氟酮磺草胺在水稻植株及其环境中吸收、分布和降解研究

摘要

本试验以磺酰胺类除草剂氟酮磺草胺为研究对象，建立了氟酮磺草胺的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析检测方法，利用此检测方法研究了氟酮磺草胺的水解、水中光解和土壤降解等环境行为特征，研究结果有助于了解氟酮磺草胺在环境中迁移和转化规律，有助于指导氟酮磺草胺科学合理使用，为其进入农田环境后的安全评估工作提供依据。
　　本文建立了UPLC-MS/MS分析检测水样、土样中的氟酮磺草胺残留分析方法，优化提取、净化方法和UPLC-MS/MS仪器条件。在本试验条件下，测得氟酮磺草胺最小检测浓度分别为0.8 ug/kg，在对应的添加水平范围内，氟酮磺草胺在水样、土壤样品和水稻样品中的回收率范围为76.0％～105.7％。测得氟酮磺草胺代谢物Ⅰ最小检测浓度为2 ug/kg，在对应的添加水平范围内，氟酮磺草胺代谢物Ⅰ在水样和水稻样品中的回收率范围为75.3％～111.8％。测得氟酮磺草胺代谢物Ⅱ最小检测浓度为6 ug/kg，在对应的添加水平范围内，氟酮磺草胺代谢物Ⅱ在水样和水稻样品中的回收率范围为82.6％～96.5％。三种待测物的标准偏差范围为1.5％～13.3％。结果表明，该方法的灵敏度、精确度和精密度均满足农药残留分析的要求。
　　氟酮磺草胺水解速率受pH值影响明显，在碱性环境中水解速率最快，其次是酸性环境，中性环境中速率最慢。在30℃和50℃时pH值为3、7、9的缓冲溶液水解半衰期范围为2.7h～16.6d.温度与氟酮磺草胺的水解速率呈正相关，温度每提高10℃，氟酮磺草胺的水解速率常数增加约3倍左右。可能通过两条水解途径产生N'-{1-氨基-2-[2-（1，1-二氟-N-甲基甲基磺酰胺）-3-氟苯基]-2-氧代乙基}氨基甲酸叔丁酯和1，1-二氟-N-[2-氟-6-（6-甲氧基-4-氧代-4，5-二氢-1，3，5-三嗪-2-羰基）苯基]甲磺酰胺。
　　氟酮磺草胺在30℃时4008±217 Lux氙灯下的半衰期为11.6d，而黑暗条件下降解不明显，光照可促进其降解。
　　氟酮磺草胺在混合菌培养液中的降解半衰期为1.8 d，降解极迅速，氟酮磺草胺被还原为氟酮磺草胺代谢物Ⅰ。氟酮磺草胺在灭菌土壤和未灭菌土壤中的半衰期分别为52.5 d和18.0 d，可见微生物降解是氟酮磺草胺土壤中降解的主要途径之一。
　　在室内土培盆栽试验中，向根部施药3h后即在水稻根系和地上部分样品中检测出氟酮磺草胺及其代谢物，表明氟酮磺草胺在水稻植株体内的内吸性和向顶运能力较强，氟酮磺草胺被吸收转运后能被迅速代谢为次级代谢产物。在水稻还原酶和葡萄糖糖苷酶参与下产生氟酮磺草胺代谢物Ⅰ和氟酮磺草胺代谢物Ⅱ，在第7d时，氟酮磺草胺代谢物Ⅰ在水稻植株中达到最大值，是氟酮磺草胺植物代谢过程中的限速步骤。氟酮磺草胺代谢物Ⅱ在水稻根系和稻苗中的变化趋势与氟酮磺草胺代谢物Ⅰ保持一致，在第7d时达到最大值，随后降低。由此可见，水稻对氟酮磺草胺表现的耐药性可能是由于其较强的代谢能力。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1 农药的环境行为研究

1．1 农药水解作用研究

1．2 农药光化学反应研究

1．3 农药土壤降解研究

1．4 农药微生物降解研究

2 农药植物代谢研究

2．1 农药植物中的吸收、分布研究

2．2 农药植物中代谢研究

3 磺酰胺类除草剂概述

4 本研究的目的和意义

第二章 氟酮磺草胺及其代谢物液相串联质谱检测方法研究

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

1．3 数据处理

2 结果与讨论

2．1 UPLC条件的优化

2．2 氟酮磺草胺质谱条件的优化和定性信息的确定

2．3 氟酮磺草胺代谢物Ⅰ质谱条件的优化和定性信息的确定

2．4 氟酮磺草胺代谢物Ⅱ质谱条件的优化和定性信息的确定

2．5 残留提取、净化方法优化

2．6 标准曲线与线性范围

2．7 方法灵敏度

2．8 添加回收试验结果

2．9 质谱图

3 小结

第三章 氟酮磺草胺水解和光解作用研究

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 试验方法

1．3 氟酮磺草胺水样检测方法

1．4 数据处理

2 结果与讨论

2．1 氟酮磺草胺的水解特性

2．2 在不同缓冲溶液中氟酮磺草胺的水解速率

2．3 在不同温度下氟酮磺草胺的水解速度

2．4 在30℃时氟酮磺草胺的光化学降解

2．5 氟酮磺草胺在不同PH条件下的水解产物分析

2．6 氟酮磺草胺在光照条件下的水解产物分析

3 小结

第四章 氟酮磺草胺的微生物(细菌)降解作用研究

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

1．3 消解动态试验计算

2 结果与讨论

2．1 混合菌株对氟酮磺草胺降解作用

2．2 混合菌对氟酮磺草胺的降解产物研究

2．3 土壤中氟酮磺草胺的降解研究

3 小结

第五章 氟酮磺草胺在水稻植株中的吸收、分布和代谢研究

1 材料与方法

1．1 试剂与药品

1．2 仪器设备

1．3 供试材料

1．4 实验方法

2 结果与分析

2．1 氟酮磺草胺代谢物Ⅰ在水稻样品中吸收、分布试验结果

2．2 氟酮磺草胺代谢物Ⅱ在水稻样品中吸收、分布试验结果

2．3 氟酮磺草胺在水稻植株中残留动态试验结果

3 小结

第六章 总结

1 结论

2 主要创新点

3 不足与展望

参考文献

致谢