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土壤中草甘膦消解动态的研究 草甘草是美国孟山都公司开发的一种杂草，也称为镇草宁、农达和甘草。其纯品为非挥发性白色固体,比重为0.5,大约在230℃左右熔化,并伴随分解。25℃时在水中的溶解度为1.2%,不溶于一般有机溶剂,其异丙胺盐完全溶解于水。草甘膦为内吸传导型慢性广谱灭生性除草剂,主要抑制植物体内烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶活性,从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酷氨酸及色氨酸的转化,使蛋白质的合成受到干扰,导致植物死亡。 由于草甘膦入土后很容易与铁、铝等金属离子结合生成不溶于水的化合物,所以提取土壤中残留的草甘膦较为困难。笔者研究了草甘膦异丙胺盐95%可溶性粉剂在土壤中的提取方法(特别是在不同pH值条件下提取土壤中的草甘膦)及其消解动态规律,为草甘膦异丙胺盐95%可溶性粉剂在环境中的安全使用及使用标准的制定提供重要的科学依据,对保护农业环境、保障人体健康具有深远意义。 1 材料和方法 1.1 氯甲酸-9-甲酯法 试验试剂有纯度99.98%的草甘膦标准样品(农业部农药质量检测中心提供),氯甲酸-9-芴甲酯(FMOC-CL),优级纯柠檬酸钠,柠檬酸,四硼酸钠,乙腈(色谱纯),蒸馏水。 试验所用仪器有带荧光检测器的液相色谱仪LC-20AT(日本岛津公司生产),水浴恒温振荡器,台式多管架离心机。 1.2 试验地和基地土壤的土壤微生物指标 试验在湖南农业大学试验基地、浙江农科院试验基地和贵州大学试验基地进行。湖南农业大学试验基地土壤为弱酸性红壤,肥力中等,河水灌溉,试验地历年未施用过草甘膦;浙江农科院试验基地土壤为沙壤,土地肥沃,河水灌溉,试验地历年未施用过草甘膦;贵州大学试验基地土壤为黄壤和黄红壤,肥力较差,历年未施用过草甘膦。试验设两个处理:空白对照和高剂量0.32 g/m2(有效成分,下同),3个重复。每小区动态面积为20 m2,小区间设立保护行。施药方法为对水手动喷雾。 1.3 土钻压压及封装 小区施草甘膦(0.32 g/m2)后1 h和1、2、3、5、7、10、14、21、28、35、42 d随机或棋盘式选取6~12个点采样。以往复旋转的方式将土钻压入10 cm深度,拔出土钻,使土钻侧槽口开口朝上,用改锥去掉尖端刻度以下部分的土样和土钻外部附着的土壤,将土钻中的土心部分撬到不锈钢盆内。去除杂物后混匀,按四分法留样500 g封装、编号,-20℃冰箱中低温保存待测。 在远离试验区选定不施草甘膦的地块作为对照区,采集土壤不少于2 kg,去除杂物后混匀,按四分法留样500 g,塑料袋封装、编号,-20℃冰箱中低温保存待测。 1.4 提取方法 1.4.1 co3溶液的配制 称取5.0 g土壤样品于离心管中,加入20 m L NaHCO3溶液,用5 mol/L NaOH溶液调节p H至11.0~13.0之间,25℃振荡30 min,3500 r/min离心10 min,移取上清液待净化。取1 m L待衍生。 1.4.2 氯甲烷萃取 采用有机相萃取除去杂质,向上清液中加50 m L三氯甲烷,振荡2 min后静置分层,弃有机相留水相,再用三氯甲烷(25 m L/次)萃取2次。取1mL待衍生。 1.4.3 fmoc-cl法 取1mL上述样品溶液于带塞试管中,加0.05 mol/L四硼酸钠0.5 m L,再加入0.1%FMOC-CL 0.5 m L,定容至2 m L,盖紧塞子充分振荡,室温下反应1 h,过0.45μm水膜,待测。 1.5 荧光分离器工作原理 色谱柱:阴离子交换色谱柱(SAX)(4.6 mm×250 mm),流动相:0.1 m L/min,pH=6柠檬酸缓冲溶液:乙腈(50∶50),流速:0.8 m L/min,柱温:30℃,荧光检测器激发波长:254 nm,发射波长:315 nm;进样20μL。 2 结果与分析 2.1 标准工作曲线的绘制 取浓度为400 mg/L的草甘膦母液,用稀释法配制0.005、0.010、0.050、0.080、0.100、0.500、1.000mg/L的标准工作溶液,按上述色谱条件进行测定,绘制成标准曲线(图1)。 图1显示,草甘膦的浓度在0.005~1.000 mg/L范围内,线性关系好。方程为:y=100 000 000 x-150 017,其中y为峰面积,x为进样浓度(ng),相关系数为:R2=0.999 8,能够满足外标法定量检测的要求。 2.2 草甘草回收率测定 2.2.1 回收率及回收能力 分别称取5.0 g对照土壤于离心管中,向其中添加适量的草甘膦标准液,使其添加浓度为1.0 mg/kg。按照上述分析方法,逐步进行提取、净化和衍生,然后进行色谱测定,计算不同pH条件下的回收率,结果见表1。 从表1中可看出,pH值为8.0~13.0时回收为51.40%~98.27%,变异系数为2.79%~10.