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辣椒中香草硫缩病醚内吸传导特性和残留消解动态分析

2020-07-10 456 上传者：管理员

摘要：[目的]了解香草硫缩病醚在辣椒中的内吸传导特性和残留消解动态,为其在田间科学合理使用提供参考。[方法]温室培养条件下,通过灌根法和喷雾法处理辣椒,使用气相色谱分别测定2种处理方式下香草硫缩病醚在根部和茎叶部的含量,以期探明其在辣椒植株的向顶传导、向基传导行为及其在温室栽培辣椒中的残留消解动态。田间条件下,通过叶面喷施处理辣椒,使用气相色谱分别测定香草硫缩病醚在植株和果实中的含量,以期探明其在田间辣椒植株和果实中的残留消解动态。[结果]通过灌根法施药,香草硫缩病醚能快速被辣椒植株根部吸收,并向茎叶部传导,茎叶部最大含药量为0.34 mg/kg。通过喷雾法施药,香草硫缩病醚能快速被叶片吸收,并传导至根部,根部最大含药量为0.05 mg/kg。香草硫缩病醚残留消解动态表明其在温室栽培辣椒植株、田间栽培辣椒植株和果实中的半衰期分别为4.2、1.0、2.0 d。[结论]香草硫缩病醚具有双向传导能力,向顶传导的效率要高于向基传导,且能在辣椒植株中快速消解,该试验结果为指导田间使用香草硫缩病醚防治辣椒病毒病提供理论基础。

关键词：
内吸传导
半衰期
残留消解动态
气相色谱
辣椒
香草硫缩病醚
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辣椒病毒病是严重危害辣椒生产的重要病害，严重影响辣椒的产量和质量[1]，目前防治辣椒病毒病仍主要采取化学防治方法[2]。辣椒是我国重要的生产和消费蔬菜，目前我国已成为世界上辣椒种植面积最广的国家[3]。依据农药在辣椒内的传导特性，针对病害选择合适的施药方式，有利于提高农药利用率和防治效果[4]，减少农药对人类健康和自然环境的影响[5]。然而由于化学农药的不当使用，往往会产生农药残留问题，威胁食品安全和污染生态环境[6]。世界各国均非常重视农药的残留消解动态研究，许多国家和地区对农产品的农残检测标准越来越严格，因此对辣椒上农药的传导特性和残留规律的研究必不可少[7]。

香草硫缩病醚[Xiangcaoliusuobingmi,2,2′-((4-((4-氯苄基)氧基)-3-甲氧基苯基)亚甲基)二(2-羟乙基)二硫代乙缩醛]是由贵州大学绿色农药与农业生物工程国家重点实验室自主创制高效低毒的小分子抗病毒药剂[8,9](申请公布号：CN106467478A，结构式见图1)。目前，仅有少量关于香草硫缩病醚在烟草上内吸传导特性、残留分析的研究[10]，未见其在辣椒上的内吸传导特性和残留分析的报道。研究香草硫缩病醚在辣椒上的内吸传导特性及残留消解动态对其在辣椒上的残留情况[11]、施药方式[4]以及田间的科学用药[12]具有重要的现实意义。基于此，试验研究了香草硫缩病醚在辣椒植株上的内吸传导特性和残留消解动态，该研究将有助于香草硫缩病醚田间防治辣椒病毒病的科学合理用药。

图1香草硫缩病醚结构式

1、材料与方法

1.1仪器与试剂

GC 7890A气相色谱仪，配电子捕获检测器(ECD)(美国安捷伦科技有限公司)；飞利浦搅拌机，HR2006(飞利浦电子香港有限公司)；高速离心机，Centrituge5424(德国艾本德公司)；低速离心机，TDL-40B(上海安亭科学仪器厂)；涡旋混合器，XW-80A(上海精科实业有限公司)；电子天平，CPA225D(德国赛多利斯股份公司)。

95%香草硫缩病醚原药、12%香草醛·寡糖素微乳剂(6%香草硫缩病醚+6%氨基寡糖素)，海南正业中农高科股份有限公司；色谱纯试剂(德国默克公司)：乙腈、乙酸乙酯；分析纯试剂(国药集团化学试剂有限公司)：乙酸乙酯、氯化钠；GCB(天津博纳艾杰尔科技有限公司)。超纯水，采用Millipore Milli-Q(美国密立波公司)系统制备。

1.2实验方法

1.2.1内吸向顶传导试验(灌根法)

温室培养辣椒：温度(28±2)℃，光暗比为14 h∶10 h，湿度80%～100%。超纯水稀释12%香草醛·寡糖素微乳剂，使制剂质量浓度为1 mg/L，每株辣椒用2 mL药剂于6～8叶时进行根部灌根施药，每个处理重复3次，以超纯水处理辣椒为对照，于相同条件温室培养。在施药后2 h,1、2、3、4、5、7、14、28 d取样，整株取样，取样时将根部和茎叶部分开，称重并记录，-20℃保存，备用。

1.2.2内吸向基传导试验(喷雾法)

辣椒培养条件同1.2.1。超纯水稀释12%香草醛·寡糖素微乳剂，使制剂质量浓度为1 mg/L，于辣椒6～8叶时叶面均匀喷雾，以辣椒叶面刚好形成一层药膜而不流下为宜，喷雾前用保鲜膜覆盖土壤，防止药剂污染根部，每个处理重复3次，以超纯水处理辣椒为对照，于相同条件温室培养。在喷药后2 h,1、2、3、4、5、7、14、28 d取样，整株取样，取样时将根部和茎叶部分开，称重并记录，-20℃保存，备用。

1.2.3田间残留动态试验

2019年在湖南省植物保护研究所内试验田进行田间试验。小区面积30 m2，各处理均设置3次重复，小区间设置保护带，另设空白对照小区。清水稀释12%香草醛·寡糖素微乳剂，使制剂质量浓度为1 mg/L，在辣椒果实生长到成熟个体一半大小时叶面均匀喷雾。喷药后2 h,1、3、5、7、14、28 d取样，分别取辣椒果实和茎叶，-20℃保存，备用。

1.2.4样品前处理

茎叶和果实：分别称取5 g(精确到0.01 g)匀质化的样品于50 m L离心管中，加入20 mL乙酸乙酯(分析纯)溶液，涡旋振荡提取2～3 min；加入1 g氯化钠，涡旋振荡1 min，于4000 r/min下离心5 min；取1 m L上清液至2 mL离心管中，加入30 mg GCB，涡旋振荡30 s，于12 000 r/min下离心5 min；取上层净化液1 m L，过0.22μm滤膜，待GC/ECD检测。

根：称取2 g(精确到0.01 g)匀质化的样品于15 mL离心管中，加入8 m L乙酸乙酯(分析纯)溶液，涡旋振荡提取2～3 min；后续提取操作同茎叶和果实提取过程。

1.2.5色谱条件

色谱柱：HP-5(30 m×250μm,0.25μm)(美国安捷伦科技有限公司)；载气为高纯氮气(>99.999%)，柱流速1 mL/min；采用不分流进样方式，进样量1.0μL；进样口温度280℃；检测器温度325℃；柱升温程序：起始温度100℃，保留2 min后以20℃/min的速率升温至300℃，保持温度3 min至样品组分全部流出。

1.2.6标准溶液配制及标准曲线绘制

95%香草硫缩病醚原药用乙腈溶解，配制成质量浓度为1000 mg/L的母液，使用乙酸乙酯稀释成质量分数为1.0、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001 mg/L系列标准工作液，按1.2.5节条件测定。以标准溶液质量浓度为横坐标(x)，峰面积为纵坐标(y)，绘制香草硫缩病醚的标准曲线。

1.2.7添加回收试验

空白辣椒根、茎叶和果实中分别加入一定量香草硫缩病醚标准工作溶液，使其添加质量分数分别为0.025、0.10、5.00 mg/kg，每个质量分数进行5次重复试验。按1.2.4方法进行样品前处理，按1.2.5条件测定，计算添加回收率和相对标准偏差。

2、结果与分析

2.1方法的线性、精密度和准确度

由典型色谱图(见图2)可知：目标检测物保留时间为11.3 min，且附近没有其他干扰色谱峰。标准曲线线性回归方程为y=12 632x+26.67，相关系数为0.9995。由表1可知：在0.025、0.10、5.00 mg/kg添加水平下，香草硫缩病醚在辣椒中的平均回收率为82.3%～114.1%，相对标准偏差为2.6%～9.5%，低于10%。方法的检出限(LOD)为0.001 mg/L，最低检测质量分数(LOQ)为0.025 mg/kg。结果表明建立的方法适用于辣椒样品中香草硫缩病醚的检测。

图2香草硫缩病醚在辣椒各部位的典型色谱图

表1香草硫缩病醚在辣椒中的添加回收率及相对标准偏差

2.2香草硫缩病醚在辣椒植株中的内吸传导特性

经灌根法根部施药后，香草硫缩病醚能迅速被根部吸收并通过根部向顶部传导，且传导速度较快(见图3A)。施药2 h后即可在茎叶部检测到药剂，含量为0.03 mg/kg；随处理时间延长，在辣椒茎叶部呈快速上升后不断下降趋势，处理后2 d达到最大值，含量为0.34 mg/kg；处理后28 d含量为0.02 mg/kg。其在辣椒根部呈不断下降趋势，处理后2 h达到最大值，含量为3.83 mg/kg，处理后28 d含量为0.01 mg/kg。

经喷雾法叶面施药后，香草硫缩病醚能迅速被叶部吸收并通过茎叶部向基部传导，且传导速度很快(见图3B)。施药2 h后即可在根部检测到药剂，含量为0.04 mg/kg；随处理时间延长，在辣椒根部呈快速上升后不断下降趋势，处理后1 d达到最大值，含量为0.05 mg/kg，处理后4 d已无法检出；其在辣椒茎叶部呈不断下降趋势，处理后2 h达最大值，含量为4.71 mg/kg；处理后28 d含量为0.37 mg/kg。

从总体趋势来看：根部施药能有效传导至茎叶部，叶部施药能有效传导至根部，表明其具有双向传导性；根部传导至茎叶部的含量远大于茎叶部传导至根部的含量，表明其向顶传导的效率要高于向基传导，该结果与孟信刚等[10]的研究结果相似。在生产实践中，部分病毒病通过韧皮部实现系统侵染[13]，可以选择叶面喷施，使药剂在植物体内获得更均匀的分布；部分病毒侵染构成植株根部或冠部危害[14]，可以选择根部施药，使药剂快速到达根部和冠部，或种子处理预防土传病毒病。

图3不同方式处理后香草硫缩病醚在辣椒植株不同部位的分布情况

2.3香草硫缩病醚在辣椒中的降解特性

温室栽培条件下(见图4A)：香草硫缩病醚在辣椒植株上的原始沉积量为4.71 mg/kg，施药14 d后，消解率达到83.4%以上。香草硫缩病醚在辣椒植株上的降解符合一级动力学方程(见表2)，其降解半衰期为4.2 d，属于易降解。

图4香草硫缩病醚在辣椒上的消解趋势

田间栽培条件下(见图4B、C)：香草硫缩病醚在植株的原始沉积量为2.94 mg/kg，施药14 d后，消解率达到97%以上；在果实中的原始沉积量为0.43 mg/kg，施药14 d后，消解率达到96.4%以上。香草硫缩病醚在辣椒植株和果实上的降解均符合一级动力学方程(见表2)，其降解半衰期分别为1.0、2.0 d，均属于易降解。

香草硫缩病醚在田间栽培辣椒植株中的半衰期比温室栽培辣椒的短，可能是田间施药时受风的影响造成药液飘逸，而减少了药剂在植株上的沉积，也可能是受环境因子如阳光、雨水、土壤等影响而加快田间药剂的消解[15,16]，而温室栽培的辣椒受到自然条件的影响较小，故消解较慢。香草硫缩病醚在辣椒果实的半衰期比辣椒植株的长，可能是果实中即有果皮上内吸渗透的药剂，也有从植株传导至果实的药剂，使药剂在果实中累积而导致消解速度慢于植株[17,18]。

表2香草硫缩病醚在辣椒上的消解动态方程、相关系数及半衰期

3、结论

研究了香草硫缩病醚在辣椒中的传导特性及残留消解动态。结果表明：香草硫缩病醚在辣椒植株中具有双向传导能力，并且向顶传导的效率大于向基传导的效率，在生产实践中，根据病毒病发生特点，既可以通过种子处理或根部施药来防治病害，也可通过地上部施药防治病害。残留消解动态结果表明：香草硫缩病醚在温室栽培的辣椒植株、田间辣椒植株和果实中的消解半衰期分别为4.2、1.0、2 d，为易降解农药，其残留消解动态结果与易降解农药相似[19]，表明香草硫缩病醚是一款高效绿色的农药。该试验结果能够为香草硫缩病醚在田间科学合理的用药方式提供一定的参考，为我国制定其在辣椒上的最大残留量(MRL)提供数据支持。

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