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液相色谱-串联质谱法分析噻虫嗪在菜薹上的残留行为

2023-07-27李如美刘同金梁慧冯义志梁林李瑞娟于建垒

中国农学通报 2023年20期
关键词:次药噻虫胺噻虫嗪

李如美,刘同金,梁慧,冯义志,梁林,李瑞娟,于建垒

(1山东省农业科学院植物保护研究所,济南 250100;2山东省农药科学研究院,济南 250033)

0 引言

噻虫嗪是一种新型烟碱类杀虫剂,它具有高效、广谱、低毒等特点,对害虫具有胃毒、触杀及内吸活性。噻虫嗪作用药效快、持效期长,尤其对刺吸式害虫(如粉虱、蚜虫、飞虱、蓟马等)防治效果效良好[1-3]。目前噻虫嗪已在茄果类、叶菜类、根茎类等多种蔬菜上登记使用,中国已制定噻虫嗪在番茄、菠菜、甘蓝等蔬菜上的最大残留限量(MRL)国家标准[4],但尚未制定噻虫嗪在菜薹上的最大残留限量(MRL)标准。

目前,噻虫嗪的登记作物广泛,因此关于噻虫嗪在作物上残留行为也多有研究,从粮食作物小麦[5]、玉米[6]到经济作物马铃薯[7];从蔬菜中番茄[8]、辣椒[9]到水果中苹果[10]都有其残留行为的研究。随着人们生活质量的提高,一些小作物上残留行为研究也越来越引起重视,目前已在大葱[11-12]、甘蔗[13]、节瓜[14-15]、苦瓜[16]、菜豆[17]、韭菜[18]、冬枣[19]等部分小作物上发现残留行为的报道。但是,关于化学农药在菜薹上的残留行为研究甚少。菜薹是十字花科芸薹属芸薹种以花薹为产品的一种特色蔬菜,在中国又称菜心[20]。在中国的大部分地区都有种植,尤其在长江流域以南地区常年种植,是广东及其他华南地区的主要蔬菜之一[21],并能周年生产供应[22]。随着人民生活水平的不断提高,人们越来越关注健康的生活方式和生活习惯,越来越关注农产品的质量安全,因此研究化学农药在菜薹上的残留行为至关重要[23]。但由于目前缺乏噻虫嗪在菜薹上的残留试验数据,中国还尚未制定噻虫嗪在菜薹上最大残留限量国家标准,这也直接影响了中国菜薹中农药残留的安全监管。

本研究采用高效液相色谱-质谱串联法研究噻虫嗪在菜薹中的残留消解动态及最终残留量,为噻虫嗪在菜薹上的科学、合理、安全使用,以及制定噻虫嗪在菜薹中的最大残留限量标准提供依据。

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂和材料

仪器:Aglient1260-6400 高效液相相色谱-串联质谱联用仪(安捷伦中国科技有限公司);IKA-RV8旋转蒸发仪(艾卡广州生产设备有限公司);电子天平(梅特勒科技有限公司);超声波清洗仪(天津奥特赛恩斯仪器有限公司);Z326K高速冷冻离心机(HERMLE)等。

试剂:供试药剂为25%噻虫嗪水分散粒剂(先正达作物保护有限公司);噻虫嗪标准品(纯度99.6%,上海安谱实验科技股份有限公司);无水硫酸镁、乙腈(色谱纯,美国TEDIA公司);氯化钠、石墨化炭黑(GCB,38~75 μm筛孔)、N-丙基乙二胺(PSA,40~60µm)。

实验材料:‘60天甜菜心’(山东)、‘湘红一号’(湖南)、‘五彩紫薹3 号’(四川)、‘油青皇70 天菜心’(北京)、‘四九菜心’(安徽、广东)。

田间试验于2018 年10—11 月在山东省莘县俎店镇(大棚)、四川省彭州市濛阳镇(露地)、安徽省宿州市王寨镇(露地)、北京市通州区漷县镇(大棚)、湖南省长沙县春华镇(露地)、广东省湛江市麻章区麻章镇(露地)六地开展,室内试验在山东省农业科学院植物保护研究所实验室,于2019年2月—4月进行。

1.2 田间试验方法

参照《农作物中农药残留试验准则》[24]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[25],在北京、湖南、四川、山东、安徽和广东6地开展25%噻虫嗪水分散粒剂在菜薹上最终残留试验,同时在其中的安徽和山东2个试验点开展消解动态试验。

1.2.1 消解动态试验小区面积50 m2,施药时期为菜薹生长期施药,施药时应保证菜薹植株表面均匀着药。施药剂量为84.375g a.i./hm2,于喷药后2 h、1、2、3、5、7、14、21 d采集菜薹植株。

1.2.2 最终残留量试验设计低剂量和高剂量2个施药剂量。低剂量为56.25 g a.i./hm2,高剂量为84.375 g a.i./hm2。小区面积50 m2,分别设2次和3次施药2个处理,每个处理设3个重复,施药间隔期7 d。采样时间距最后一次施药的时间间隔为2 h、5 d、7 d、10 d。同时设清水空白对照区,各处理间设置保护带。

1.2.3 菜薹样本的采集与制备在小区内取不少于12株菜薹,随机采集菜薹植株地上部分,每个小区采集1 kg 装入适当样本容器中包扎,在8 h 内运回实验室,然后在实验室样本处理室用不锈钢刀切成1 cm 大小的碎块,在不锈钢盆中充分混匀,用四分法把样本缩分,分别取2份约150 g的样本,装入封口样本容器中,贴好标签,放入低温冰箱(-18℃以下)中保存,备用。

1.3 分析方法

1.3.1 提取与净化称取5.0 g 试验样本于50 mL 离心管中,加入10 mL乙腈,匀浆2 min后,加入3 g 氯化钠涡旋2 min,6000 r/min离心5 min,取2 mL上清液转移到加入0.05 g PSA,0.2 g 无水硫酸镁、0.02 g GCB 的15 mL 离心管中涡旋2 min,8000 r/min 离心5 min,取上清液过0.22 μm有机滤膜,待测。

1.3.2 仪器条件色谱条件:色谱柱:Eclipse plus C18(3.5µm,2.1×100 mm),柱温:35℃,进样5 µL,流速0.4 mL/min,流动相A:0.1%甲酸水,流动相B:甲醇。梯度洗脱程序:0~0.5 min,90%A+10%B;>0.5 min~2.0 min,80%A+20%B;>2.0 min~3.0 min,50%A+50%B;>3.0 min~5.0 min,10% A + 90% B;>5.01 min~8.0 min,90%A+10%B。

质谱条件:ESI电喷雾离子源采用正离子扫描方式(ESI+);脱溶剂温度:300℃;脱溶剂气流量:10 L/min;毛细管电压:4KV(-);雾化器压力:35 psi;检测方式:多重反应监测(MRM)。噻虫嗪定性离子对292.1/211.1;定量离子对292.1/180.9,驻留时间100 ms,裂解电压80 V,碰撞能6 eV,21 eV;噻虫胺定量离子对250/131.9,定性离子对250/169.1;驻留时间100 ms,裂解电压80 V,碰撞能9 eV,12eV。

2 结果与分析

2.1 标准曲线绘制

噻虫嗪标准曲线:外标法定量,在进样量2.5×10-11~1×10-8范围内噻虫嗪的峰面积响应值与进样量之间有良好的线性关系。配制不同浓度(0.005、0.010、0.10、0.50、1.00、2.00 mg/kg)的噻虫嗪标准品做标准曲线,直线回归式为:Y=57860.107X+108.262,R2=0.9994(甲醇);Y=131805.958X-553.128,R2=0.9929(菜薹基质)。

代谢产物噻虫胺标准曲线:采用外标法定量,在进样量2.5×10-11~1×10-8g范围内噻虫胺的峰面积响应值与进样量之间有良好的线性关系。配制不同浓度(0.005、0.010、0.10、0.50、1.00、2.00 mg/kg)的噻虫胺标准品做标准曲线,直线回归式为:Y=49317.913X+88.357,R2=0.9996(甲醇);Y=66580.816X+109.5,R2=0.9982(菜薹基质)。

2.2 方法准确度、灵敏度及精密度

定量分析:在上述仪器条件下,噻虫嗪及代谢产物噻虫胺的最低检出量均为0.025 ng。噻虫嗪、噻虫胺在菜薹中的最低检出浓度均为0.01 mg/kg。

噻虫嗪添加回收率及相对标准偏差:在空白菜薹样本中分别添加0.01、0.02、1 mg/kg 三档浓度的噻虫嗪、噻虫胺标准溶液,重复5 次,用外标法定量分析测定回收率。噻虫嗪和噻虫胺在菜薹中的添加回收率分别为89%~102%和93%~100%,相对标准偏差为5.8%~8.5%和4.0%~9.5%。

本方法有较好的准确度、灵敏度及精密度,符合农药残留试验检测要求。

2.3 25%噻虫嗪水分散粒剂在菜薹中的残留消解动态

2018年在山东、安徽对25%噻虫嗪水分散粒剂在菜薹中的残留消解动态规律进行研究,其消解动态规律均符合一级动力学方程式Ct=C0e-KT(Ct为施药后残留农药浓度,C0为施药后的原始沉积量,K为消解速率常数,T为施药后的天数)。噻虫嗪在山东菜薹中的半衰期为1.8 d,药后7 d 消解达92.7%,噻虫嗪在安徽菜薹中的半衰期为1.2 d,药后7 d 消解达97.9%,总趋势基本一致,消解速度较快(见表1)。

表1 噻虫嗪在菜薹中的残留消解动态(n=3,2018)

2.4 25%噻虫嗪水分散粒剂在菜薹中的最终残留量

六省市试验结果看出,25%噻虫嗪水分散粒剂56.25 g a.i./hm2,2 次、3 次药后2 h,菜薹中噻虫嗪残留量为0.586~2.03 mg/kg;2 次药后5 d,菜薹中噻虫嗪残留量为0.0795~0.797 mg/kg,2 次药后7 d,菜薹中噻虫嗪残留量为0.0419~0.158 mg/kg,2次药后10 d,菜薹中噻虫嗪残留量为<0.02~0.0804 mg/kg;3 次药后5 d,菜薹中噻虫嗪残留量为0.130~1.00 mg/kg,3 次药后7 d,菜薹中噻虫嗪残留量为0.0663~0.235 mg/kg,3 次药后10 d,菜薹中噻虫嗪残留量为<0.02~0.0944 mg/kg;25%噻虫嗪水分散粒剂84.375 g a.i./hm2,2 次、3 次药后2 h,菜薹中噻虫嗪残留量为1.05~3.02 mg/kg;2次药后5 d,菜薹中噻虫嗪残留量为0.176~1.13 mg/kg,2 次药后7 d,菜薹中噻虫嗪残留量为0.0704~0.360 mg/kg,2次药后10 d,菜薹中噻虫嗪残留量为<0.02~0.110mg/kg;3次药后5 d,菜薹中噻虫嗪残留量为0.216~1.17 mg/kg,3次药后7 d,菜薹中噻虫嗪残留量为0.0945~0.399 mg/kg,3次药后10d,菜薹中噻虫嗪残留量为<0.02~0.125 mg/kg。对照区样品中噻虫嗪残留量均未检出(<0.02 mg/kg)(表2)。

表2 噻虫嗪在菜薹中的最终残留量(n=3,2018)

3 讨论与结论

本研究建立了通过高效液相色谱-串联质谱法测定菜薹中噻虫嗪残留量的分析方法,噻虫嗪进样量在2.5×10-11~1×10-8g 之间线性关系良好。噻虫嗪的最小检出量为2.5×10-11g,代谢产物噻虫胺的最小检出量为2.5×10-11g。该方法重现性好,前处理方法简单易操作,有较好的准确度、精密度和灵敏度。

2018 年在山东省莘县、安徽省宿州市、北京市通州区、四川省彭州市、广东省湛江市、湖南省长沙县的残留试验结果,25%噻虫嗪水分散粒剂用药量56.25~84.375g a.i./hm2,施药间隔7 d,施药2~3 次,药后5 d,收获期菜薹中的噻虫嗪残留量为0.0795~1.17 mg/kg,药后7 d,收获期菜薹中的噻虫嗪残留量为0.0419~0.399 mg/kg,药后10 d,收获期菜薹中的噻虫嗪残留量为<0.02~0.125 mg/kg。25%噻虫嗪水分散粒剂在菜薹上残留消解动态均符合一级动力学方程,残留消解的半衰期为1.2~1.8 d,药后7 d 消解率达到92.7%以上,消解速率较快,表明噻虫嗪在菜薹降解速率较快,属于易降解农药(T1/2<30 d)。最终残留数据显示,相同处理不同地区间样品中农药残留量有一定差异,原因可能与不同施药时期,光照、温度以及雨水淋洗等影响因素不同,导致样品中农药残留量有一定差异。

目前仅在欧盟国家中规定噻虫嗪在芸薹属类上的最大残留限量(MRL)为0.02 mg/kg,中国尚未制定噻虫嗪在菜薹中的最大残留限量国家标准,因此本研究为制定噻虫嗪在菜薹上的最大残留限量标准提供了依据。通过本实验研究表明,使用25%噻虫嗪水分散粒剂防治菜薹上跳甲时,推荐最高用药量56.25g a.i./hm2,最多施药2次,安全间隔期为7 d。

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