农药学学报  2013, Vol.15 Issue (6): 673-678   PDF    
引用本文
刘艳萍, 王思威, 孙海滨. 丁醚脲在柑橘及其土壤中的残留及消解动态[J]. 农药学学报, 2013, 15(6): 673-678  
LIU Yanping, WANG Siwei, SUN Haibin. Residues and decline study of diafenthiuron in orange and soil[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2013, 15(6): 673-678  
丁醚脲在柑橘及其土壤中的残留及消解动态
刘艳萍1,2, 王思威1, 孙海滨1     
1. 广东省农业科学院 植物保护研究所, 广东省植物保护新技术重点实验室, 广州 510640;
2. 中国农业大学 理学院, 北京 100193
收稿日期：2013-6-28; 修回日期：2013-10-28.
基金项目：公益性行业（农业）科研专项（200903033-7）.
作者简介: 刘艳萍，女，在职博士研究生，副研究员，主要从事农药残留研究，E-mail：liuliuyp@tom.com；*; 孙海滨，通信作者（Author for correspondence），男，研究员，主要从事农药残留研究，E-mail：sunhb@gdppri.cn.
摘要：建立了丁醚脲在柑橘及橘园土壤中残留测定的超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）检测方法，研究了其在柑橘和土壤中的消解动态及最终残留。样品采用乙腈提取，N-丙基乙二胺（PSA）净化，UPLC-MS/MS 检测。结果表明：在0.01、0.1和1 mg/kg 3个添加水平下，丁醚脲在柑橘全果、果肉和果皮中的回收率在84% ~89%之间，相对标准偏差（RSD）为2.6% ~7.2%，在土壤中的回收率为83% ~86%，RSD为2.2% ~5.6%；在广东、广西和福建3地柑橘及土壤中，其消解半衰期分别为3.7 ~4.4 d和4.1~5.4 d，表明丁醚脲消解较快；采用 500 g/L丁醚脲悬浮剂（SC），分别按有效成分500和750 mg/L 的剂量于幼果期开始施药，施药2~3次，施药间隔期为10 ~14 d，距最后一次施药后21 d采样测定，柑橘果肉中丁醚脲的残留量均<0.01 mg/kg ，全果中的最终残留量均低于我国制定的丁醚脲在柑橘中的最大允许残留限量（MRL）标准（0.2 mg/kg）。
关键词： 丁醚脲     柑橘     残留     超高效液相色谱-串联质谱    
Residues and decline study of diafenthiuron in orange and soil
LIU Yanping1,2, WANG Siwei1, SUN Haibin1     
1. Institute of Plant Protection, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangdong Provincial Key Laboratory of High Technology for Plant Protection, Guangzhou 510640, China;
2. College of Science, China Agricultural University, Beijing 100193, China
Abstract: A ultra high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS) method was developed for determining diafenthiuron residues in orange and soil.The dissipation curve and final residues of diafenthiuron at PHIs were studied.The samples were extracted with acetonitrile,cleaned with N-propylethylenediamine(PSA) and detected with UPLC-MS/MS.The fortified recoveries ranged from 84% to 89% with relative standard deviations of 2.6% to 7.2% in whole fruit,flesh and peel,from 83% to 86% with relative standard deviations of 2.2% to 5.6% in soil when diafenthiuron was spiked at 0.01,0.1 and 1 mg/kg levels.The results of residue dynamics indicated that the half-lives of diafenthiuron in orange and soil were 3.7-4.4 d and 4.1-5.4 d,respectively.The orange was sprayed with 500 g/L SC at dosage 500-750 mg/L(2-3 times) at young fruit period,the interval period was 10-14 days,the final residues of diafenthiuron were all below the 0.01 mg/kg in flesh at the 21st day after last application.The residue of whole fruit was below the maximum residue limit(MRL) set by China(0.2 mg/kg).
Key words: diafenthiuron     orange     residue     ultra high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry    

柑橘全爪螨Panonychus citri(MCGregor)(俗称红蜘蛛)是柑橘上的主要害螨，其以成螨、若螨、幼螨群集在柑橘叶片、嫩枝及果实上刺吸汁液，可导致大量落叶，亦能危害果实及绿色枝梢。在广东省其发生高峰期一般在每年9月至次年4月底，期间若遇干旱少雨天气则发生更为严重。目前对柑橘全爪螨主要采用化学药剂进行防治，丁醚脲是常用药剂之一。

丁醚脲(diafenthiuron)是一种新型硫脲类高效杀虫、杀螨剂，具有触杀、胃毒、内吸和熏蒸作用，且具有一定的杀卵效果，可防治多种作物及观赏植物上的蚜虫、粉虱、叶蝉、夜蛾科害虫及害螨[1]。其结构式见 Scheme 1 。

Scheme 1

目前仅有少量关于丁醚脲残留分析方法的研究报道，如采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)或液相色谱法分析其在茶叶、水、蔬菜及土壤中的残留[2, 3, 4, 5]，以及其在甘蓝和土壤中的消解动态研究[6]等，但尚未见采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法检测丁醚脲在柑橘和土壤中残留及消解动态的研究报道。

笔者建立了快速测定柑橘及其土壤中丁醚脲残留量的UPLC-MS/MS方法，同时研究了500 g/L丁醚脲悬浮剂在柑橘和土壤中的消解动态及最终残留，旨在为该药剂在柑橘生产上的科学合理使用提供依据。

1 材料与方法
1.1 药剂及主要仪器

丁醚脲(diafenthiuron)标准品(纯度 98.8%)，购自Dr.Ehrenstorfer Gmbh公司；500 g/L的丁醚脲悬浮剂(SC)，东莞市瑞德丰生物科技有限公司；乙腈、无水硫酸镁、乙酸胺和甲酸为色谱纯，N-丙基乙二胺(PSA)等其余试剂为分析纯。

Agilent 1200超高效液相色谱仪-6460质谱仪(安捷伦科技有限公司)；T18-Basic高速匀质器(德国IKA公司)；0.22 um Filter Unit滤膜(天津博纳艾杰尔科技有限公司)；GZNY-16型电动喷雾器(广州市农友农具制品有限公司)。

1.2 田间试验

试验分别于2009和2010年10-12月在广东省惠州市杨村柑橘场、广西自治区桂林市柑橘研究所试验场和福建省福州市新农园科技试验场进行，3地的品种分别为甜橙桂林喑柳、脐橙朋娜和脐橙B52。按照《农药残留试验准则》[7]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[8]，分别设空白对照区、高剂量处理区、低剂量处理区和消解动态试验区。将500 g/L 丁醚脲悬浮剂按要求对水稀释后采用背负式电动喷雾器喷雾施药，均匀喷施柑橘全株至药液开始从叶片滴下为止，喷液量为600 L/hm2。

1.2.1 消解动态试验

于柑橘生长到成熟个体一半大小时，采用500 g/L丁醚脲悬浮剂按有效成分750 mg/L的剂量喷雾施药1次，分别于施药后当天(1 h)及1、3、7、10、14、21、28、35 d采样，每次从每棵树的上、中、下部的内、外侧随机取12个柑橘，切碎后混匀，四分法留500 g；土壤样品碾碎，筛去砂石杂物后充分混匀，四分法留样500 g。每处理小区为2株柑橘树，重复3次。样品均贮存于-20 ℃冰箱，待前处理及分析测定。

1.2.2 最终残留试验

小区按顺序排列，分别设有效成分500和750 mg/L 2个剂量，各喷药2次和3次，每次施药间隔10～14 d。每处理小区为2株柑橘树，重复3次。分别于末次施药后21和28 d，从每棵树的上、中、下部的内、外侧随机采集柑橘样品。全果样品：取12个柑橘，切碎后混匀；果肉样品：取12个柑橘，用水清洗后除去果皮，将果肉切碎后混匀[7, 8]。土壤样品：于各处理小区随机多点取0～15 cm表土层土壤，充分混匀。采集后的样品及时进行前处理。

1.3 样品前处理

土壤：准确称取已制备好的待测土壤样品10.0 g (精确到 0.01 g)，加入40 mL乙腈，振荡30 min；加入5 g氯化钠，于7 000 r/min离心5 min;吸取2 mL上清液，加入装有0.05 g PSA和0.3 g无水硫酸镁的离心管中，涡旋混匀1 min，静置5 min；取上清液过0.22 μ m滤膜，待UPLC-MS/MS测定。

柑橘全果及果肉：准确称取10.0 g(精确到0.01 g)样品，加入40 mL乙腈，匀质1 min；加入5 g氯化钠，于7 000 r/min离心5 min;吸取2 mL上清液，加入装有0.05 g PSA和0.3 g无水硫酸镁的离心管中，涡旋混匀1 min，静置5 min；取上清液过0.22 μ m滤膜，待UPLC-MS/MS测定。

1.4 UPLC-MS/MS检测条件

Agilent C18色谱柱(50 mm×2.1 mm，1.8 μ m)； 流动相：V(含0.1%甲酸的甲醇溶液) ∶V(5 mmol/L的乙酸铵)=90 ∶10，流速0.3 mL/min；ESI离子化模式；MRM监测模式；干燥气为N2，流速6 L/min，温度为325 ℃。质谱参数见表1。

表1 柑橘及土壤中丁醚脲残留分析方法质谱参数

Table 1 Parameters of diafenthiuron determined by MS/MS in orange and soil
2 结果与分析
2.1 方法的线性范围、检出限和定量限

采用空白柑橘(全果、果肉)和土壤提取液，准确配制丁醚脲质量浓度分别为0.001、0.01、0.05、0.1、0.5和1 mg/L的基质匹配标准工作溶液，在选定的色谱条件下进行测定，进样量为2 μ L。以峰面积对进样质量浓度作线性回归曲线，结果见表2。以3倍信噪比(S/N=3)计算得方法的检出限(LOD)，以最小添加水平为定量限(LOQ)，结果见表3。

表2 丁醚脲在柑橘和土壤中的回归分析及相关系数 Table 2 Linear regression and correlation coefficient of diafenthiuron in orange and soil


表3 丁醚脲在柑橘及土壤中的添加回收率、相对标准偏差和检出限、定量限 (n=5)

Table 3 Average recovery,relative standard deviation,LOD and LOQ of diafenthiuron in orange and soil(n=5)

2.2 方法的准确度和精密度

从表3中可看出：当添加水平在0.01～1 mg/kg 范围内时，丁醚脲在柑橘全果和果肉中的平均回收率为84% ~89%，相对标准偏差(RSD)为2.6% ~7.2%；在土壤中的平均回收率为83% ~86%，RSD为2.2% ~5.6%；其在柑橘和土壤的LOD值均为0.004 mg/kg，LOQ均为0.01 mg/kg。

2.3 丁醚脲在柑橘中的消解动态

结果见表4和图1。丁醚脲在柑橘中的消解动态符合一级动力学方程，其消解呈先快后慢并逐渐趋于平缓的趋势。2009和2010年，广东点柑橘中丁醚脲的原始沉积量分别为2.49和3.15 mg/kg，到第14天时消解率达78.9%和87.5%，半衰期分别为3.7和4.2 d；广西点的原始沉积量分别为2.04和 2.32 mg/kg，到第14天时消解率达86.1%和92.7%，半衰期分别为4.0和4.4 d；福建点的原始沉积量分别为1.93和2.52 mg/kg，到第14天时消解率分别为70.2%和93.4%，半衰期为3.9和4.1 d。三地的原始沉积量略有差异，分析可能与各地的柑橘品种、种植密度以及施药当天温度等气候条件有关。三地总的消解趋势表明，丁醚脲在柑橘 中消解速率较快，属于易消解性农药 (t1/2 <30 d)[9]。

表4 丁醚脲在柑橘中的消解动力学参数 Table 4 Kinetic equation parameters of diafenthiuron in orange


图1 丁醚脲在柑橘中的残留消解曲线

Fig.1 Residue decline curve of diafenthiuron in orange
2.4 丁醚脲在橘园土壤中的消解动态

由表5和图2可见：丁醚脲在土壤中的消解也符合一级动力学方程。2009和2010年，其在广东点土壤中的原始沉积量分别为1.09和1.24 mg/kg， 半衰期为4.9和5.1 d；广西点的原始沉积量分别为0.69和 0.94 mg/kg，半衰期为4.9和5.4 d；福建点的原始沉积量分别为0.79和1.24 mg/kg，半衰期为4.1和5.1 d。三地总的消解趋势表明，丁醚脲在橘园土壤中消解较快，属于易消解性农药，这可能与丁醚脲具有光不稳定性有关

表5 丁醚脲在橘园土壤中的消解动力学参数

Table 5 Kinetic equation parameters of diafenthiuron in soil


图2 丁醚脲在土壤中的残留消解曲线 Fig.2 Residue decline curve of diafenthiuron in soil
2.5 最终残留试验结果

结果(表6)表明：500 g/L丁醚脲悬浮剂分别按有效成分500和750 mg/L的剂量喷施2~3次，距末次施药后21和28 d收获，柑橘果肉中丁醚脲的残留量均<0.01 mg/kg，全果中的残留量为<0.01~0.12 mg/kg。果皮中丁醚脲的残留量约是果肉中的10~20倍，说明喷施后丁醚脲主要残存在柑橘果皮上。这可能与丁醚脲属于亲脂性农药有关，25 ℃下其在水中的溶解度为0.06 mg/L，在正辛醇中的溶解度为26 g/L，正辛醇-水分配系数为5.76[10]，因此易沉积于果皮的腊质层中。已有研究表明，柑橘皮中含有香精油、橘皮色素、果胶、黄酮类等6大类功能性成分，主要应用于食品、化妆品以及药物合成的基料等方面[11]。建议在应用时，应注意去除橘皮中残留的农药。

表6 丁醚脲在柑橘中的最终残留量

Table 6 Final residues of diafenthiuron in orange

同时测得土壤中丁醚脲的最终残留量为0.01~0.02 mg/kg。

3 结论与讨论

所建立的UPLC-MS/MS方法具有灵敏度高、检测速度快(3 min完成)、前处理方法简单等优点，避免了由于丁醚脲的光不稳定性、前处理过程中长时间暴露于光照下而导致的回收率偏低问题，适用于样品的大批量处理。

本研究测得丁醚脲在柑橘和土壤中的半衰期分别为3.7~4.4和4.1~5.4 d，比杜鹏等[6]报道的丁醚脲在甘蓝和土壤中的半衰期(分别为2.87~2.99和3.37~3.57 d)稍长，这可能与甘蓝生长较快，其生长稀释作用较明显，以及不同试验地点土壤类型、有机质含量及pH值等因素不同有关。

目前国际食品法典委员会(CAC)、美国及澳大利亚等均尚未制定丁醚脲的最大允许残留限量(MRL)标准，我国、日本和欧盟规定柑橘中丁醚脲的MRL值分别为0.2、0.02和0.01 mg/kg。FAO/WHO农药残留联席会议(JMPR)尚未制定丁醚脲的每日允许最大摄入量(ADI)，采用澳大利亚规定的其ADI值为0.003 mg/kg bw[12]，根据公式：理论最大日摄入量(TMDI)=ADI×体重(63 kg)，参照我国膳食结构中每日水果的消费量约为457 g[13]，根据理论MRL=TMDI/水果消费量，计算得丁醚脲的TMDI 和理论MRL值分别为0.189 mg和 0.4 mg/kg。 可以看出，丁醚脲的理论MRL值接近我国的MRL标准，而日本和欧盟、特别是欧盟的要求过于严苛，2002年欧盟颁布的第2076/2002号法规中对丁醚脲实行本地区内禁用及禁售，其MRL标准一律定为0.01 mg/kg[14]。

本研究表明，500 g/L的丁醚脲悬浮剂以推荐剂量(500 mg/L)施药2~3次，末次施药至柑橘收获期间隔21 d时，柑橘全果中丁醚脲的残留量为 0.01 ～0.08 mg/kg，间隔28 d时，残留量为＜0.01 ～0.04 mg/kg，均低于我国的MRL标准(0.2 mg/kg)， 但高于日本和欧盟的MRL标准，因此建议拟向欧盟和日本出口柑橘的生产基地应延长施用丁醚脲后的采收间隔期，或在果实成熟-采收期间不使用丁醚脲。

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