蔡達(dá)夫，徐鈺哲，熊 勝，楊麗華，龔道新*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所，長沙410128；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，長沙410128；3長沙市環(huán)境科學(xué)研究與信息中心，湖南長沙410001）

呋蟲胺（dinotefuran）為新煙堿類殺蟲劑，是第三代煙堿類殺蟲劑，結(jié)構(gòu)中不含鹵素元素，其特征取代基為四氫呋喃甲基，取代了氯代吡啶基或氯代噻唑基等［1，2］。呋蟲胺殺蟲譜廣，主要作用于昆蟲神經(jīng)傳遞系統(tǒng)，使害蟲麻痹從而發(fā)揮殺蟲作用［3，4］。目前，呋蟲胺相關(guān)制劑廣泛應(yīng)用于防治水稻、蔬菜和水果上的各種害蟲，如二化螟、稻飛虱、稻葉蟬等［5，6］?，F(xiàn)在水稻上使用的呋蟲胺制劑有可濕性粉劑、水分散粒劑、可溶液劑、顆粒劑和拌種劑及種子包衣劑等。

國內(nèi)外對呋蟲胺已有不少研究。張雯雯等［7］在QuEChERS方法基礎(chǔ)上，建立了棉花和土壤中呋蟲胺殘留的超高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜快速檢測分析方法，結(jié)果表明不同添加濃度的呋蟲胺在棉花植株、棉籽和土壤中的平均回收率為80.9% ～107.5%，變異系數(shù)為3.3%～10.3%。彭莎等［8］采用高效液相色譜建立了測定水稻和稻田中呋蟲胺殘留量的分析方法，該方法快速簡便，樣品加標(biāo)回收率為75.63%～106.02%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.32%～10.24%。吳延燦等［9］建立了超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測蔬菜中呋蟲胺及其代謝物DN、UF殘留的方法，在3個添加濃度下，呋蟲胺及其代謝物DN、UF在黃瓜、番茄、馬鈴薯、甘藍(lán)4種基質(zhì)中的添加回收率為72.0%～109.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%～12.8%。但鮮有關(guān)于呋蟲胺在整個稻田生態(tài)系統(tǒng)中的殘留動態(tài)消解的研究。本研究較為系統(tǒng)地研究50%呋蟲胺可溶粒劑在我國不同地區(qū)的水稻田施用后其有效成分呋蟲胺在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的殘留消解動態(tài)。

1 材料與方法

1.1 試劑

50%呋蟲胺可溶粒劑和呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)品（純度97.1%，青島潤生農(nóng)化有限公司）；純凈水［華潤怡寶飲料（中國）有限公司］；甲醇（色譜純）、乙腈（分析純）、氯化鈉（分析純）、無水硫酸鈉（分析純）（天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司）；乙酸（分析純）、無水乙酸鈉（分析純）、無水 MgSO4（分析純）、PSA（分析純）、弗羅里硅土（0.15～0.25 mm）（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 儀器設(shè)備

Agilent Technologies 1260高效液相色譜儀（美國安捷倫科技有限公司）；RE-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）；CCA-20低溫冷卻水循環(huán)泵、SHZ-DⅢ循環(huán)水式真空泵（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；SHY-2AS水浴恒溫振蕩器（上海智城分析儀器制造有限公司）；XK80-A快速混勻器（江蘇新康醫(yī)療器械有限公司）；ID-5A臺式多管架離心機(jī)（長沙英泰儀器有限責(zé)任公司）；電子天平、布氏漏斗、分液漏斗等以及其它實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備。

1.3 液相色譜檢測條件

色譜柱：Agilent HC-C18（2）色譜柱（4.6 mm×250 mm，5μm）；柱溫：40℃；進(jìn)樣量：20μL；流動相：V（甲醇）∶V（水）＝30∶70；流速采用梯度流速：0～7.5 min為 0.7 mL／min，7.5～8.0 min升至0.8 mL／min，之后一直保持 0.8 mL／min；檢測波長：254 nm。

1.4 田間試驗(yàn)

1.4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品制備

2014～2015年在湖南長沙、浙江杭州、廣西南寧、吉林長春4地同時進(jìn)行消解動態(tài)和最終殘留試驗(yàn)。按《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》［10］設(shè)置試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)面積30 m2，重復(fù)3次，隨機(jī)排列，小區(qū)間設(shè)保護(hù)帶，另設(shè)對照小區(qū)。將50%呋蟲胺可溶粒劑按180.0 g／hm2對水（2.7 kg／hm2）稀釋，在水稻移栽后15 d左右（水稻分蘗期），莖葉噴霧施藥1次。

水稻植株樣本的采集與制備。在每個試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)，采用對角線法隨機(jī)分別采集水稻植株樣品，采樣量不少于1 kg，切碎混均，四分法留樣250 g左右，裝入潔凈的封口塑料袋中，貼好標(biāo)簽，貯存于-20℃冰柜中備用。小區(qū)邊行和每行距離兩端0.5m內(nèi)不采樣。

稻田水和稻田土壤樣本的采集與制備。每個試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)采集稻田水（每個小區(qū)不少于10個采樣點(diǎn)，樣品量不少于1 L），混合均勻后留取500 mL左右，盛在潔凈的封口塑料瓶中備用。同時，隨機(jī)選取10～12個采樣點(diǎn)，用土鉆采集稻田土壤（取樣深度0～10 cm）1～2 kg，除去土壤中的碎石、雜草等雜物，混勻后采用四分法留樣250 g左右，裝入潔凈的封口塑料袋中，貼好標(biāo)簽，貯存于 -20℃冰柜中備用。

1.4.2 氣候條件及土壤類型

湖南長沙：屬中亞熱帶季風(fēng)濕熱氣候，多年平均氣溫16.8～17.3℃，年日照時數(shù)1610～1750 h，年平均無霜期280 d，年平均霧天26.4 d，多年平均降水量1483.6 mm，降水主要集中在4～7月。地帶性土壤以紅壤為主，還有黃壤、棕壤、草甸土、沖積土（河潮土）等。

浙江杭州：地處東部沿海，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤、光照充足、雨量豐沛、四季分明。常年平均氣溫15.3℃，年降水量1350 mm。水稻試驗(yàn)地的土壤為小粉土（河潮土）。該試驗(yàn)地近幾年未施用過呋蟲胺及其他煙堿類殺蟲劑，土壤質(zhì)地為沙壤土，pH值6.6左右，有機(jī)質(zhì)含量14.2 g／kg。

廣西南寧：屬濕潤的亞熱帶季風(fēng)氣候，陽光充足，雨量充沛，霜少無雪，氣候溫暖，夏長冬短。南寧氣溫較高，年平均溫度22℃左右，1月溫度最低，平均溫度13℃，平均最低溫度10℃左右；7、8月最熱，平均溫度29℃左右，平均最高溫度33℃。年均降水量1300 mm以上，平均相對濕度為79%。赤紅壤是南寧有地帶性特征的代表性土壤，水稻土是南寧市最重要的糧食生產(chǎn)用地。

吉林長春：氣候類型屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。春季少雨干燥，夏季溫?zé)岫嘤?，秋季涼爽多晴，冬季漫長而寒冷。年平均氣溫3～5℃，氣溫受地形影響，由西、西北向東、東南逐漸降低。1月平均氣溫最低，為-18～-20℃，7月平均氣溫最高，為21～23℃，極端最高氣溫36.6℃。山區(qū)無霜期120 d，平原區(qū)可達(dá)130～140 d。全年降水量約700 mm。土壤主要是黑土，土壤表層有機(jī)質(zhì)含量為30～60 g／kg。

1.5 呋蟲胺的提取和凈化

1.5.1 稻田水樣品

準(zhǔn)確量取稻田水樣品20.0 mL，置于250 mL三角瓶中，加入20 mL乙腈，在30℃恒溫條件下振蕩提取30 min；移入250 mL分液漏斗中，加入5 g氯化鈉，劇烈振搖2 min，靜置分層，取乙腈相10.0 mL旋蒸濃縮至干，用甲醇定容至5.0 mL，過0.45μm濾膜，待測［11，12］。

1.5.2 稻田土壤和水稻植株樣品

準(zhǔn)確稱取已經(jīng)制備好的稻田土壤樣品20.0 g（或水稻植株樣品10.0 g，水稻植株樣品的提取與凈化同土壤樣品），置于250 mL具塞三角瓶中，加入80 mL乙腈，在30℃下恒溫振蕩提取30 min，再經(jīng)布氏漏斗減壓抽濾，用20 mL乙腈洗滌殘?jiān)统闉V瓶2次（每次10 mL左右），收集全部濾液，旋蒸濃縮至近干，待弗羅里硅土柱凈化。

弗羅里硅土凈化柱自下至上依次裝填少許脫脂棉、2 cm無水硫酸鈉、5 g弗羅里硅土和2 cm無水硫酸鈉，先用20 mL乙腈溶液預(yù)淋洗，棄去淋出液；再轉(zhuǎn)入待凈化液，用50 mL乙腈分10次淋洗（每次5 mL），收集全部淋出液，旋蒸濃縮至干，用甲醇定容至 5.0 mL，過 0.45μm濾膜，待測［13～15］。

1.6 檢測

1.6.1 檢測方法

稻田水樣品用等體積的乙腈直接提取，提取液經(jīng)鹽析后取乙腈相，濃縮后用色譜甲醇定容，利用HPLC檢測。稻田土壤、水稻植株用乙腈振蕩提取，乙腈提取液用弗羅里硅土柱凈化［16，17］，濃縮后用色譜甲醇定容，待測。

1.6.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

采用梯度稀釋法將呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液用甲醇（色譜純）稀釋成濃度分別為 0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00及 10.00 mg／L的呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，采用HPLC測定。每次進(jìn)樣量20μL。以呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度（x，mg／L）為橫坐標(biāo)，相對應(yīng)的色譜峰的峰面積（y）為縱坐標(biāo)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到呋蟲胺的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線（圖1）。

圖1 呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.6.3 回收率測定

分別在稻田水、稻田土壤、水稻植株的空白樣品中添加呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)工作溶液［18，19］，使稻田水中呋蟲胺的添加濃度分別為0.05、0.50和2.00 mg／L，使稻田土壤和水稻植株中呋蟲胺的添加濃度分別為0.05、0.50和 2.00 mg／kg，用上述選定的 HPLC分析與檢測方法測定其回收率。每檔濃度重復(fù)5次。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程

呋蟲胺在稻田水和水稻植株、稻田土壤的回歸方程為y＝100.3x+7.894，相關(guān)系數(shù)為0.999；呋蟲胺標(biāo)準(zhǔn)液的最小檢出量為1.0×10-9g，稻田水中的最低檢出濃度為0.05 mg／L，稻田土壤和水稻植株中的最低檢出濃度均為0.05 mg／kg。表明所選定的檢測方法完全可以用來對呋蟲胺進(jìn)行定量分析。

2.2 添加回收率

呋蟲胺在稻田水中的添加回收率為89.3%～98.0%，稻田土壤中的添加回收率為87.3% ～98.3%，水稻植株中的添加回收率為90.4% ～99.0%；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）稻田水為2.62% ～2.73%，稻田土壤為1.28%～3.60%，水稻植株為2.32%～3.31%（表1）。均符合農(nóng)藥殘留實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則范圍，該方法可以用于呋蟲胺在稻田中的殘留實(shí)驗(yàn)研究。

表1 呋蟲胺在稻田水、稻田土壤及水稻植株中的添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）

2.3 呋蟲胺在稻田水、稻田土壤及水稻植株中的消解動態(tài)

各地呋蟲胺原始沉積量見表2。

表2 各地呋蟲胺原始沉積量（mg／kg）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，呋蟲胺在稻田水和水稻植株中是一個隨時間增加逐漸降低的過程，而在稻田土壤中卻是一個先升后降的過程。呋蟲胺在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的殘留降解符合一級動力學(xué)反應(yīng)指數(shù)模型，降解方程可按公式Ct＝C0e-kt計(jì)算，半衰期可按公式 T1／2＝ln2／k計(jì)算［20］。式中：Ct為 t時刻呋蟲胺的殘留量（mg／kg），C0為呋蟲胺的原始沉積量（mg／kg），k為降解速率常數(shù)，t為施藥后時間（d）。

綜合2年4地的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，施藥3 d時，呋蟲胺在稻田水中的消解率為60.9%～96.8%，不同時間不同地點(diǎn)的消解程度不一，可能與取樣選點(diǎn)及水質(zhì)、生物等有關(guān)；施藥7 d時消解率為83.6%～97.6%，均在80%以上，消解速率較快；施藥10 d時，呋蟲胺在稻田水中的殘留量為0.050～0.078 mg／L；施藥14 d時，其殘留量均＜0.05 mg／L。施藥3 d時，呋蟲胺在水稻植株中的消解率為83.2%～87.6%；施藥7 d時，消解率為89.5%～98.3%，均在89%以上，消解速率較快；施藥14 d時，其消解率為96.8%～99.5%；施藥28 d時，其殘留量為0.050～0.071 mg／kg；施藥35 d時，其殘留量均 ＜0.05 mg／kg。施藥后2 h～1 d，呋蟲胺在稻田土壤中為一個逐漸增加的過程，到第1天時達(dá)最大值，之后逐漸降低；施藥3 d時，呋蟲胺在稻田土壤中的消解率為14.1%～65.1%，波動范圍較大，可能與施藥方法、土壤質(zhì)地及土壤生物活動有關(guān)；施藥7 d時，其消解率為31.9% ～85.4%，消解速率較快；施藥14 d時，其消解率為49.6%～92.5%；施藥28 d時，其殘留量為0.050～0.053mg／kg；施藥35 d時，其殘留量均 ＜0.05mg／kg。

從表3可以看出：50%呋蟲胺可溶粒劑施用于稻田后，其有效成分呋蟲胺在稻田水中的平均消解半衰期為2.02 d，4地的消解半衰期接近，表明呋蟲胺在水體中的消解受溫度、日照或降水量的影響較小。在稻田土壤中的平均消解半衰期為7.61 d，但4地差別較大，湖南長沙與浙江杭州消解速率快，廣西南寧與吉林長春消解速率慢，推測與各地的氣候、土壤類型及降水量有關(guān)，表明氣溫低或降水量大將不利于呋蟲胺在土壤中的消解，廣西南寧的赤紅壤可能也不利于呋蟲胺的消解，吉林長春則主要是低氣溫導(dǎo)致呋蟲胺消解慢。在水稻植株中的平均消解半衰期為2.94 d，4地消解半衰期接近，說明呋蟲胺在水稻植株中的消解受溫度、日照或降水量的影響較小。

表3 呋蟲胺在稻田水、稻田土壤和水稻植株上的消解動態(tài)

3 結(jié)論與討論

50%呋蟲胺可溶粒劑施用于稻田后，其有效成分呋蟲胺在稻田水、稻田土壤及水稻植株中的殘留量與施藥劑量、施藥后取樣時間等因素有關(guān)。一般來講，在其它因子相同時，施藥劑量越大其殘留量也越大，施藥后取樣時間越短，其殘留量也越高。此外，稻田所在區(qū)域的氣候條件、土壤類型和施藥時期等因素也會影響其有效成分呋蟲胺在稻田水、稻田土壤及水稻植株中的殘留量。

建立高效液相色譜法檢測呋蟲胺在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的殘留檢測方法，前處理簡單、便捷，準(zhǔn)確度、精密度和靈敏度較高，經(jīng)驗(yàn)證呋蟲胺平均回收率為91.3%～96.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.28%～3.60%，符合農(nóng)藥殘留分析的要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，實(shí)際生產(chǎn)中按推薦劑量施藥，呋蟲胺主要分布在水稻植株中，在稻田土壤中的原始沉積量較低。建議進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗(yàn)，進(jìn)一步研究呋蟲胺在稻田土壤中的殘留趨勢。