茚嗪氟草胺及其代谢物在柑橘和土壤中的残留及消解动态

刘金胜 湛优 蔡志敏 李治军 刘祥英

摘要 ：为明确茚嗪氟草胺及其代谢物indaziflamdiaminotriazine （INDD），indaziflamcarboxylic acid （INDC），indaziflamtriazineindanone （INDT），indaziflamhydroxyethyl （INDH），indaziflamolefin （INDO）在柑橘和土壤中的残留消解动态及最终残留，样品采用乙腈提取，二氯甲烷净化，液相色谱串联质谱法（LCMS/MS）检测。茚嗪氟草胺，INDC，INDT，INDH和 INDO在柑橘（果皮、果肉、全果）和土壤中的最低检测浓度（LOQ）为0.01 mg/kg，INDD 的LOQ为0.02 mg/kg。残留消解动态试验结果表明，茚嗪氟草胺在柑橘园土壤中的半衰期为15.07～16.12 d，在柑橘中的残留量低于LOQ，其代谢物在柑橘和土壤中的残留量皆低于LOQ。最终残留试验结果表明，500 g/L茚嗪氟草胺悬浮剂分别按有效成分用量100 g/hm2和150 g/hm2于杂草出苗前定向封闭施药1次，柑橘收获期（药后86 d）茚嗪氟草胺及其代谢物在柑橘和土壤中的残留量皆低于LOQ。

关键词 ：茚嗪氟草胺; 残留; 消解动态; 柑橘

中图分类号： S 481.8

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019540

Residues and dissipation dynamic of indaziflam and its metabolites in orange and soil

LIU Jinsheng2#， ZHAN You1#， CAI Zhimin2， LI Zhijun2， LIU Xiangying1*

（1. College of Plant Protection， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China;

2. Hunan Rongcheng Agricultural Technology Co. LTD， Changsha 410016， China）

Abstract ：In order to determine the dissipation dynamic and final residues of indaziflam 500 g/L SC and its metabolites， including indaziflamdiaminotriazine （INDD），indaziflamcarboxylic acid （INDC）， indaziflamtriazineindanone （INDT），indaziflamhydroxyethyl （INDH） and indaziflamolefin （INDO）， in orange （peel， flesh， whole fruit） and soil， the samples were extracted by acetonitrile， purified by dichloromethane， and detected by liquid chromatographymass spectrometry （LCMS/MS）. The limits of quantitation （LOQs） of indaziflam， INDC， INDT， INDH and INDO in the peel， flesh， whole fruit of orange and soil were 0.01 mg/kg and that of INDD was 0.02 mg/kg. Digestion dynamic analysis showed that the halflife of indaziflam in soil was 15.07-16.12 d. However， the residues of indaziflams metabolites in the peel， flesh， whole fruit and soil were below their corresponding LOQs. Under the application of indaziflam at 100 g/hm2 and 150 g/hm2in the soil at the weed preemergence period， the final residues of indaziflam and its metabolites in orange and soil were below their corresponding LOQs when the orange was ripe and harvested （86 d after treatment）.

Key words ：indaziflam; residue; dissipation dynamics; orange

茚嗪氟草胺（indaziflam）又名三嗪茚草胺（結构式见图1），是德国拜尔公司开发的一种新型灭生性芽前除草剂，其作用机理是通过抑制纤维素的生物合成，并作用于分生细胞生长来有效防除杂草[12]。该除草剂具有防治谱广、药效高、持效期长、用量低等优点，广泛用于草坪、水果（如柑橘、葡萄、梨等）、甘蔗等作物田防除一年生禾本科杂草与阔叶杂草[34]。茚嗪氟草胺常见的代谢物有indaziflamdiaminotriazine （INDD），indaziflamcarboxylic acid （INDC），indaziflamtriazineindanone （INDT），indaziflamhydroxyethyl （INDH）和indaziflamolefin （INDO），在土壤、蔬菜和水果中常被检出[56]，对生态环境和食品安全存在潜在的风险[7]。该除草剂及其代谢物常用的残留分析方法有液相色谱串联质谱法（LCMS/MS），超高效液相串联质谱（UPLCMS/MS）， 高效液相色谱（HPLC）等[56]。本研究通过田间施用500 g/L茚嗪氟草胺悬浮剂，采用LCMS/MS法研究其在柑橘园土壤及柑橘果实中的残留消解和最终残留水平，旨在为该除草剂的合理使用和残留监管提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1290液相色谱6460三重四极杆质谱联用仪，美国安捷伦公司;N1100 型旋转蒸发仪，东京理化器械株式会社;IKAT25 匀浆机，德国IKA 公司;VORTEX5旋涡混合器，海门市其林贝尔仪器制造有限公司;BSA124S电子天平，赛多利斯科学仪器有限公司;SHZB型调速多用振荡器，上海博讯实业医疗设备厂。

茚嗪氟草胺（纯度99.3%）及其代谢物INDD（纯度92.5%）、INDC（纯度96.3%）、INDT（纯度97.5%）、INDH（纯度98.6%）、INDO（纯度94.8%）和500 g/L 茚嗪氟草胺悬浮剂（推荐有效剂量为50～100 g/hm2）均为德国拜耳作物科学公司产品;甲醇（色谱纯），美国Tedia有限公司;乙腈、氯化钠、二氯甲烷、无水硫酸钠均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司;试验用水均为二次去离子水。

1.2 田间试验

试验在湖南省长沙县樃梨镇柑橘园进行，柑橘品种为‘早熟宫川，试验地土壤为红土，pH 5.4，有机质含量2.2%。按照《农作物中农药残留试验准则》[8]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[9]中要求设计消解动态试验区、低剂量处理区、高剂量处理区和空白对照区。

1.2.1 消解动态试验

将500 g/L茚嗪氟草胺悬浮剂于杂草出苗前定向封闭喷雾处理1次，施药有效剂量为150 g/hm2（推荐剂量上限的1.5倍），每处理重复3次，小区面积50 m2，每小区不少于2株果树。另设清水空白对照，处理间设保护间隔区。分别于施药后2 h、1、3、7、14、21、30、45 d采集柑橘样品，施药后2 h、1、3、7、14、21、30、45、60 d采集土壤样品。柑橘果实样品：在小区内按随机取样方法在每株柑橘的不同方向（东、南、西、北、中）及上、中、下、里、外等不同部位采集2 kg以上生长正常、无病害的柑橘果实，将果实切成4～8瓣，取不相邻的2～4瓣，匀浆后装入自封塑料袋中，于-20℃冰柜中保存待测。土壤样品：采用专用取土工具分别在试验小区中随机选择12个采集点，取土深度0～10 cm，每小区采样量不少于2 kg，在不锈钢盆中除去杂物后混合均匀，用四分法取500 g装入自封塑料袋中，于-20℃冰柜中保存待测。

1.2.2 最終残留试验

设低剂量100 g/hm2（推荐剂量上限）和高剂量150 g/hm2（推荐剂量上限的1.5倍）两个施药剂量，每个剂量于杂草出苗前定向封闭喷雾处理1次，每处理重复3 次，小区面积50 m2，每小区不少于2 株果树。另设清水空白对照，处理间设保护间隔区，于柑橘成熟期（施药后86 d）随机采集柑橘果实及土壤样品，保存于-20℃冰柜中待测，样品的采集和处理方法按1.2.1进行。

1.3 分析方法

1.3.1 样品的提取与净化

采用乙腈提取，二氯甲烷净化，液相色谱串联质谱法（LCMS/MS）检测残留量，外标法定量。具体步骤为：分别称取10 g果皮或果肉或全果或土壤样品，置于250 mL的离心瓶中，加入50 mL乙腈，振荡30 min，取上清液2 mL于125 mL分液漏斗中，加40 mL 5% NaCl水溶液，用50 mL二氯甲烷萃取2次，有机相通过无水硫酸钠收集到250 mL圆底烧瓶中，于45℃水浴真空除去溶剂，2 mL甲醇定容，过0.22 μm有机相滤膜至进样瓶中，待LCMS/MS检测。

1.3.2 LCMS/MS检测条件

液相色谱条件：不锈钢色谱柱Agilent SBC18（50 mm×2.1 mm，1.8 μm）;柱温35℃，进样量10 μL;流速0.3 mL/min;流动相为水和100%甲醇，采用梯度洗脱，条件见表1。

质谱条件：电喷雾电离（electron spray ionization，ESI）离子源，正离子扫描，监测方式为多反应监测模式，离子喷雾电压为3 500 V，雾化气压力为40 psi，干燥气温度为350℃，干燥气流速为9 L/min，根据茚嗪氟草胺及其5个代谢物的相对分子质量，确定其母离子，进行母离子全扫描。每个母离子选择2个子离子进行定性，一个响应较强的子离子进行定量。每种目标化合物选择2个响应信号较稳定的子离子，子离子响应信号最强时的碰撞能量作为质谱条件。茚嗪氟草胺及代谢物的LCMS/MS 检测参数见表2，典型色谱图见图2。

1.3.3 制作标准曲线

分别称取一定量茚嗪氟草胺和5个代谢物的标准品，用质谱纯甲醇溶解定容配制成500 ng/mL的母液，再用稀释法配制成1、5、10、 50、100 ng/mL的标准溶液，在上述色谱条件下进行测定，以峰面积进样浓度做标准曲线。

1.3.4 添加回收率试验

分别称取柑橘全果、果肉、果皮和土壤空白样本，添加不同浓度的茚嗪氟草胺及5个代谢物的标准品，茚嗪氟草胺和代谢物INDC、INDT、INDH、INDO的添加水平为0.01、0.05、0.50、1.00 mg/kg，代谢物INDD的添加水平为0.02、0.05、0.50、1.00 mg/kg，每个浓度重复5次，按上述分析方法经提取、净化和LCMS/MS测定，计算添加回收率及相对标准偏差（RSD）。

2 结果与分析

2.1 检测方法的线性关系、准确度及精密度

茚嗪氟草胺和5个代谢物在1～100 ng/mL范围内，其浓度（x）与峰面积（y）呈良好的线性关系，标准曲线与相关系数见表3。

在上述色谱测定条件下，以3倍信噪比计，茚嗪氟草胺及其5 个代谢物的最小检出量（LOD）均为0.01 ng， 以10倍信噪比计，待测物在样品中的最低含量作为定量限（LOQ），茚嗪氟草胺及代谢物INDC、INDT、INDH、INDO在柑橘果皮、果肉、全果和土壤中的LOQ为0.01 mg/kg;代谢物INDD在柑橘果皮、果肉、全果和土壤中的LOQ为0.02 mg/kg。茚嗪氟草胺及其代谢物在柑橘果皮、果肉、全果及土壤中的添加回收率及RSD见表4，当添加水平在0.01～1.00 mg/kg时，茚嗪氟草胺及代谢物INDC、INDT、INDH、INDO在柑橘果皮、果肉、全果中及土壤中的回收率分别为71.6%～102.5%、73.2%～109.0%、73.0%～108.1%、74.3%～109.0%，RSD分别为2.3%～10.7%、0.9%～11.8%、2.2%～9.6%、1.1%～7.8%。当添加水平在0.02～1.00 mg/kg时，代谢物INDD在柑橘果皮、果肉、全果以及土壤中的平均回收率分别为71.4%～82.6%、73.0%～105.7%、74.2%～94.1%、73.7%～103.2%，RSD分别为1.3%～11.6%、1.6%～10.7%、1.9%～5.1%、3.5%～7.5%。满足农药残留分析的要求[8]。

2.2 茚嗪氟草胺及其代谢物在土壤和柑橘中的消解动态

茚嗪氟草胺在土壤中的消解符合一级反应动力学方程，消解动态见表5。2017年和2018年茚嗪氟草胺在土壤中的原始沉积量分别为0.296 mg/kg和0.322 mg/kg，半衰期分别为16.12 d和15.07 d。药后60 d， 茚嗪氟草胺在土壤和柑橘全果上的残留量均低于最小检出量 0.01 mg/kg。代谢物在柑橘果皮、果肉、全果和土壤中的残留量均低于最小检出量，即INDC、INDT、INDH、INDO的残留量皆低于LOQ（0.01 mg/kg），INDD的残留量低于其LOQ（0.02 mg/kg）。

2.3 最终残留

以低剂量100 g/hm2和高剂量150 g/hm2于杂草出苗前定向封闭喷雾处理1次，收获期采样（药后86 d）测定茚嗪氟草胺及5种代谢物在柑橘果皮、果肉、全果及土壤中残留。结果表明，茚嗪氟草胺及5种代谢物在柑橘果皮、果肉、全果及土壤中的残留量皆低于LOQ。

3 讨论

采用乙腈为提取剂，二氯甲烷和无水硫酸镁为分散净化剂，外标法定量，利用LCMS/MS在选择多反应监测模式下对柑橘及土壤中的茚嗪氟草胺及代谢物进行了定性定量分析，方法的线性关系、准确度及精密度均可满足农药残留分析的要求[8]。

农药在土壤中的消解与其本身的理化特性、土壤类型、土壤温湿度及光照等因素密切相关，张晓慷等报道茚嗪氟草胺及其代谢物在土壤中很容易降解，在田间半衰期为10～80 d[3]。Guerra等研究发现土壤对茚嗪氟草胺及其代谢物有较强的吸附性，土壤的理化性质影响茚嗪氟草胺及其代谢物的生物有效性[10]，Alonso等研究发现茚嗪氟草胺及其代谢产物在土壤中的吸附能力与土壤有机碳含量成正相关，且随着时间的推移，吸附能力增强[6，11]。本研究表明，将茚嗪氟草胺按照推荐最高剂量100 g/hm2的1.5倍于柑橘园杂草出苗前施药1次，在土壤中的半衰期为15.07～16.12 d，最终残留结果表明，按低剂量100 g/hm2和高剂量150 g/hm2各施药1次，收获期采样时距药后86 d，在果皮、果肉和全果中皆未检出茚嗪氟草胺及其代谢物，这可能因为茚嗪氟草胺是一种芽前除草剂，定向喷施于土壤防治柑橘园杂草，绝大部分茚嗪氟草胺进入土壤，由于茚嗪氟草胺及其代谢物在土壤中容易降解，使柑橘树在土壤中吸收茚嗪氟草胺的量少，导致茚嗪氟草胺在柑橘果皮、果肉、全果中的残留量皆低于LOQ，故未得到茚嗪氟草胺在柑橘全果中消解动态方程与半衰期。

茚嗪氟草胺已经在美国、加拿大、墨西哥、阿根廷、印度尼西亚、马来西亚、越南、菲律宾和澳大利亚登记上市[3]。目前尚未在中国登记，我国也尚未制定茚嗪氟草胺在柑橘中的最大残留限量，但随着灭生性除草剂百草枯水剂在中国被禁用，草甘膦和草铵膦抗药性的发生和发展，茚嗪氟草胺势必成为一种新型的优良替代产品。本试验开展了500 g/L茚嗪氟草胺悬浮剂在柑橘上的残留动态及最终残留水平的一地两年残留试验，旨在初步了解茚嗪氟草胺在我国柑橘及柑橘园土壤中的残留情况，根据美国和欧盟已制定茚嗪氟草胺在柑橘中的最大残留限量为0.01 mg/kg。本研究中茚嗪氟草胺在柑橘的残留量低于美国和欧盟的最大残留限量标准，说明500 g/L茚嗪氟草胺悬浮剂在试验条件下按推荐剂量使用，用于防治柑橘园杂草是安全的。

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（责任编辑：杨明丽）