陳 風，王平平，劉新剛，董豐收，徐 軍，吳小虎，鄭永權

（中國農業(yè)科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193）

吡氟酰草胺（Diflufenican），化學名稱為N-(2,4-二氟苯基)-2-[(3-三氟甲基)苯氧基]-3-吡啶甲酰胺，屬于取代吡啶基酰苯胺類除草劑，主要應用于玉米、大豆及麥田防除一年生禾本科雜草和某些闊葉雜草[1]。該品種為選擇性接觸和殘留除草劑，作用方式為通過對八氫番茄紅素脫氫酶的抑制，阻礙植物體內類胡蘿卜素的生物合成[1]。吡氟酰草胺作為一種在麥田作物中廣泛應用的農用化學品，其對麥田雜草的田間防效及在農作物中的殘留情況一直備受關注，且已有大量的相關研究[2-4]。董宜浩等[5]研究了吡氟酰草胺對麥田雜草的防效，并觀察報道了其對小麥生長的安全性；吳文鑄等[6]采用氣相色譜微電子捕獲器對環(huán)境介質中的吡氟酰草胺進行了殘留分析；Svendsen等[7]研究報道了吡氟酰草胺在農用土壤和城鎮(zhèn)土壤中的歸趨差異。目前，關于吡氟酰草胺在不同環(huán)境介質中具體降解行為的研究報道較少。本文根據(jù)GB/T31270.1—2014《化學農藥環(huán)境安全評價試驗準測》[8]和NY/T3150—2017《農藥登記環(huán)境降解動力學評估及計算指南》[9]的要求，開展了吡氟酰草胺在水體和土壤中的降解特性研究，以期為評價其對水環(huán)境和土壤介質的安全性提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試儀器。Waters-UPLC型液相色譜儀，美國沃特世公司；高速離心機，德國西格瑪公司；人工氣候箱，寧波江南儀器廠；CK-200振蕩器，中國托摩根有限公司；PL203/01電子天平，瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；Milli-Q Reference超純水系統(tǒng)，德國默克公司。

供試試劑。吡氟酰草胺原藥（純度98%），江蘇中旗化工有限公司；氯化鈉，北京化工廠；乙腈、甲醇、甲酸（均為色譜純），德國默克公司。

供試土壤。選取湖南紅土、河北潮土與吉林黑土3種有代表性的土壤作為試驗土壤。土壤經(jīng)風干、研碎后過0.84 mm（20目）孔徑篩備用，供試土壤基本理化性質見表1。

表1 供試土壤的理化性質

1.2 試驗方法

1.2.1 緩沖溶液的配制

Clark-Lubs緩沖溶液（20℃）配制方法分別如下：將50 mL 0.1 mol/L鄰苯二甲酸氫鉀溶液加入至0.40 mL 0.1 mol/L氫氧化鈉溶液，再用超純水稀釋至100 mL（pH=4）；將50 mL 0.1 mol/L磷酸二氫鉀溶液加入至29.63 mL 0.1mol/L氫氧化鈉溶液，再用超純水稀釋至100 mL（pH=7）；將21.30 mL 0.1 mol/L氫氧化鈉溶液加入至50 mL 0.1 mol/L硼酸-50 mL 0.1 mol/L氯化鉀混合溶液中，再用超純水稀釋至100 mL（pH=9）。

1.2.2 標準溶液的配制

用電子天平準確稱取吡氟酰草胺原藥，用丙酮作為溶劑，配制1 000 mg/L的吡氟酰草胺儲備液100 mL。水解試驗采用pH值為4、7、9的空白緩沖溶液；土壤降解試驗采用乙腈，將上述吡氟酰草胺儲備液分別稀釋成10.0、5.0、1.0、0.5、0.1 mg/L的系列標準基質溶液[6,8]。

1.2.3 試驗設計

水解試驗。分別用pH值為4、7、9的緩沖溶液配制10 mg/L的吡氟酰草胺溶液，置于50 mL棕色廣口瓶中，于25±1℃、50±1℃恒溫條件下培養(yǎng)。pH 4緩沖溶液分別于0、0.17、0.33、1、1.25、2、3、4、5、6 d取樣；pH 7緩沖溶液分別于0、0.33、1、1.25、2、3、4、5、8、9 d取樣；pH 9緩沖溶液分別于0、0.33、1、1.25、2、3、4、7 d取樣，測定緩沖溶液中吡氟酰草胺的含量。

土壤降解試驗。好氧條件：分別稱取20.0 g供試土壤于50 mL棕色廣口瓶中，加入1 000 mg/L的吡氟酰草胺標準溶液0.2 mL，拌勻后，加入適量超純水，將土壤含水量調節(jié)至飽和持水量的60%，塞上棉塞，置于25±1℃黑暗條件下的恒溫、恒濕箱中培養(yǎng)（培養(yǎng)過程中及時調節(jié)土壤水分含量，以保持原有持水狀態(tài)）；積水厭氣條件：分別稱取20.0 g供試土壤于50 mL棕色廣口瓶中，加入1 000 mg/L的吡氟草酰胺標準溶液0.2 mL，拌勻后，加水至土壤表面有1 cm水層，塞上棉塞，置于25±1℃黑暗條件下的恒溫、恒濕培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（培養(yǎng)過程中始終保持土壤表面具有1 cm水層）。在2種培養(yǎng)條件下，分別于0、3、7、14、21、35、50、70、90、99、133 d取樣，測定土壤中吡氟酰草胺的含量。

1.2.4 樣品前處理

水樣提取。準確量取2.0 mL緩沖液于10 mL離心管中，加入2 mL 0.2%甲酸-乙腈（1∶500，V/V）和0.5 g氯化鈉，塞緊管蓋，渦旋2 min。將上述裝有緩沖溶液的離心管在4 000 r/min離心5min后靜置，取上清液，用0.22μm濾膜過濾，待測。

土壤樣品提取。準確量取2.0 g供試土壤于10 mL離心管中，加入0.5 mL超純水和2 mL 0.2%甲酸-乙腈（1∶500，V/V），塞緊管蓋，渦旋5 min，再加入1 g氯化鈉，渦旋1 min。將上述裝有土壤樣品的離心管在4 000 r/min離心5 min后靜置，取上清液，用0.22μm濾膜過濾，待測。

1.2.5 色譜測定條件

Acquity UPLC BEH C18色譜柱（2.1 mm×50 mm，1.7μm）；柱溫：30℃；進樣體積：5μL；流速：0.3 mL/min。采用梯度洗脫，流動相為A（0.2%甲酸水）和B（乙腈）：0 min，90%A；0.2 min，90%A；1.5 min，35%A；2.5 min，10%A；3 min，10%A；3.1 min，90%A；5 min，90%A。檢測器：PDA；檢測波長：285 nm。

1.2.6 標準曲線制作

在上述色譜測定條件下，以峰面積為縱坐標，以進樣的質量濃度為橫坐標繪制吡氟酰草胺標準工作曲線。

2 結果與分析

2.1 方法的線性范圍及靈敏度

經(jīng)色譜測定，吡氟酰草胺的保留時間為2.08 min。采用外標法定量，在0.1～10.0 mg/L范圍內，吡氟酰草胺質量濃度與峰面積呈良好的線性關系（R2≥0.999）。水解試驗：在pH 4緩沖溶液中的線性回歸方程為y=58 532x＋1 692.3，R2=0.999 1；在pH 7緩沖溶液中的線性回歸方程為y=58 605x＋2 753.7，R2=0.999 4；在pH 9緩沖溶液中的線性回歸方程為y=61 370x＋1 249.3，R2=0.999 5。土壤降解試驗：線性回歸方程為y=51 705x＋464.74，R2=1.000 0。吡氟酰草胺在水樣和土壤樣品中的最低檢測濃度均為0.1 mg/L。

2.2 方法的準確度與精密度

分別在pH 4、7、9的緩沖溶液和紅土、潮土、黑土3種土壤空白樣品中添加吡氟酰草胺，設置2個濃度水平0.5和10.0 mg/kg，每個添加水平各設5個重復，同時設不加藥的空白對照，按樣品前處理方法和分析方法進行測定。吡氟酰草胺的添加回收試驗結果見表2。

表2 吡氟酰草胺添加回收試驗結果（n=5）

結果表明，吡氟酰草胺在pH 4、7、9的緩沖溶液中平均回收率為94.0%～100.0%，相對標準偏差（RSD）為1.2%～6.6%；吡氟酰草胺在土壤中的平均回收率為88.5%～99.2%，RSD值為1.4%～4.9%。該方法的準確度及精密度均符合農藥殘留試驗準則要求。

2.3 吡氟酰草胺的水解特性

將25℃和50℃條件下測得的吡氟酰草胺含量與相應的取樣時間用一級動力學的降解模式分別進行統(tǒng)計處理。吡氟酰草胺在3種不同pH值緩沖溶液中的降解動態(tài)和水解特性參數(shù)，詳見圖1、2和表3。由圖表可知，吡氟酰草胺在25℃和50℃條件下均表現(xiàn)為易水解。同時發(fā)現(xiàn)，在pH 4和pH 9緩沖溶液中，吡氟酰草胺在50℃時的水解速率明顯快于在25℃條件下，說明在酸性和堿性水環(huán)境中，溫度對吡氟酰草胺的水解速率影響較大，隨著溫度的升高，水解速率明顯加快。

表3 吡氟酰草胺在不同pH值緩沖液中的水解特性參數(shù)

圖1 25℃條件下吡氟酰草胺在3種不同pH值緩沖液中的降解動態(tài)

圖2 50℃條件下吡氟酰草胺在3種不同pH值緩沖溶液中的降解動態(tài)

2.4 吡氟酰草胺的土壤降解特性

根據(jù)NY/T3150—2017《農藥登記環(huán)境降解動力學評估及計算指南》的要求，將好氧條件與積水厭氣條件下測得的吡氟酰草胺含量與相應的取樣時間進行數(shù)據(jù)擬合與統(tǒng)計處理。試驗發(fā)現(xiàn)，吡氟酰草胺在好氧條件下的紅土、積水厭氣條件下的黑土中的降解動力學符合平行雙一級動力學模型，其余則符合常規(guī)一級動力學模型。吡氟酰草胺在不同條件下3種供試土壤中的降解動態(tài)和動力學參數(shù)，詳見圖3、4和表4。由圖表可知，吡氟酰草胺在3種供試土壤中均具有強穩(wěn)定性，無論是在好氧條件下還是在積水厭氣條件下均表現(xiàn)為難降解。其中，吡氟酰草胺在紅土中最難降解，潮土和黑土次之。具體來說，吡氟酰草胺在紅土中的降解速率顯著慢于在潮土和黑土中，且其在積水厭氣條件下比在好氧條件下更難降解，而潮土和黑土中的吡氟酰草胺分別在好氧和積水厭氣條件下相對易發(fā)生降解。

圖3 吡氟酰草胺在好氧-潮土、好氧-黑土、積水厭氣-紅土、積水厭氣-潮土中的降解動態(tài)

圖4 吡氟酰草胺在好氧-紅土與積水厭氣-黑土中的降解動態(tài)

表4 吡氟酰草胺在不同類型土壤中的降解特性參數(shù)

3 結論與討論

本試驗建立了吡氟酰草胺在3種不同pH值緩沖溶液和3種類型土壤中的超高效液相色譜分析方法，所建方法的靈敏度、準確度和精密度均符合農藥殘留分析要求。從水解試驗結果可以看出，吡氟酰草胺在酸性、中性和堿性水環(huán)境中均易水解。與此同時，吡氟酰草胺在酸性和堿性水環(huán)境中的水解速率在一定程度上受溫度影響，即隨著溫度的升高，水解速率明顯加快，而在中性水環(huán)境中無顯著差異。從土壤降解試驗結果可以看出，在好氧和積水厭氣條件下，紅土、潮土和黑土中的吡氟酰草胺均表現(xiàn)為難降解。此外，吡氟酰草胺在不同類型土壤和不同條件下（好氧與積水厭氣條件）的降解速率也有著明顯差異。吡氟酰草胺在堿性土壤（潮土pH 8.10和黑土pH 7.61）中比在酸性土壤（紅土pH 5.49）中較易降解，推測可能受土壤pH影響，而其在好氧與積水厭氣條件下的降解差異性也有待進一步研究。以上試驗結果有助于為吡氟酰草胺在水環(huán)境和土壤介質的安全評估提供科學依據(jù)。