林其達(dá)
(深圳市無公害農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,廣東 深圳 518000)
噻嗪酮是我國(guó)近年來開發(fā)推廣的一種抑制昆蟲幾丁質(zhì)合成和干擾新陳代謝的新型選擇性殺蟲劑,它對(duì)飛虱、葉蟬、粉虱及介殼蟲等同翅目害蟲具有良好的防治效果和特效作用,其殺蟲力高,是常規(guī)殺蟲劑(如丙蟲磷、仲丁威等)毒力的50~100倍,而且殘效期長(zhǎng),對(duì)天敵較安全,與其它農(nóng)藥無交互抗性。噻嗪酮在防治農(nóng)作物害蟲和衛(wèi)生害蟲中占有重要地位[1-2]。
對(duì)于噻嗪酮?dú)埩?,?guó)內(nèi)外已進(jìn)行了多方面的研究,并取得了一定的成果[3-12],但主要集中在蔬菜和茶葉上的一些殘留分析。噻嗪酮作為防治水稻害蟲飛虱的主要藥劑,并且隨著藥劑的大量頻繁使用,導(dǎo)致害蟲對(duì)藥劑產(chǎn)生了抗藥性,農(nóng)民也肆意地提高藥劑的使用濃度,導(dǎo)致噻嗪酮在水稻田的殘留問題加重。而噻嗪酮在水稻稻田植株的殘留動(dòng)態(tài)和最終殘留研究尚未見報(bào)道。近幾年,農(nóng)民普遍使用25%噻嗪酮WP來防治水稻飛虱等害蟲,并且防治效果良好。因此,探討噻嗪酮在水稻植株中的殘留降解動(dòng)態(tài)和水稻植株、稻米和米糠的最終殘留量,可為稻米生產(chǎn)中噻嗪酮?dú)埩舻目刂铺峁┛茖W(xué)依據(jù),具有較大的生產(chǎn)指導(dǎo)意義?,F(xiàn)將研究結(jié)果報(bào)道如下。
試驗(yàn)時(shí)間為2008年。試驗(yàn)地塊為廣東省廣州市郊水稻田和湖南省長(zhǎng)沙市郊水稻田。
1.2.1 降解動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 噻嗪酮在水稻上的降解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:試驗(yàn)區(qū)面積240 m2,平均分為兩個(gè)區(qū),分別用于25%噻嗪酮WP處理和空白對(duì)照,每個(gè)處理面積各120 m2,用田基相隔,周圍設(shè)保護(hù)區(qū),進(jìn)行獨(dú)立排灌。施藥處理時(shí)間是水稻的分孽高峰期。施藥前田間先灌入5~7 cm水層,隨后堵塞所有的排灌口。
施藥方法:將25%噻嗪酮WP進(jìn)行噴霧處理,試驗(yàn)劑量是75 g(a.i.)/hm2,藥后田水不排不灌。另設(shè)空白對(duì)照(CK),每處理3次重復(fù)。分別于藥后2 h,1、3、5、7、14、21 和 28 d,定時(shí)采集分析樣本。采用對(duì)角線5點(diǎn)取樣法取樣,每個(gè)點(diǎn)內(nèi)多點(diǎn)采集,取樣量約2 kg,樣本寫上標(biāo)簽和包裝好后,當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,切碎混合均勻,稱量留取500 g,寫上標(biāo)簽裝保鮮袋,放入-20℃低溫冰箱,待處理分析用。水稻植株:切碎混合均勻,稱取500 g,寫上標(biāo)簽裝保鮮袋,放入-20℃低溫冰箱,待處理分析。
1.2.2 最終殘留試驗(yàn) 將最終殘留試驗(yàn)區(qū)分成3個(gè)區(qū)組,每個(gè)區(qū)組劃分成4個(gè)小區(qū),區(qū)組間和小區(qū)間均構(gòu)筑寬×高=15 cm×20 cm小田基隔開,并在試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)置保護(hù)行,進(jìn)行獨(dú)立排灌。
試驗(yàn)田耙平并構(gòu)筑小區(qū)后,分別進(jìn)行移栽,株行距為15 cm×18 cm,每穴5~8株。稻株在分蘗高峰期施藥,施藥前,田內(nèi)灌入5~7 cm的水層,堵封所有進(jìn)出水口。25%噻嗪酮WP試驗(yàn)劑量分別是75 g(a.i.)/hm2(常規(guī)劑量)和112.5 g(a.i.)/hm2(高劑量),另設(shè)空白對(duì)照(CK),共3個(gè)處理,每處理3次重復(fù),各個(gè)處理隨機(jī)排列。施藥后保留水層約7 d,以后按照高產(chǎn)栽培技術(shù)進(jìn)行正常的田間管理。于水稻完全成熟時(shí),按如下方法在田間取樣。
植株及稻谷:采用對(duì)角線5點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)又多點(diǎn)收割地上水稻全株,每小區(qū)收割水稻全株約3 kg,分別用密封袋包裝好后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,脫粒,將稻谷和植株分開。植株切碎,混勻后進(jìn)行縮分,稱量留取約500 g,寫上標(biāo)簽,裝保鮮袋放入-20℃低溫冰箱中保存,待處理測(cè)定用。稻谷在玻璃網(wǎng)室中自然曬干,然后進(jìn)行篩選,剔除空粒和不飽滿的籽粒,余下飽滿的谷粒進(jìn)行縮分,保留約500 g,寫上標(biāo)簽,裝保鮮袋放入-20℃低溫冰箱中保存,待處理測(cè)定用。米糠:谷粒先用小型出糙機(jī)脫殼,將谷殼和糙米分開,然后用粉碎機(jī)分別把谷殼和糙米粉碎成米糠和糙米粉,稱取米糠供提取。
Agilent 6890氣相色譜儀(NPD檢測(cè)器、自動(dòng)進(jìn)樣器、化學(xué)工作站);BS210S型電子天平(1/10000)(德國(guó)Sartorius公司);FT-103型土壤粉碎機(jī)(黃驊市振興電器廠);DF-15型粉碎機(jī)(溫嶺市大德中藥機(jī)械有限公司);DS-1高速組織搗碎機(jī)(上海標(biāo)本模型廠);S.C.101型烘箱(上海實(shí)驗(yàn)儀器廠);73-2型出糙機(jī)(浙江溫嶺糧儀廠);SB-1000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(日本Eyela公司);THZ-82A型振蕩機(jī)(江蘇富華儀器有限公司)。
噻嗪酮標(biāo)準(zhǔn)樣(w=99.5%)(德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司);無水硫酸鈉(A.R,130℃烘 2 h,貯于干燥器中備用)、丙酮(A.R)、氯化鈉(A.R)、石油醚(A.R,60~90℃ 重蒸餾,收集60~112.5℃餾分),均為廣州市化學(xué)試劑廠產(chǎn)品;活性炭(層析用,30~60目),承德鵬程活性炭有限責(zé)任公司;弗羅里硅土(60~100目,650℃烘2 h,冷卻后貯于干燥器中,使用前在130℃烘4 h,加入5%蒸餾水充分混勻,放置24 h后使用,為上海潤(rùn)捷化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品;助濾劑 celite 545(UNICHEM Chemical reagents),中性氧化鋁(A.R),100~200目,為上海五四化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。
在一定量的空白植株、米糠和稻米對(duì)照樣本中,分別添加3個(gè)不同濃度的噻嗪酮標(biāo)準(zhǔn)品,每個(gè)濃度3個(gè)重復(fù)。方法的準(zhǔn)確度以全過程標(biāo)準(zhǔn)添加回收率來衡量,方法的精確度以測(cè)定結(jié)果的變異系數(shù)來衡量。
1.5.1 植 株 稱取5.0 g植株樣品于250 mL具塞三角瓶中,加入30mL乙腈,蓋上瓶塞于搖床上振搖2 h。用抽濾機(jī)抽濾,并采用2×10 mL乙腈沖洗濾渣,合并濾液并定容至50mL。加入過量氯化鈉,劇烈振蕩2min,然后靜置10min等待分層。準(zhǔn)確移取10mL上清液至試管中,在50℃條件下用氮吹儀吹干。加入2mL正己烷溶解,搖勻。將弗羅里硅柱依次用5mL丙酮/正己烷混合液(丙酮/正己烷=10/90)、5mL正己烷預(yù)淋條件化,當(dāng)溶劑液面到達(dá)柱吸附層表面時(shí)立即倒入樣品溶液,接收洗脫液,用5 mL丙酮/正己烷混合液(丙酮/正己烷=10/90)淋洗弗羅里硅柱,并重復(fù)2次。將盛有洗脫液的試管置于氮吹儀上吹干,最后用1mL丙酮溶解,過濾后待測(cè)。
1.5.2 稻 米 稱取20.0 g稻米樣品置于250mL具塞三角瓶中,加入30mL乙腈,蓋上瓶塞于搖床上振搖2 h,提取并凈化處理。每個(gè)樣品重復(fù)3次。使用同1.5.1的方法凈化處理、待測(cè)。
1.5.3 米 糠 稱取10 g米糠樣品置于250 mL具塞三角瓶中,加入30 mL乙腈,蓋上瓶塞于搖床上振搖2 h,提取并凈化處理。每個(gè)樣品重復(fù)3次。使用同1.5.1的方法凈化處理、待測(cè)。
色譜柱:DB-1701,30m×0.32mm(id)×1.0 μm石英毛細(xì)管柱;檢測(cè)器:氮磷檢測(cè)器(NPD);檢測(cè)器溫度:柱溫初始溫度80℃,保持1分鐘,以15℃min-1升至280℃,保持10 min,進(jìn)樣口溫度250℃,檢測(cè)溫330℃;氣體流量:氮?dú)猓兌?9.99%)24 mL/min,氫氣 3.0mL/min,空氣 60mL/min,不分流,進(jìn)樣體積1μL。采用外標(biāo)法定量。
農(nóng)藥降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程按一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算,見式(1)、式(2):
式中:T1/2為光解半衰期,K為光降解速率常數(shù),C0為噻嗪酮的初始濃度,Ct為t時(shí)刻噻嗪酮的殘存濃度。
水稻植株、稻米和米糠中添加一定質(zhì)量的噻嗪酮標(biāo)準(zhǔn)品,各樣本的添加回收率和變異系數(shù)分別是 84.43%~91.61%、81.80%~94.18%和 82.47%~96.11%,其變異系數(shù)分別為3.46%~5.57%、2.01%~4.89%和3.32%~5.03%。此結(jié)果表明,各樣本的添加回收率在允許范圍內(nèi),符合農(nóng)藥殘留分析的要求。
表1 噻嗪酮在水稻植株、稻米和米糠中的添加回收率
試驗(yàn)結(jié)果表明:噻嗪酮在廣東省水稻植株中的原始附著量是12.448 0mg/kg,降解動(dòng)力學(xué)方程為Ct=11.45e-0.1423t(以時(shí)間t天為橫坐標(biāo),t天噻嗪酮的殘留濃度Ct為縱坐標(biāo)),半衰期T1/2=4.87 d,r=0.987 4。噻嗪酮在湖南省水稻植株中的原始附著量是10.21 mg/kg,降解動(dòng)力學(xué)方程為Ct=e-0.1370t,半衰期T1/2=5.06 d,r=0.984 3。
2.3.1 噻嗪酮在水稻植株中最終殘留測(cè)定結(jié)果25%噻嗪酮 WP 以 75 g(a.i.)/hm2劑量施藥后,廣東省和湖南省兩地水稻植株中噻嗪酮的殘留量分別為0.016 8mg/kg 和 0.017 7mg/kg;以 112.5 g(a.i.)/hm2劑量施藥后,廣東省和湖南省兩地水稻植株中噻嗪酮的殘留量分別為0.025 7 mg/kg和0.029 4 mg/kg(表 2)。
表2 噻嗪酮在水稻植株中最終殘留量
2.3.2 噻嗪酮在稻米中最終殘留測(cè)定結(jié)果 25%噻嗪酮 WP 以 75 g(a.i.)/hm2和 112.5 g(a.i.)/hm2兩個(gè)劑量施藥后,在 75 g(a.i.)/hm2時(shí),廣東省和湖南省稻米中的噻嗪酮的殘留量分別為0.009 5和0.010 8mg/kg;在 112.5 g(a.i.)/hm2時(shí),廣東省和湖南省兩地檢測(cè)出噻嗪酮含量分別為0.009 9 mg/kg和 0.011 7mg/kg(表 3)。
表3 噻嗪酮在稻米中最終殘留量
2.3.3 噻嗪酮在米糠中最終殘留測(cè)定結(jié)果 25%噻嗪酮 WP 以 75 g(a.i.)/hm2和 112.5 g(a.i.)/hm2兩個(gè)劑量施藥后,廣東省米糠中噻嗪酮的含量分別為0.014 2mg/kg和0.016 4 mg/kg;湖南省米糠中檢測(cè)出噻嗪酮濃度分別為0.016 4 mg/kg和0.019 3mg/kg。結(jié)果見表4。
表4 噻嗪酮在米糠中最終殘留量
噻嗪酮在兩地水稻植株中的降解速率是有差別的,噻嗪酮的降解動(dòng)態(tài)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)指數(shù)模型。噻嗪酮在廣東省和湖南省兩地水稻植株莖葉的半衰期分別為4.87 d、5.06 d。25%噻嗪酮WP以75 g(a.i.)/hm2和 112.5 g(a.i.)/hm2劑量施藥后,廣東省和湖南省兩地水稻植株噻嗪酮含量為0.016 8~0.029 4mg/kg ;以 75 g(a.i.)/hm2和 112.5 g(a.i.)/hm2劑量施藥后,廣東省和湖南省兩地稻米中的噻嗪酮的殘留量為 0.009 5~0.011 7mg/kg;以 75 g(a.i.)/hm2和112.5 g(a.i.)/hm2·hm-2施藥后,廣東省和湖南省兩地米糠中噻嗪酮的含量為0.014 2~0.019 3mg/kg。
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