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标题 气相色谱-质谱法测定二甲戊灵在棉花和土壤中的残留及消解动态
范文

    李新国 李慧冬

    

    

    

    摘要 [目的]采用气相色谱-质谱(GC-MS)法测定二甲戊灵在棉花和土壤中的残留及消解动态。[方法]土壤和棉籽样品经过乙腈浸泡,超声波提取,再经过净化后采用气相色谱-质谱(GC-MS)仪测定。[结果]在0.01~0.50 μg/mL,二甲戊灵的峰面积(y)与质量浓度(x)有良好的线性关系(r=0.999 2)。此方法中二甲戊灵的最低检出限为0.001 ng,添加最低检出浓度为0.01 mg/kg。在0.01~0.50 mg/kg 3个添加水平下,二甲戊灵在棉株中回收率在88.1%~102.0%,RSD为1.64%~2.87%;在土壤中回收率在91.2%~107.0%,RSD为1.62%~4.81%;在棉籽中回收率在97.4%~102.0%,RSD为1.52%~3.64%。消解曲线符合一级动力学方程,在棉株和土壤中的降解半衰期分别为1.43~5.88和5.48~11.50 d。[结论]该研究为二甲戊灵在棉花上合理使用及其MRL值的制定提供基础数据。

    关键词 气相色谱-质谱法;二甲戊灵;棉株;土壤;棉籽;残留;消解动态

    中图分类号 S481.8文献标识码 A文章编号 0517-6611(2020)22-0187-03

    doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2020.22.050

    Residue and Digestion Dynamics of Pendimethalin in Cotton and Soil by Gas Chromatography-Mass Spectrometry Method

    LI Xin-guo1,LI Hui-dong2

    (1.Heze Eco-environment Monitoring Center of Shandong, Heze,Shandong 274000;2.Institute of Quality Standard and Test Technology for Agro-products, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan, Shandong 250100)

    Abstract [Objective]The residue and degradation dynamics of pendimethalin in cotton and soil were determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)method.[Method] Soil and cottonseed samples were soaked in acetonitrile, extracted by ultrasonic wave, purified and determined by phase chromatography-mass spectrometry (GC-MS). [Result] In the range of 0.01-0.50 ug/mL, there was a good linear relationship between the peak area (y) of pendimethalin and the mass concentration (x) (r=0.999 2). The minimum detection limit of pendimethalin by the instrument was 0.001 ng and the minimum detection concentration was 0.01 mg/kg. Under the addition levels of 0.01-0.50 mg/kg, the recovery rate of pendimethalin in cotton plants was 88.1%-102.0%, and RSD was 1.64%-2.87%;the recovery rate in soil was 91.2%-107.0%, and RSD was 1.62%-4.81%;the recovery rate in cottonseed was 97.4%-102.0% ,and RSD was 1.52%-3.64%. The degradation curve conforms to the first-order kinetic equation, and the degradation half-lives in cotton plants and soil were 1.43-5.88 and 5.48-11.5.0 d respectively.[Conclusion] This study provides basic data for the rational use of pendimethalin on cotton and the formulation of its MRL value.

    Key words Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)method;Pendimethalin;Cotton plant;Soil;Cottonseed;Residue;Degradation dynamics

    基金項目 山东省自然科学基金项目(ZR2016Y027)。

    作者简介 李新国(1979—),男,山东菏泽人,工程师,硕士,从事生态环境检测工作。*通信作者,副研究员,博士,从事农产品质量安全研究。

    收稿日期 2020-05-06

    二甲戊灵(pendimethalin)是旱田作物一种选择性除草剂,为选择性芽前、芽后旱田土壤处理除草剂[1],其除草机理:杂草通过正在萌发的幼芽吸收药剂,进入植物体内的药剂与微管蛋白结合,抑制植物细胞的有丝分裂,从而造成杂草死亡[2]。二甲戊灵是一种对人畜、鸟类和蜜蜂低毒,对杂草高效的除草剂。

    有关二甲戊灵的除草效果已有较多报道[3-8],其检测方法及在农作物、土壤中的消解动态报道较少[8-9]。鉴于此,该研究采用气相色谱-质谱(GC-MS)法测定二甲戊灵在棉花和土壤中的残留及消解动态,以期为二甲戊灵在棉花上合理使用及其MRL值的制定提供基础数据。

    1 材料与方法

    1.1 供试材料

    330 g/L二甲戊灵乳油购自山东天邦农化有限公司;1 g/6 mL NH2净化柱(Agela Technologies);Agilent 5977 带自动进样器(美国安捷伦公司);超声波提取器(昆山市超声仪器有限公司);高速匀浆机(德国IKA WORK INC T25 Basic);旋转蒸发仪(德国Heidolph LABOROTA 4000)。

    1.2 田间试验

    1.2.1 试验地概况。

    田间试验于2018和2019年在山东省菏泽市和安徽省安庆市进行。菏泽属暖温带大陆性季风气候,年日照总时数2 491~2 737 h,年平均日照百分率为56%~62%;年平均气温14.0 ℃,年平均降水量650~700 mm;试验地土壤类型为砂壤,pH为7.1~7.2,有机质含量9~10 g/kg。安庆属亚热带季风性气候,四季分明,温和湿润,光照充足,雨量充沛;年平均气温16.2 ℃,年平均降水量1 400~1 600 mm;试验点土壤类型黄松田土,pH为7.0~7.1,有机质含量30 g/kg,各小区栽培条件一致。

    1.2.2 二甲戊灵在棉花中的消解动态试验。

    施药时期为播后苗前,每个试验小区30 m2,消解动态按照有效成分1 485 g/hm2(制剂量4 500 g/hm2)播后苗前毒土法施药,棉花幼苗期(株高超过5 cm开始算起)0、1、3、5、7、10、14、21、30、45 d按照对照区、低剂量、高剂量的次序进行。

    1.2.3 二甲戊灵在土壤中的消解动态试验。

    在动态试验小区中,药后2 h、1 d、2 d、3 d、7 d、10 d、14 d、21 d、30 d、45 d,在随机的8个采样点采集土壤样品,按照对照区、低剂量、高剂量的次序进行。

    1.2.4 二甲戊灵的最终残留试验。

    设低剂量(有效成分990 g/hm2、制剂量3 000 g/hm2);高剂量(有效成分1 485 g/hm2、制剂量4 500 g/hm2),施药1次,收获期采集棉花和土壤,另设对照区。

    1.3 样品采集

    1.3.1

    土壤样品采集。随机在试验区选取6~12点位。用土钻采集表层0~10 cm的土壤2 kg,除去植物根茎、杂草和碎石等杂物,混合均匀后四分法留样500 g样品于玻璃容器中-20 ℃ 条件下保存、备用。

    1.3.2

    棉株样品采集。随机用剪刀剪取去除根部秧苗全株或地表以上的全株1 kg以上,每小区每次200~300 g装入样本容器中,贴好标签,包扎妥当,放入低温冰箱中备用。

    1.3.3

    棉籽样品采集。将所采集的棉花田间样本脱絨后,将棉籽充分混匀,用四分法缩分样品,分取100 g样品2份,分别装入封口样品容器中。

    1.4 样品制备

    植株用食品粉碎机粉碎后备用,棉籽用旋风磨40目筛磨碎后备用。

    1.5 样品提取与净化

    1.5.1 提取。

    分别称取20 g土壤和棉株样品(精确至0.01 g)于不同离心管中,各加入40 mL乙腈,用均质器在15 000 r/min匀浆提取1 min,加入5 g氯化钠,再匀浆提取1 min,将离心管放入离心机,在3 000 r/min离心5 min,取上清液20 mL,待净化。

    称取5 g棉籽样品(精确至0.01 g)于离心管中,加入20 mL乙腈超声提取15 min后,将离心管放入离心机,在3 000 r/min离心5 min,取上清液10 mL,待净化。

    1.5.2 净化。

    1.5.2.1

    土壤与棉株的净化。将NH4柱放置于固定架上,加样前先用10 mL乙腈预淋洗,浓缩物用5 mL乙腈+甲苯(4+1)转入柱中,用20 mL乙腈+甲苯(4+1)淋洗,收集浓缩近干,用正己烷定容至5.00 mL,待测。

    1.5.2.2

    棉籽的净化。将提取液中加入乙腈饱和过的正己烷或石油醚(比例1∶1左右),振荡离心分层后,弃去石油醚层,重复上述操作。净化后浓缩近干,用正己烷定容至5.00 mL,待测。

    1.6 气相色谱-质谱检测条件

    色谱柱:DB-5MS;色谱柱温度程序:40 ℃保持1 min,然后以30 ℃/min升温至130 ℃,再以5 ℃/min升温至250 ℃,再以10 ℃/min升温至300 ℃,保持5 min; 载气:氦气,纯度≥99.999%;流速:1.2 mL/min;进样口温度:290 ℃;进样方式:不分流进样。电子轰击源:70 eV;离子源温度:230 ℃;GC-MS接口温度:280 ℃;进样量:1.0 μL;溶剂延迟时间:6 min;扫描方式:选择离子监测(SIM)模式,定量离子为m/z 252,定性离子为m/z 220、162。

    1.7 标准曲线的绘制

    将二甲戊灵标准品先用正己烷溶解,然后逐级稀释配成0.01、0.05、0.10、0.20、0.50 μg/mL的系列标准溶液,按照“1.6”的条件测定,以二甲戊灵溶液浓度为横坐标、定量离子峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。

    1.8 添加回收试验

    分别在空白棉株、土壤、棉籽中添加0.01、0.10、0.50 mg/kg 3种浓度的二甲戊灵标样,在“1.6”分析条件下测定,计算回收率及RSD。

    2 结果与分析

    2.1 标准曲线和方法的灵敏度

    试验结果表明,在0.01~0.50 μg/mL 二甲戊灵的峰面积(y)与质量浓度(x)有良好的线性关系,线性方程为y=1.62×105x-6.13(r=0.999 2)。按照3倍信噪比(S/N)计算得出仪器对二甲戊灵的最低检出限为0.001 ng,最低检出浓度为0.01 mg/kg。

    2.2 方法的准确度和精密度

    二甲戊灵添加回收试验结果(表1)显示,在0.01~0.50 mg/kg 3个添加水平下,二甲戊灵在棉株中回收率在88.1%~102.0%,RSD為1.64%~2.87%;在土壤中回收率在91.2%~107.0%,RSD为1.62%~4.81%;在棉籽中回收率在97.4%~102.0%,RSD为1.52%~3.64%,均满足残留分析要求。

    2.3 二甲戊灵在棉株和土壤中的消解动态

    2018—2019年山东和安徽的试验数据(表2和图1)显示,二甲戊灵在棉株和土壤中的残留量随着时间的延长呈降低趋势。用药后30 d在棉株和土壤中的消解率均大于90%,消解符合一级动力学方程,经计算得出棉株和土壤中的降解半衰期分别为1.43~5.88和5.48~11.50 d,属于易降解农药(t1/2≤30)[10]。

    2.4 二甲戊灵在棉株、土壤和棉籽中的最终残留量

    2018—2019年山东和安徽两地的试验结果(表3)显示,在990和1 485 g/hm2这2种施药量条件下,二甲戊灵在棉株、土壤和棉籽中的最终残留量均小于0.01 mg/kg。

    3 结论与讨论

    该研究建立了气相色谱-质谱(GC-MS)法测定了棉花和土壤中二甲戊灵残留的前处理和检测方法,该方法具有出峰良好、抗干扰能力强、操作简便、重现性好、检测器灵敏度高的特点,符合农药残留分析要求。

    在0.01~0.50 μg/mL二甲戊灵的峰面积(y)与质量浓度(x)有良好的线性关系,线性方程为y=1.62×105x-6.13(r=0.999 2)。按照3倍信噪比(S/N)计算得出仪器对二甲戊灵的最低检出限为0.001 ng,最低检出浓度为0.01 mg/kg。在990和1 485 g/hm2这2种施药量条件下,二甲戊灵在棉株、土壤和棉籽中的最终残留量均小于 0.01 mg/kg。在棉株和土壤中的降解半衰期分别为1.43~5.88和5.48~11.50 d,属于易降解农药。

    参考文献

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    [4] 郑本明.33%二甲戊灵乳油防除棉花田杂草试验[J].黑龙江农业科学,2012(4):78-79.

    [5] 马德发,刘暮莲,陈明,等.330 g/L二甲戊灵乳油 + 激健防除豇豆田杂草药效试验[J].广西植保,2016,29(4):8-10.

    [6] 向勇.草环通(40%二甲戊灵悬浮剂)田间药效试验报告[J].石河子科技,2016(1):1-3.

    [7] 徐小燕,彭伟立,许勇华,等.棉田除草剂氯胺嘧草醚田间使用技术研究[J].植物保护,2017,43(6):213-217.

    [8] 祁秀荣,王映山,闻江华.40%二甲戊灵悬浮剂防除棉田杂草试验[J].农村科技,2015(4):28-29.

    [9] 张学坤,惠慧,赵静,等.新疆棉田田旋花对二甲戊灵的耐药性测定[J].农药,2017,56(7):542-545.

    [10] 周天倚,杨仁斌,龙智勇.高效液相色谱法测定稻米中二甲戊灵残留的研究[J].湖南农业科学,2014(6):31-34.

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更新时间:2025/3/15 20:04:50