毛叶枣中多菌灵、吡虫啉和啶虫脒消解动态研究

2018-05-14 14:44林涛李泳波陈兴连周云波邹艳虹刘宏程
热带作物学报 2018年8期
关键词:吡虫啉多菌灵

林涛 李泳波 陈兴连 周云波 邹艳虹 刘宏程

摘 要 采用超高效液相色谱—串联质谱,研究了多菌灵、吡虫啉和啶虫脒在毛叶枣中的消解动态和最终残留量。毛叶枣样品经乙腈提取,低温冷冻液萃取后,采用正离子多反应监测模式(MRM)测定,结果表明:在0.1~10 ?g/L范围内,3种农药的线性关系良好,检出限为0.06 ?g/kg,定量限为0.20 ?g/kg,回收率范围为89.1%~97.0%,相对标准偏差为5.3%~6.9%。田间试验结果表明,多菌灵、吡虫啉和啶虫脒在毛叶枣中的消解半衰期分别为3.2、3.3、2.8 d,最终残留试验结果表明,在毛叶枣采收期时3种农药均有低含量检出,表明3种农药在毛叶枣上的残留时期较长,喷施时需控制好喷施浓度和间隔期。

关键词 毛叶枣;多菌灵;吡虫啉;啶虫脒;消解动态

中图分类号 TS255.7 文献标识码 A

Abstract An ultra high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry method was developed to study the degradation dynamics and final residues of carbendazim, imidacloprid and acetamiprid in Z. mauritiana. The Z. mauritiana samples were extracted by acetonitrile, extracted by cryogenic liquid-liquid extraction. Under positive ion ionization and multiple reaction monitoring, the results showed that there was a good linear relationship in the range of 0.1 μg/L to 10 μg/L, the limits of detection and quantification of the method was 0.06 μg/kg and 0.20 μg/kg, respectively. The average recoveries was in the range of 89.1% to 97.0% with the relative standard deviations from 5.3% to 6.9%. The results of field experiments showed that the half life of carbendazim, imidacloprid and acetamiprid was 3.2 d, 3.3 d and 2.8 d, correspondingly. The final residue test results showed a low content of carbendazim, imidacloprid and acetamiprid in the Z. mauritiana after harvest. The results showed long residue time of carbendazim, imidacloprid and acetamiprid in the Z. mauritiana, and the spraying concentration and safe interval should be seriously considered.

Keywords Ziziphus mauritiana; carbendazim; imidacloprid; acetamiprid; degradation dynamics

DOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.08.024

毛葉枣(Ziziphus mauritiana Lam.)也叫台湾青枣,原产于印度,其味道甜美、营养丰富,近年来在云南省元谋县的干热河谷地区种植较多[1-2]。毛叶枣生长于高温高湿的河谷地带,其病虫害较为严重,而伴随着使用的农药种类也较多[3-4]。目前对于毛叶枣的研究主要集中于栽培以及病虫害防治方面[3, 5],少量的文献报道了毛叶枣中的农药残留测定方法[6-9],而对于毛叶枣中的农药残留降解动态研究却很少,相关的文献报道了二氰蒽醌(Dithianon)和吡唑醚菌酯(Pyraclostrobin)[10]以及氟腚脲(Chlorfluazuron)[11]等农药在枣中的残留行为,但是对于毛叶枣中常用农药的残留降解行为却少有报道。

多菌灵(Carbendazim)、吡虫啉(Imidacloprid)和啶虫脒(Acetamiprid)是毛叶枣中常用的农药,我国的国家标准(GB 2763-2016)中只对于多菌灵和啶虫脒在枣中的最大残留限量进行了规定,对于吡虫啉未做限量规定,而目前还没有相关的文献报道多菌灵、吡虫啉和啶虫脒等常见农药在毛叶枣上的残留动态行为。因此,本文以毛叶枣为研究对象,通过研究多菌灵、吡虫啉和啶虫脒在其中的残留动态,可明确3种农药在毛叶枣上的消解动态曲线和半衰期,为毛叶枣种植过程的科学用药提供理论依据,也为吡虫啉在毛叶枣上的残留最大限量制定提供原始数据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料与试剂 供试毛叶枣,来源于云南省楚雄州元谋县,品种为台湾青枣,试验在元谋县元马镇双龙乡基地进行,该基地自然环境良好,水源充足,适合毛叶枣的生长。

多菌灵、吡虫啉和啶虫脒标准品(1 000 μg/mL,农业部环境保护科研监测所);多菌灵悬浮剂(500 g/L,浙江新安化工集团股份有限公司);吡虫啉悬浮剂(600 g/L,浙江新安化工集团股份有限公司);啶虫脒水分散粒剂(70%,宁波三江益农化学有限公司);甲醇、乙腈(4 L,色谱纯,德国默克公司);乙酸、乙酸铵、NaCl(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);纯净水(杭州娃哈哈集团)。

1.1.2 仪器与设备 API 4000三重四极杆质谱仪,美国应用生物系统公司;1290超高效液相色谱仪,美国安捷伦公司;ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(1.7 ?m, 1 mm×50 mm),美国沃特世公司;AE100电子分析天平,瑞士梅特勒-托利多公司;涡旋振荡器,美国热电公司。

1.2 方法

1.2.1 消解动态试验 取20 m2的试验地种植毛叶枣,待毛叶枣果实长至直径为1 cm时喷施多菌灵、吡虫啉和啶虫脒1次,并于施药后0.2、1、3、5、7、10、14、21、30 d进行采样;施药的浓度50.0 mg/kg(有效成分含量)。

1.2.2 最终残留试验 在20 m2的试验地内,分别设置2个施药浓度,待毛叶枣果实长至直径为1 cm时喷施多菌灵、吡虫啉和啶虫脒1次,分别于距最后一次施药的14、21、30 d时间采样。由于目前3种农药在毛叶枣上均未登记,只有啶虫脒和吡虫啉在冬枣上有登记,其推荐使用剂量分别为50.0 mg/kg(有效成分含量)和70.0~93.3 mg/kg(有效成分含量),综合考虑,多菌灵参考啶虫脒的推荐使用剂量,将3种农药在最终残留试验中的低浓度和高浓度分别统一设为50.0 mg/kg(有效成分含量)和75.0 mg/kg(有效成分含量)。

1.2.3 分析方法 (1)标准溶液配制:取25 mL容量瓶,分别将1 000 μg/mL的多菌靈、吡虫啉和啶虫脒标准溶液用甲醇稀释并定容成浓度为40 mg/L的标准储备液,再分取一定体积的3种农药标准储备溶液混合,利用甲醇稀释定容后得到一定浓度3种农药混合标准溶液,冰箱中低温避光保存。

(2)样品处理:参照文献[12-14]中的前处理方法并稍作改进:准确称取10 g毛叶枣样品置于50 mL离心管中,再分别加入乙腈20 mL和氯化钠3 g,涡旋提取2 min后–25 ℃下静置3 h后,上层有机溶液取1.0 mL过0.22 μm滤膜后待分析。

(3)色谱条件:采用甲醇和0.1%甲酸水溶液(含1 mmol/L乙酸铵)作为流动相,超高效液相色谱的流速为0.2 mL/min;柱温为35 ℃;进样量为1 μL,梯度洗脱参数见表1。

(4)质谱条件:参照文献[15-17]中质谱条件,并利用多菌灵、吡虫啉和啶虫脒的标准溶液进行相关质谱电压等的优化,得到相关参数为:采用ESI正离子MRM模式;雾化气流速55 L/h;辅助加热气流速55 L/h;气帘气流速20 L/h;喷雾电压5 500 V;辅助加热气温度550 ℃;多菌灵定量离子192.1/160.2,定性离子192.1/132.1,去簇电压55 V,碰撞能量:25、40 V;吡虫啉定量离子256.1/175.1,定性离子256.1/209.0,去簇电60 V,碰撞能量:22、25 V;吡虫啉定量离子223.2/126.2,定性离子223.2/99.1,去簇电压55 V,碰撞能量:30、45 V。

1.3 数据处理

1.3.1 农药含量计算 3种农药的测定结果按以下公式计算。试样中农药的含量以质量分数ω计,单位以mg/kg表示,按公式(1)计算:

式中:ω表示试样中植物生长调节剂的含量(mg/kg);ρ表示标准溶液的质量浓度(mg/L);A表示样品溶液中被测植物生长调节剂的峰面积;AS表示标准溶液中被测植物生长调节剂的峰面积;V1表示提取溶剂总体积(mL);V2表示吸取出用于检测的提取溶液的体积(mL);V3表示样品溶液定容体积(mL);m表示试样的质量(g)。

1.3.2 消解动态曲线计算 按以下公式计算:

式中:K为消解速率常数/d–1;C0为供试农药的初始量(mg/kg);Ct为t时刻农药的残存量(mg/kg);

当农药消解50%时,即Ct=C0/2时,即为消解半衰期,以T1/2表示。

2 结果与分析

2.1 仪器分析条件的选择

根据相关文献的报道[18-20],在ESI正离子模式下,乙酸铵和甲酸的加入能够促进化合物的电离以提高响应,因此实验中在水相中加入了0.1%甲酸和1 mmol/L乙酸铵,3种目标化合物的响应较高,且峰形较好。实验中还比较了甲醇和乙腈对于3种化合物的出峰情况,结果如图1所示,采用乙腈作为流动相时出峰较甲醇靠前,且对于3种化合物的响应没有甲醇高,最终选择甲醇和0.1%甲酸水溶液(含1 mmol/L乙酸铵)作为流动相。

2.2 线性范围和灵敏度

分别将多菌灵、吡虫啉和啶虫脒用甲醇稀释成0.1、0.5、1.0、5.0、10.0 ?g/L的浓度进行线性范围考察,考察检出限和定量限时采用空白毛叶枣基质中分别添加3种农药,并以3倍和10倍信噪比确定最低检出限(LOD)和定量限(LOQ)。结果表明,3种农药在0.1~10 ?g/L浓度范围内的线性关系较好,多菌灵的线性回归方程为y=1.04×104x+2.73×104(r2=0.999 7),吡虫啉的线性回归方程为y=1.35×104x+2.32×104(r2=0.999 3),啶虫脒的线性回归方程为y=1.89×104x+1.76×104(r2=0.999 5),检出限和定量限分别为0.06 ?g/kg和0.20 ?g/kg,灵敏度较好,符合毛叶枣中农药残留的测定要求。

2.3 回收率和精密度

回收率试验中根据上述确定的多菌灵、吡虫啉和啶虫脒的定量限,分别以1倍、5倍和10倍定量限浓度进行添加回收试验,每个添加浓度做6次平行实验并计算相对标准偏差,结果如表2所示。3种农药的回收率为89.1%~97.0%,相对标准偏差为5.3%~6.9%,回收率和精密度较好,能够满足毛叶枣农药残留对于回收率和相对标准偏差的要求。

2.4 多菌灵、吡虫啉和啶虫脒在毛叶枣中的残留消解动态

多菌灵、吡虫啉和啶虫脒在毛叶枣中的残留消解动态情况如图2~图4所示,随着取样时间的不断延长,3种农药在毛叶枣中的残留量不断的降低,多菌灵到28 d以后残留量低于检出限,其消解动态曲线为y = 0.605e–0.17x,R? = 0.900,半衰期T1/2=3.2 d;吡虫啉到21 d以后残留量低于检出限,其消解动态曲线为y = 0.497e–0.30x,R? = 0.829,半衰期T1/2=3.3 d;啶虫脒到21 d以后残留量低于检出限,其消解动态曲线为y =1.190e–0.29x,R2= 0.981,半衰期T1/2=2.8 d。3种农药在喷药后的5 d内的降解速率较快,5 d后其降解速率逐渐降低并趋于稳定,其残留情况符合指数型降解规律,其半衰期都小于30 d,属于易降解农药,但是后期的残留降解较慢,在田间安全间隔期的选择时需引起重视。

2.5 多菌灵、吡虫啉和啶虫脒最终残留试验

多菌灵、吡虫啉和啶虫脒的最终残留试验分别在收获期前14 d、21 d、30 d采样并测定含量。结果表明,在3个测定时期内,低浓度组和高浓度组均检出3种农药,多菌灵的含量介于未检出和0.058 mg/kg之间,吡虫啉的含量介于未检出和0.006 mg/kg之间,啶虫脒含量介于未检出和0.018 mg/kg之间,按照我国标准中对于枣中的最大残留限量标准,多菌灵和啶虫脒都未超过国家标准,吡虫啉在棗上还没有最大残留限量的规定,参照苹果和梨的最大残留限量0.5 mg/kg,吡虫啉在毛叶枣上的最终残留量较低,但是其膳食风险还有待于进一步的评估。

2.6 实际样品的测定

采用以上建立的测定方法,随机选取了25个市场上的毛叶枣样品对其进行多菌灵、吡虫啉和啶虫脒检测,其中有10个样品中检出多菌灵,含量范围为0.008~0.215 mg/kg,有7个样品检出吡虫啉,含量范围为0.003~0.050 mg/kg,有4个样品检出啶虫脒,含量范围为0.002~0.013 mg/kg,含量较低。

3 讨论

毛叶枣的基质组成复杂,常规方法所得的提取溶液干扰较大,共溶物较多。因此,本文采用了快速有效的低温冷冻液液萃取的方法对于毛叶枣中的3种农药进行提取,得到了较好的提取效果,干扰较小,同时借助目前常用的超高效液相色谱—串联质谱对多菌灵、吡虫啉和啶虫脒进行高灵敏度的测定,取得了较好的测定效果。

到目前为止,相关的农药在枣上已经登记较多,然而在毛叶枣上的登记却没有。鉴于毛叶枣的品种与其他枣类的差别较大,且近年来的销量逐年剧增,对于毛叶枣上多菌灵、吡虫啉和啶虫脒的残留消解研究具有重要的意义,不仅可以为农药登记提供依据,也可为吡虫啉在枣中的最大残留限量的制定提供部分基础数据。

综上所述,本文利用超高效液相色谱—串联质谱,结合田间试验,系统研究了多菌灵、吡虫啉和啶虫脒在毛叶枣中的快速准确测定方法、消解动态和最终残留情况。在ESI正离子MRM模式下,多菌灵、吡虫啉和啶虫脒在0.1~10 ?g/L的浓度范围线性关系较好,检出限都为0.06 ?g/kg,定量限都为0.20 ?g/kg,回收率范围为89.1%~97.0%,相对标准偏差范围为5.3%~6.9%,灵敏度和精密度较好;田间试验结果表明多菌灵、吡虫啉和啶虫脒在毛叶枣中的消解半衰期分别为3.2、3.3、2.8 d;最终残留试验结果表明,在毛叶枣采收期时3种农药均有检出,表明3种农药在毛叶枣上的残留时期较长,喷施时需控制好喷施浓度和间隔期。

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