高效氟吡甲禾灵在马铃薯和土壤中的残留消解动态及残留量

毛 佳，梁 林，金 杰，潘金菊，齐晓雪，刘 伟，冯义志*

(1.云南省农业科学院农业环境资源研究所，云南 昆明 650205；2.山东省农药科学研究院 山东省化学农药重点实验室，山东 济南 250033)

高效氟吡甲禾灵(haloxyfop-P-methyl)又名高效盖草能，是美国陶氏益农公司开发的一种芳氧苯氧丙酸类除草剂，具有杀草快、内吸作用强及对作物高度安全等特点，对白菜、油菜、大豆、棉花和花生等阔叶作物田的一年生禾本科杂草有很好的防效[1]。其作为一种苗后选择性除草剂，通过抑制植株体内乙酰辅酶A羧化酶而影响杂草的脂肪酸合成[2-3]，进而抑制根、茎分生组织的生长，使受药杂草逐渐枯萎死亡。高效氟吡甲禾灵结构中丙酸α-碳为不对称碳原子，故存在R和S两种光学异构体，其中S体没有除草活性，高效氟吡甲禾灵是除去了非活性部分(S体)的精制品(R体)[4]。随着高效氟吡甲禾灵的广泛使用，其在环境和农作物中的残留问题也日益受到人们关注。黄雪等[1]建立了高效液相色谱测定土壤中高效氟吡甲禾灵残留量的分析方法，其中方法定量限为0.05mg/kg。谢勇波等[5]建立了检测土壤、烟草和油菜中高效氟吡甲禾灵的分析方法。吴祥为和武秀停等[6-7]分别建立了气相色谱法测定了大豆和穿心莲中高效氟吡甲禾灵的分析方法。马恒麟等[8]研究了盖草能(氟吡甲禾灵)在棉花上的残留量及消解动态。以上有关高效氟吡甲禾灵的研究主要以残留分析方法为主，尚未涉及马铃薯中消解动态及残留量的研究，并且只检测了高效氟吡甲禾灵而未对其代谢物进行检测。目前，我国和欧盟对高效氟吡甲禾灵的残留物定义同氟吡甲禾灵一样都是以氟吡甲禾灵、氟吡禾灵及其共轭物之和，以氟吡甲禾灵表示。本文建立了GC-MS法测定氟吡甲禾灵及氟吡禾灵在马铃薯和土壤中残留的分析方法，研究了高效氟吡甲禾灵在马铃薯和土壤中消解规律及其残留量。研究结果为该药在马铃薯上的科学合理使用及限量研究提供了技术依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料 供试农药：28%高效氟吡甲禾灵微乳剂(某公司产品)。气质联用仪(QP2010ultra)，Shimadzu公司；多功能食品加工机(XBLL-25A)，上海帅佳电子科技有限公司；电子天平(JA21002)，上海精密科学仪器有限公司；离心机(TDL-5-A)，上海安亭科学仪器厂。无水硫酸镁(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；98%硫酸(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；甲醇、正己烷、苯(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；弗罗里硅土小柱(1 000mg/6mL，天津博纳艾杰尔科技有限公司)；氟吡甲禾灵标准品(纯度为99%，Sigma-Aldrich公司)；氟吡禾灵(纯度为98%，Sigma-Aldrich公司)。

1.2 田间试验设计 试验于2015～2016年在山东省济南市、吉林省双辽市，试验用地田间管理精细，灌溉方便。山东和吉林马铃薯品种分别为荷兰1号和荷兰7号，所有试验小区的栽培条件一致，栽培管理按照试验田统一生产规范进行，符合当地良好农业规范(GAP)，试验过程参考《农药残留试验准则》[9]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[10]。28%高效氟吡甲禾灵微乳剂在马铃薯上防治一年生杂草的推荐使用制剂量：10～15g/667m2(42～63g a.i/hm2)。施药方法：茎叶喷雾；施药1次。

1.2.1 消解动态试验 消解动态按制剂量337.5 g/hm2(94.5 g a.i/hm2)，于马铃薯苗期施药。施药后2h、1、3、5、7、14、21、28、35、42d分别采集马铃薯植株样品。植株样品采集方法：在试验小区内随机采集2.5 kg，切碎、混匀后用四分法留样500 g。土壤动态试验在另一空地喷雾施药，施药浓度按制剂量337.5 g/hm2(94.5 g a.i/hm2)，施药后2h、1、3、5、7、14、21、28、35、42d采集土壤样本。土壤样本的采集方法：用土钻随机采集0～10 cm深度土壤6～12点，除去土壤中的碎石、杂草和植物根茎等杂物，混匀后采用四分法留样500 g。所有样品贮存于～20℃冰柜中保存。另设清水空白对照。每处理重复3次，处理间设保护间隔区。

1.2.2 最终残留试验 设2个施药剂量：低剂量按制剂量225 g/hm2(63 g a.i/hm2)，高剂量按制剂量337.5 g/hm2(94.5 g a.i/hm2)，各设1次施药。收获期分别采集马铃薯和土壤样品。土壤采集0～15 cm深土层，去除杂草、石块等，每次随机取3份，缩分后留样，于-20℃低温冷冻保存。

1.3 分析方法

1.3.1 色谱条件 TG-1701MS毛细管柱(30m × 0.25 mm × 0.25 μm)；载气：He(纯度>99.999%)；柱流量1.6 mL/min；柱头压143.6kPa；进样体积1μL；不分流进样；进样口温度250℃；气-质接口温度250 ℃。柱升温程序：初始温度150℃保持5min，20℃/min升至250℃，保持5min；检测器电压1 kV；离子源温度200℃；溶剂延迟时间4 min；定性离子m/z 375、288，定量离子m/z 316，目标峰保留时间11.0min左右，(图1)。

图1 氟吡甲禾灵定量离子色谱图(0.01mg/L)

1.3.2 样品前处理方法 准确称取捣碎马铃薯和植株样品10.0g于50mL具塞塑料离心管中，加入1mL 20%NaOH水溶液和20mL甲醇，振荡提取2h，静置过夜，4 000 r/min离心5min，取全部上清液至另一50mL具塞塑料离心管中，再加入1mL 20%NaOH水溶液和20mL甲醇涡旋提取5min，4 000 r/min离心5min，合并所有上清液，加入8g无水MgSO4，剧烈振荡1min，静置1h，4 000 r/min离心5min，取10mL上清液至另一50mL具塞塑料离心管中，依次加入20mL饱和食盐水，2mL 3mol/L的H2SO4水溶液和10mL苯，振荡萃取2min，4 000 r/min离心5min。取上清液8mL至50mL鸡心瓶中，旋蒸浓缩至近干，吹干，待用。马铃薯样品直接进行甲基化反应，用1mL甲醇溶解并转移至15mL具塞离心管中，加入50μL 98%浓硫酸，混匀后放入30℃水浴锅中水浴30min，每10min晃动1次。甲基化完成后向离心管中加入5mL蒸馏水和1mL正己烷，振荡萃取30s，取正己烷相进行检测；植株样品先净化后甲基化反应，用2mL正己烷溶解残留物至5mL正己烷活化过的弗罗里硅土小柱，分别用5mL正己烷、5mL乙酸乙酯淋洗杂质，弃去。挤干小柱内乙酸乙酯，用10mL 0.5% NaOH水溶液洗脱并收集到15mL具塞试管中。向具塞试管中加入1g NaCl，50μL 98%浓硫酸，2mL正己烷，振荡萃取1min，取1mL正己烷至50mL鸡心瓶旋蒸近干。甲基化同马铃薯。

准确称土壤样品10.0g于50mL具塞塑料离心管中，加入1mL 20%NaOH水溶液和20mL甲醇，振荡提取2h，静置过夜，加入2g无水MgSO4，剧烈振荡1min，静置1h，4 000 r/min离心5min，取10mL上清液至另一50mL具塞塑料离心管中，依次加入20mL饱和食盐水，1mL 3mol/L的H2SO4水溶液和10mL苯，振荡萃取2min，4 000 r/min离心5min。取上清液8mL至50mL鸡心瓶中，旋蒸浓缩至近干，吹干。甲基化同马铃薯。

1.3.3 标准曲线制作 准确称取0.050 5g氟吡甲禾灵标准品于50 mL容量瓶中，用正己烷溶解并定容，配制成质量浓度为1 000 mg/L的标准品母液，再用正己烷分别稀释成质量浓度为10、5、1、0.5、0.1、0.01 mg/L系列标准工作溶液，在1.3.1节色谱条件下进行测定。

1.3.4 添加回收率测定 分别在空白土壤、马铃薯样品中按照0.01、0.1、1 mg/kg水平添加氟吡禾灵标准溶液，在空白马铃薯植株中按照0.02、0.1、1 mg/kg水平添加氟吡禾灵标准溶液每个浓度5次平行试验。分别在空白土壤、马铃薯样品中按照0.01、0.1、1 mg/kg水平添加氟吡甲禾灵标准溶液，在空白马铃薯植株中按照0.02、0.1、1 mg/kg水平添加氟吡甲禾灵标准溶液每个浓度5次平行试验。按1.3.2节方法进行提取、净化，按1.3.1节色谱条件进行检测，测定回收率及相对标准偏差，添加典型谱图(图2、3、4)。

图2 土壤添加氟吡甲禾灵(0.01mg/kg)和土壤空白谱图

图3 马铃薯添加氟吡甲禾灵(0.01mg/kg)和马铃薯空白谱图

图4 植株添加氟吡甲禾灵(0.02mg/kg)和植株空白谱图

2 结果与分析

2.1 线性范围及检出限 以氟吡甲禾灵定量离子峰面积y为纵坐标、进样质量浓度x为横坐标绘制标准曲线。结果表明，在0.01～10 mg/L范围内，氟吡甲禾灵定量离子峰面积与进样质量浓度间呈良好的线性关系，线性方程为y=37 215x-3 243.6，相关系数r=0.999 8。通过最小添加水平得到氟吡甲禾灵在马铃薯和土壤中的定量限(LOQ)为0.01 mg/kg，植株中的定量限(LOQ)为0.02 mg/kg。

2.2 添加回收率和精密度 在马铃薯、土壤和植株空白样品中，分别单独添加3个不同质量分数的氟吡甲禾灵和氟吡禾灵标准品溶液。结果表明(表1)：氟吡甲禾灵在马铃薯等3种基质中平均回收率83.9%～101.1%，相对标准偏差1.9%～9.9%；氟吡禾灵在马铃薯等3种基质中平均回收率79.5%～100.1%，相对标准偏差1.5%～8.7%，符合农药残留分析标准要求。

表1 氟吡甲禾灵和氟吡禾灵在马铃薯、土壤和植株中添加回收率试验结果

2.3 高效氟吡甲禾灵在马铃薯植株和土壤中的消解动态 消解动态试验结果表明：高效氟吡甲禾灵在马铃薯植株和土壤中降解动态符合一级动力学方程(表2)，山东和吉林2年马铃薯植株中的半衰期为4.8～8.9 d；土壤中的半衰期为8.3～14.2 d。表明高效氟吡甲禾灵在马铃薯植株及其土壤中降解均较快。

表2 高效氟吡甲禾灵在马铃薯植株和土壤中的消解动力学方程

2.4 高效氟吡甲禾灵在马铃薯和土壤中的最终残留 高效氟吡甲禾灵最终残留试验低剂量按制剂量225 g/hm2(63 g a.i/hm2)，高剂量按制剂量337.5 g/hm2(94.5 g a.i/hm2)，各施1次药，收获期采样。结果马铃薯中高效氟吡甲禾灵残留量均<最低检测浓度(0.01mg/kg)，土壤中高效氟吡甲禾灵残留量在<0.01～0.025 9mg/kg之间。

3 结论和讨论

本试验参考JMPR报告用碱性甲醇溶液提取转化高效氟吡甲禾灵代谢物，净化后，用甲醇浓硫酸进行甲基化，建立了检测马铃薯和土壤中高效氟吡甲禾灵的残留分析方法。结果表明：添加质量分数为0.01～1.0 mg/kg时，氟吡甲禾灵和氟吡禾灵在马铃薯、马铃薯植株和土壤中添加回收率为79.5%～101.1%，相对标准偏差为1.5%～9.9%。本试验中高效氟吡甲禾灵在马铃薯和土壤中的最低检出质量分数都为0.01 mg/kg，在植株中最低检出质量分数都为0.02mg/kg。方法的重现性好，准确度、精密度及检出限均可满足该农药的残留分析要求。

高效氟吡甲禾灵在马铃薯植株和土壤中的残留消解均符合一级动力学方程，其在马铃薯植株和土壤中的半衰期分别为4.8～8.9 d和8.3～14.2 d，表明高效氟吡甲禾灵在马铃薯植株和土壤中的降解速率均较快。目前，我国食品安全农药最大残留限量(GB2763—2016)[11]规定马铃薯中高效氟吡甲禾灵的最大残留限量为0.1mg/kg。试验结果表明：28%高效氟吡甲禾灵微乳剂在马铃薯上防治一年生杂草按照63～94.5 g a.i/hm2剂量施药1次，收获期马铃薯中高效氟吡甲禾灵残留量均低于最低检测浓度(0.01mg/kg)低于我国规定的农药最高残留限量值(0.1mg/kg)。所以按推荐剂量使用28%高效氟吡甲禾灵微乳剂防治马铃薯田一年生杂草，是安全的。