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噻森铜在铁皮石斛中残留及消解动态

时间:2024-05-28

梁赤周,虞 淼,秦 丽,徐 永

(1.浙江省农药检定管理所,浙江 杭州 310020 ; 2.杭州市余杭区农产品质量安全检验检测站,浙江 杭州 311100 )

噻森铜[N, N’-甲撑-双(2-氨基-5-巯基-1, 3, 4-噻二唑) 铜]是噻二唑类有机铜杀菌剂。噻森铜结构式(图1),由噻唑基与铜离子2个基团组成,噻唑基可以导致细菌的细胞壁变薄,继而破裂至细菌死亡,铜离子通过与病原菌细胞膜表面阳离子进行交换,致使病菌细胞膜上的蛋白质凝固,部分渗入病原细胞内的铜离子,会与某些酶结合,导致酶活性降低甚至失活[1]。目前噻森铜主要用于防治水稻白叶枯病、细菌性条斑病、白菜软腐病、番茄青枯病、柑橘树溃疡病、西瓜细菌性角斑病、烟草野火病等。

图1 噻森铜化学结构式

目前对噻森铜的研究主要集中在田间药效[2-4]、杀菌活性及检测方法方面[5],对其在大田作物上的消解动态、最终残留方面的研究未见报道。本文旨在研究20%噻森铜悬浮剂防治软腐病时在铁皮石斛中的最终残留和降解规律,为噻森铜在铁皮石斛上的膳食风险评估、农药的合理安全使用和制定农药残留限量提供科学依据。为此,在参考文献的基础上[6-7],选用硫代硫酸钠溶液进行衍生化,盐酸和乙酸乙酯净化萃取,建立了高效液相色谱(HPLC-DAD)检测铁皮石斛中噻森铜残留的方法。2016年在浙江诸暨和云南芒市开展了20%噻森铜悬浮剂在铁皮石斛上的残留田间试验。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

1.1.1 药剂及试剂 噻森铜标准品(92.0%);20%噻森铜悬浮剂。

乙腈、甲醇、乙酸(均为HPLC级,赛默飞世尔科技(中国)有限公司),硫代硫酸钠、盐酸、乙酸乙酯(均为分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司)。

1.1.2 仪器设备 LC-20AT/SPD-20A液相色谱仪 (日本岛津公司),R-215旋转蒸发仪(瑞士布奇公司),ST 16R高速冷冻离心机(赛默飞世尔科技(中国)有限公司),BSA2202S电子天平(赛多利斯科学仪器(北京)有限公司),DMT-2500多管漩涡混合仪(杭州米欧仪器有限公司),KQ-500E超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司),TS-110X50水浴恒温振荡器(金坛市国旺实验仪器厂)。

1.2 田间试验设计 分别于2016年在浙江省诸暨市、云南省芒市进行试验。按农药残留试验准则要求设试验小区,小区面积为30m2,重复3次,小区间设保护行,同时设空白对照小区。20%噻森铜悬浮剂防治铁皮石斛软腐病,推荐使用有效成分用药量为285.7~400mg/kg;施药方法为喷雾,施药3次。

1.2.1 消解动态试验 在铁皮石斛旺长期施药,按有效成分600mg/kg施药,药后2h、1、3、5、7、14、21、28 d,采集铁皮石斛植株,处理重复3次,处理间设保护隔离区,另设空白对照。在小区内按随机方法摘取生长正常、无病害的铁皮石斛植株,每小区采摘量≥1kg,装入样品袋中包扎妥当,贴好标签。

1.2.2 最终残留试验 按有效成分400和600mg/kg设2个施药剂量,各设3次和4次2个处理,每个处理重复3次,施药间隔期为7d,处理间设保护带,另设铁皮石斛空白对照,最后1次施药后14、21、28d,在各小区内按随机方法摘取生长正常、无病害的铁皮石斛植株,每小区≥2kg,装入食品袋中包扎妥当,贴好标签。

1.3 分析方法

1.3.1 样品前处理 田间样本在采集后,8 h内运回实验室。用剪刀将铁皮石斛样品剪成2cm左右,再用匀浆机打碎,分取样品150 g样品2份,分别装入封口样品容器中,贴好标签,保存于-20℃冰箱中。

称取处理好的铁皮石斛试样2.00g(精确至0.01g)于50mL离心管中,加入10.0mL水、5.0mL 1.0mol/L的硫代硫酸钠溶液,50℃恒温水浴振荡2h,冷却至室温。8 000r/min离心3min,上清液转移至新的50mL离心管中。

用1.0 mol/L盐酸水溶液调pH3.0,加入15mL乙酸乙酯萃取2次,合并有机相,45℃旋蒸干,加1mL甲醇,超声溶解后,过0.22μm有机膜,HPLC测定。

1.3.2 液相色谱条件 色谱柱:Promosil C18(250mm×4.6mm×5μm);流动相:0.1%乙酸水溶液(A)和乙腈(B);流动相速度:1.0mL/min;柱温:40℃;进样体积:10μL。液相梯度洗脱程序(表1)。

表1 液相梯度洗脱程序

1.3.3 标准曲线 将噻森铜标准品用甲醇溶解制成母液,依次稀释成0.5、1.0、2.0、5.0、10.0mg/L的一系列标准溶液,在上述色谱条件下进行测定,以噻森铜标准溶液浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,做标准曲线。

1.3.4 添加回收 在空白铁皮石斛样品中添加噻森铜标准溶液,浓度分别为1.0、5.0、10.0mg/kg,每个添加水平设5个重复,充分混匀,过夜,然后按照上述方法进行提取、净化、测定,计算添加回收率和相对标准偏差。

2 结果与分析

2.1 标准曲线与灵敏度 以峰面积y为纵坐标,进样浓度x为横坐标绘制标准曲线,噻森铜标准样的线性回归方程为:y=9 453.2x-3 935.8,相关系数为:R2=0.999 7,结果表明,噻森铜的色谱峰面积与其相对应的标准工作溶液在0.5~10.0mg/L范围内呈良好的线性关系。仪器最小检出量为1.0×10-10g。

2.2 回收率和精密度 噻森铜在铁皮石斛样品中的添加回收试验结果(表2),当添加浓度为1.0、5.0、10.0mg/kg时,其平均回收率在91.4%~110.4%之间,相对标准偏差为4.4%~8.0%,满足残留分析的要求。噻森铜在铁皮石斛中的最低检测浓度为1.0mg/kg,相关色谱图(图2)

表2 噻森铜在铁皮石斛中添加回收率及相对标准偏差

从上往下依次为:噻森铜标准溶液(1.0mg/L)、铁皮石斛空白样品、添加1.0mg/kg、添加5.0mg/kg、添加10.0mg/kg图2 噻森铜在铁皮石斛中添加回收色谱图

2.3 消解动态试验 20%噻森铜悬浮剂以600mg/kg进行喷雾施药,噻森铜在浙江诸暨、云南芒市铁皮石斛上的原始沉积量分别为3.564、1.292mg/kg,残留量随着时间推移逐渐降低。施药后14d,浙江、云南2地的降解率分别在80.9%,57.7%;施药后28d,降解率为95.9%和92.2%以上,符合一级反应动力学方程。浙江试验地的动力学方程为C=3.491 3e-0.069t,相关系数为0.968 2,噻森铜在铁皮石斛中的消解半衰期为10.0d;云南芒市试验地的动力学方程为C=0.637 9e-0.122t,相关系数为0.659 6,铁皮石斛中噻森铜的消解半衰期为5.7d。

2.4 最终残留试验 最终残留试验结果表明,20%噻森铜悬浮剂分别按照400和600mg/kg的剂量,施药3次和4次,施药间隔7d,最后1次施药后14、21、28d,噻森铜在铁皮石斛植株中的最终残留量分别为<1.0~8.28mg/kg、<1.0~3.867mg/kg、<1.0~2.727mg/kg。噻森铜在铁皮石斛中的最终残留规律明显,残留量随着采收间隔期的延长而降低。

3 结论

3.1 20%噻森铜悬浮剂在铁皮石斛植株中的平均消解半衰期为5.7~10.0d,噻森铜属易降解农药。

3.2 目前我国、CAC及其他国家都未规定噻森铜在铁皮石斛及其他作物上的最大残留限量,根据2016年浙江和云南2地的试验结果,用药量400~600mg/kg,施药3次和4次,末次施药后28d,噻森铜在铁皮石斛中的最终残留量为<1.0~2.727mg/kg。建议我国噻森铜在铁皮石斛上的最大残留限量值为5mg/kg。

3.3 建议使用20%噻森铜悬浮剂防治铁皮石斛软腐病,有效成分用药量285~400 mg/kg,最多施药3次,施药间隔7d,安全间隔期28d。

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