稻田环境中嘧菌酯的消解动态

曹俊丽，郭平毅，宋喜娥

(山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)

稻田环境中嘧菌酯的消解动态

曹俊丽，郭平毅，宋喜娥*

(山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)

[目的]为评价嘧菌酯使用后在稻田环境中的消解动态及环境安全性。[方法]建立了气相色谱～质谱(GC～MS)检测水稻水、土壤和植株中嘧菌酯残留的方法；并通过田间试验研究了嘧菌酯在水稻水、土壤、植株中的消解动态。[结果]结果表明，3种基质中嘧菌酯添加浓度在0.05～5 mg·kg-1范围内线性良好，平均回收率为75.96～114.73%；相对标准偏差(RSD)为2.3%～11.8%；水、土壤和植株中定量限(LOQ)均为0.05mg·kg-1，检出限(LOD)分别为0.010 5 mg·kg-1和0.012 3、0.015 2 mg·kg-1符合农药分析要求；田间试验结果表明：169.2 g·hm-2施药一次，嘧菌酯在水稻水、土壤和植株中的残留消解动态符合一级动力学方程，水中半衰期为2.99～7.97 d，土壤中半衰期为2.00～8.44 d，植株中半衰期为2.01～7.27 d。[结论]嘧菌酯为易降解农药。

气相色谱-质谱； 嘧菌酯； 水稻； 消解动态

嘧菌酯(azoxystrobin)是甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，常用于水稻、禾谷类作物、果树、马铃薯等，杀菌谱广，对颖枯病、稻瘟病等有很好的防效[1～4]。作为稻田常用杀菌剂，嘧菌酯在稻田中残留方法的建立对指导其安全使用有重要意义。

目前国内外关于嘧菌酯残留检测方法主要为气相色谱法[5～8]、液相色谱法[9]、液相色谱-串联质谱检测法[10]、气相色谱-质谱检测法[11]。色谱-质谱联用可以提高灵敏度，减少杂志干扰，降低前处理难度。嘧菌酯不易离子化，热稳定性好，因此选择气相色谱-质谱作为检测仪器。

农药在防治病虫草害的同时也带来了环境风险，快速、简便检测环境中农药残留方法的建立对于合理使用农药、降低环境风险具有重要意义。用丙酮提取，PSA(N-丙基乙二胺)和GCB(炭黑)净化，气相色谱-质谱(GC-MS)检测嘧菌酯在水稻水、土壤、植株中的残留，方法简便，适用于大批量的残留样品检测，可以为农药安全使用提供依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

99.1%嘧菌酯标准品，购于国家农药质量监督检验中心(沈阳)； 4%嘧菌酯-噻呋酰胺展油膜剂(4%Azoxystrobin-Thifluzamide Spreading Oil)，购于中国农科院植保所廊坊农药中试厂；PSA(N-丙基乙二胺)、GCB(炭黑)、无水硫酸镁、氯化钠，购于天津博纳艾杰尔公司。

气相色谱仪-质谱仪(GC-MS,Trace GC Ultra Polaris Q)，Thermo Fisher；XW-80A涡旋混合器，美国Scientific industries公司；TG16-WS台式离心机，长沙湘仪离心机有限公司；Filter Unit 0.22 μm滤膜，Agela Technologies公司。

1.2 分析方法

色谱柱:HP-5ms(30 m×0.25 mm×0.25 μm);电子能量70 ev；溶剂延迟：5 min；不分流进样：2 μL；载气：高纯He，流速1 ml·min-1；离子源温度：230 ℃；进样口温度：250 ℃；传输线温度：250 ℃；升温程序：初温120 ℃，保持3 min，40 ℃·min-1升温到280 ℃，保持10 min；多反应离子检测扫描(EI-SRM)：m/z 344(M+)>329(定量离子)，273(定性离子)。

1.3 田间试验设计

1.3.1 消解动态试验

于2014、2015年在北京昌平、安徽繁昌和广西南宁进行田间试验。在具有代表性的水稻田设置试验小区，每小区30 m2，长方形，种植5行水稻，小区间设保护行。在水稻分蘖至抽穗期，水田保水3～5 cm，保水5～7 d，将4%嘧菌酯-噻呋酰胺展油膜剂兑水喷雾，施药剂量为169.2 g·hm-2(推荐剂量的1.5倍)施药一次。于施药后2小时、1、2、4、7、14、21和28天取水稻水、土壤、植株样品2 kg，四分法留样500 g，三次重复。另设空白对照。

1.3.2 样品采集

水样本:试验小区内随机取点3个，用干净矿泉水瓶装水样品，除去水中的杂质，贮存于-20 ℃冰箱备用。

土壤样本:随机取点3个，将管形取土器深入10 cm左右土层，取出土钻，采集2 kg泥浆置于塑料盆中，搅拌均匀，除去土壤中的植物根茎和石块等杂物，四分法留样500 g。采集的土壤置于自封袋中，贮存于-20 ℃冰箱中备用。

水稻样本:试验小区内随机取点3个，采取无病害、正常生长的水稻植株，将水稻植株切碎、混匀，四分法留样约500 g，贮存于-20 ℃冰箱备用。边行水稻不采集。

1.4 样品提取和净化

薄海波等比较了乙腈、乙酸乙酯、石油醚和丙酮等不同的溶剂对嘧菌酯的提取效果[12]，得出乙酸乙酯和环己烷混合提取效果最好。但是试验过程中发现混合提取剂提取农药的同时也提取出来许多不同种类的杂质，因此实验选择单一提取剂丙酮提取。前处理的整体思路参考了美国农业部Anastassiades 教授开发的QuECHERS方法，并进行了改良，以达到回收率要求。现将前处理方法详述如下：

1.4.1 水样品

准确称取水样(10±1) g于50 mL离心管，加入10 mL丙酮，振荡5 min后加入3 g NaCl，振荡5 min，以4 000 r·min-1离心3 min；取1.5 mL上清液，加入称有75 mg PSA和150 mg无水MgSO4的2 mL离心管中，4 000 r·min-1离心3 min；注射器取上清，0.22 μm滤膜过滤，待GC-MS检测。

1.4.2 土壤样品

准确称取水稻土壤(10±1) g于50 mL离心管，加入10 mL丙酮，振荡5 min后加入3 g NaCl，振荡5 min，以4 000 r·min-1离心3 min；取1.5 mL上清液，加入称有50 mg PSA+10 mg GCB和150 mg无水MgSO4的2 mL离心管中，4 000 r·min-1离心3 min；注射器取上清，0.22 μm滤膜过滤，待GC-MS检测。

1.4.3 植株样品

准确称取植株(5±1) g于50 mL离心管中，加入5 mL水涡旋1 min混匀，加入10 mL丙酮，振荡提取5 min；加入1 g NaCl和4 g无水MgSO4，振荡5 min，4 000 r·min-1离心5 min；取1.5 mL上清液，加入称有50 mg PSA+25 mg GCB和150 mg无水MgSO4的2 mL离心管中，涡旋1 min，4 000 r·min-1离心3 min；取上清液，待GC-MS检测。

1.5 标准曲线的绘制

称取嘧菌酯标准品，丙酮为溶剂，配成500 mg·L-1的嘧菌酯母液。

将上述混合溶液稀释成0.05、0.1、0.5、1、5 mg·L-1的系列标准溶液,按上述条件测定,以峰面积为纵坐标Y，质量浓度为横坐标X(mg·L-1)得到嘧菌酯的标准曲线，得到回归方程。

1.6 准确度和精密度

取空白处理的水稻植株、水和土壤10 g，添加0.05、0.5 mg·kg-1和5 mg·kg-1三个水平嘧菌酯，5次重复，做添加回收实验，按照1.2节方法进行样品处理，用GC-MS测定。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

嘧菌酯在0.05～5 mg·L-1浓度范围内峰面积Y与进样浓度X具有良好的线性，回归方程为y=85 920x-10 577(r=0.998 8)，线性良好，满足分析要求。

2.2 准确度和精密度

水稻水、土壤、植株中添加嘧菌酯混合标准品后在1.2所描述的色谱条件进样，得到的色谱图峰形良好，无杂峰干扰(图1)。

A．嘧菌酯标准品；水稻水(B)、土壤(C)、植株(D)中添加0.5 mg·kg-1嘧菌酯A.Standard chromatogram of azoxystrobin. Water(B),soil(C),plant(D) sample fortified with azoxystrobin(0.5 mg·kg-1)图1 嘧菌酯色谱图Fig.1 Chromatogram of azoxystrobin

添加回收试验结果表明(表1)：嘧菌酯在水稻三种基质中的平均回收率为75.96～114.73%，变异系数为2.3～11.8%，定量限(LOQ)为0.05 mg·kg-1，检出限(LOD)分别为0.010 5、0.012 3 mg·kg-1和0.015 2 mg·kg-1，灵敏度和准确度均符合农药残留分析试验的要求，可作为测定嘧菌酯在稻田中残留检测的常规方法。

2.3 消解动态

用建立的分析方法对安徽、北京、广西三地2014、2015年水稻水、土壤、植株样品进行分析，结果表明(表2)，嘧菌酯在水稻水、土壤、植株中降解均符合一级动力学方程。嘧菌酯半衰期t1/2<30 d，属于易降解农药。以169.2 g·ha-1浓度施药，28天后水稻水、水稻土壤和水稻植株中嘧菌酯的残留量低于我国规定的嘧菌酯在糙米中的最大残留限量(MRL)值5 mg·kg-1，因此，嘧菌酯可在稻田安全使用。

3 讨论与结论

嘧菌酯为水稻田常用杀菌剂，其在稻田环境中残留检测方法的建立十分必要。洪文英等[13]用乙腈提取了黄瓜中的嘧菌酯；张志勇等[14]用乙酸乙酯提取了牧草和土壤中的嘧菌酯。乙腈毒性较大，乙酸乙酯有刺激性气味，因此试验不考虑用这两种溶剂提取。刘艳萍、尹丰平[15,16]等用丙酮提取了不同基质中的嘧菌酯，丙酮作为常用的提取溶剂，可直接用于GC-MS分析，因此试验用丙酮为提取剂，PSA和GCB为净化剂，气相色谱-质谱联用检测，与已有的提取方法相比，过程更简单，操作更方便，同时能满足分析要求，可用于多种水稻基质的残留检测，能作为水稻中嘧菌酯检测的常用方法。

表1 嘧菌酯在不同样品中的添加回收率及相对标准偏差(n=5)

表2 嘧菌酯在水稻水(A)、土壤(B)、植株(C)中的动力学方程

Table 2 The kinetic equations of azoxystrobin residue in water、soil、plant

样本Sample地点Site消解动态方程Degradationkineticsequation(Ct=C0e-kt)相关系数Correlationcoefficient(r)半衰期Half⁃lives(d)稻田水安徽Ct=01163e～01984t0995647PaddywaterAnhuiCt=01118e～0114t0996532北京Ct=00483e～00896t0956797BeijingCt=00284e～00559t0824299广西Ct=01419e～03324t0957356GuangxiCt=02137e～03945t0945444稻田土安徽Ct=00521e～01676t0995413PaddysoilAnhuiCt=00664e～01866t0963844北京Ct=00077e～00503t0868742BeijingCt=00109e～00892t0964273广西Ct=0068e～03606t0984287GuangxiCt=00855e～03894t0996200水稻植株安徽Ct=00688e～04118t0980201RiceplantAnhuiCt=00639e～0402t0962287北京Ct=00313e～0058t0686209BeijingCt=00564e～00641t0720727广西Ct=00158e～00846t0873209GuangxiCt=01088e～0157t0952209

图2 嘧菌酯在水(A)、土壤(B)和植株(C)中的动力学曲线Fig.2 The kinetic curves of azoxystrobin in water(A), soil(B) and plant(C)

用所建立的方法测定嘧菌酯在水稻中的消解动态结果表明：嘧菌酯在安徽、北京、广西三地水稻水、水稻土壤、水稻植株中的降解行为符合一级动力学方程。其在水稻水中的半衰期为2.99～7.97 d；土壤中的半衰期为2.00～8.44 d；植株中的半衰期为2.01～7.27 d。说明嘧菌酯为易降解农药，环境风险小。

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(编辑：张贵森)

Degradation dynamics of azoxystrobin in rice field

Cao Junli, Guo Pingyi，Song Xi’e*

(CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801，China)

[Objective]In order to evaluate the degradation dynamics and environmental safety of azoxystrobin used in rice field. [Methods]a gas chromatography-mass method was used for determining there residues in water,soil，rice，plant and rice hulls in rice field. And field study was performed to monitor azoxystrobin degradation in paddy water, soil and plant. [Results]The results showed that the linearity of azoxystrobin in three substrates between 0.05～5 mg·kg-1were good, the average recovery of fortified were 75.96～114.73%,the relative standard deviation(RSD) were 2.3%～11.8%; Two years(2014-2015) field study in Anhui, Beijing, Guangxi showed that dissipation dynamics of azoxystrobin residued in three substrates fitted the first～order kinetic equation, and dissipation half～life of three substrated in the water was 2.99～7.97 d, in the soil was 2.00～8.44 d, in the plant was 2.01～7.27 d. [Conclusion]Azoxystrobin was easily degradable.

Gas chromatography mass spectrometry， Azoxystrobin， Paddy， Degradation dynamics

2016-10-23

2016-12-20

曹俊丽(1992-)，女(汉)，山西长治人，在读硕士，研究方向：作物栽培学与农药残留

*通信作者：宋喜娥，副教授，硕士生导师，Tel:0354-6286991,E-mail:sxndsxe@163.com

公益性行业(农业)科研专项(201503107)

0657.63

A

1671-8151(2017)05-0335-05