分处理啶虫脒已经降解到低于检测限；40%啶虫脒水分散粒剂在末次施药后7 d，啶虫脒的最高残留量为0.072 mg/kg，末次施药后14 d,啶虫脒的最高残留量为0.026 mg/kg，21 d时土壤中啶虫脒的残留量已经降低到0.018 mg/kg以下，对下一茬作物几乎无影响[1]。

表5 啶虫脒在土壤中的最终残留

末次施药后7 d，啶虫脒水分散粒剂的残留量高于啶虫脒乳油，末次施药后14 d,2种剂型农药的残留量相差不大。按照推荐用量和次数施药，烟叶和土壤中啶虫脒残留量较低；按照1.5倍推荐剂量和增加施药次数(较推荐次数多1次)施药时，烟叶和土壤中啶虫脒残留量较高。末次施药后14 d，总体上盆栽条件下啶虫脒在烟叶和土壤中的最终残留量高于大田，最高为烟叶0.54 mg/kg(40%啶虫脒水分散粒剂1.5倍推荐剂量施药3次)、土壤0.027 mg/kg(5%啶虫脒乳油1.5倍推荐剂量施药3次)。

3 结论与讨论

本研究结果表明，无论烟叶还是土壤样品，大田条件下啶虫脒的原始沉积量及残留量均低于盆栽条件，这可能是由于大田施药以及降解过程中容易受到气候条件、生物因子等的影响，农药更易发生飘逸、挥发、光解、微生物降解和化学转化作用[16-17]。然而同一年份中，盆栽条件下啶虫脒的半衰期较大田条件短，说明试验前期盆栽条件下啶虫脒的消解速率略快于大田，这是因为试验前期盆栽条件下高温高湿环境在一定程度上加快了啶虫脒的消解，但因处于相对封闭的环境中，受外界环境条件影响较小，后期降解变慢[10]。

5%啶虫脒乳油和40%啶虫脒水分散粒剂在烟叶和土壤中的降解均符合一级动力学方程，且降解较快，5%啶虫脒乳油在烟叶中的半衰期为1.92～2.88 d，土壤中半衰期为1.54～5.44 d，40%啶虫脒水分散粒剂在烟叶中的半衰期为3.26～5.24 d，土壤中半衰期为1.84～4.47 d，二者均属于易降解农药。最终残留试验表明，5%啶虫脒乳油和40%啶虫脒水分散粒剂分别按有效成分360、540 g/hm2和有效成分60、90 g/hm2施药2～3次，末次施药后14 d烟叶中啶虫脒的残留量最高为0.54 mg/kg，土壤中的残留量最高为0.027 mg/kg，远低于啶虫脒在烟草中的指导性限量(2.5 mg/kg)，表明烤后烟叶中农药残留超标风险低，对人体安全。建议啶虫脒2种剂型以推荐剂量和次数进行施药，安全间隔期为14 d。

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Residue and Degradation Dynamics of Different Formulations of Acetamiprid in Tobacco Leaf and Soil

CHEN Fayuan1,HAN Yi2,YOU Fangfang1,ZHAO Mingqin1*,FU Peipei1,SUN Cuihong1,XU Yueqi1,JIN Jianghua2
(1.National Tobacco Cultivation & Physiology & Biochemistry Research Center,College of Tobacco of Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China; 2.Jilin Tobacco Industrial Co.,Ltd.,Yanji 133001,China)

The residue and degradation dynamics of 5% acetamiprid EC and 40% acetamiprid WDG in tobacco and soil under field and pot trial were analyzed and determined by LC-MS/MS,to provide the re-ference for the safe use of pesticides and formulating the maximum pesticide residue limits.The results showed that at the addition level of 0.01,0.05 and 0.5 mg/kg,the average recovery rate of acetamiprid in fresh tobacco leaves,dry tobacco leaves and soil was in range of 88.4%—96.9%,and relative stan-dard deviation was in range of 3.86%—6.74%,meeting the requirements of the residual test.The degradation of 5% acetamiprid EC and 40% acetamiprid WDG in tobacco leaves and soil agreed with first order kinetic equation.The half-lives of 5% acetamiprid EC in tobacco leaves and soil were 1.92—2.88 d and 1.54—5.44 d respectively,and those of 40% acetamiprid WDG in tobacco leaves and soil were 3.26—5.24 d and 1.84—4.47 d respectively,indicating that the degradation in tobacco and soil was fast,and both belonged to the pesticides easily degraded.In the final residue test,5% acetamiprid EC and 40% acetamiprid WDG were both sprayed 2—3 times,respectively according to the effective components of 360,540 g/ha and 60,90 g/ha.After 14 days of the last application,the highest acetamiprid residue in tobacco leaves was 0.54 mg/kg,and in soil was 0.027 mg/kg,far lower than the guidance limit of ace-tamiprid in tobacco (2.5 mg/kg),demonstrating that the risk of pesticide residue was low.The safety interval of 14 days was proposed for the pesticides.

acetamiprid； formulation; tobacco leaf； soil； degradation dynamics； final residue level

2015-11-23

中国烟草总公司山西省公司重点科技攻关项目(JY201201)

陈发元(1990-)，男，河南洛阳人，在读硕士研究生，研究方向：烟草化学与质量评价。 E-mail：chenfayuan1990@163.com

*通讯作者：赵铭钦(1964- )，男，河南新密人，教授，博士,主要从事烟草化学研究。E-mail:zhaomingqin@126.com

S481+.8

A

1004-3268(2016)06-0077-05